1、發(fā)電機(jī)（含雙饋機(jī)）勵(lì)磁控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 專業(yè)班級(jí)： 姓 名: 學(xué) 號(hào): 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn): 指導(dǎo)老師: 一 概述勵(lì)磁控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)接線圖如圖1可供選擇的勵(lì)磁方式有兩種：自并勵(lì)和他勵(lì)。當(dāng)三相全（半）控橋的交流輸入電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端時(shí)，構(gòu)成自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。而當(dāng)交流輸入電源取自380v市電時(shí)，構(gòu)成他勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。兩種勵(lì)磁方式的可控整流橋均是由微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制的，全控時(shí)的觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小限制。以下實(shí)驗(yàn)操作均針對(duì)附錄A中的發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)而言。圖1勵(lì)磁控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)接線圖綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制方式有四種：恒（保持機(jī)端電壓為定值）、恒（保持勵(lì)磁電流為定值）、恒（保持發(fā)電機(jī)無

2、功功率為定值）和恒（保持控制角恒定）。其中，恒方式是一種開環(huán)控制方式，只限于他勵(lì)方式下使用。同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)之前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置能維持機(jī)端電壓在給定水平。當(dāng)操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的增、減磁按鈕，可以升高或降低發(fā)電機(jī)電壓；當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的增、減按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)的無功輸出，其機(jī)端電壓按調(diào)差特性曲線變化。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三相全（半）控橋處于整流狀態(tài)，控制角小于90；當(dāng)正常停機(jī)或事故停機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)器的控制角大于90，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS是提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能的經(jīng)濟(jì)有效方法之一，已成為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本配置；勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵(lì)，有助于提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性；勵(lì)磁限制

3、器是保障勵(lì)磁控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。二 實(shí)驗(yàn)及思考實(shí)驗(yàn)一 不同角（控制角）對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形觀測(cè)實(shí)驗(yàn)在不起動(dòng)機(jī)組的狀態(tài)下，操作“增磁”按鈕或“減磁”按鈕即可逐漸減小或增加控制角，從而改變?nèi)嗳貥虻碾妷狠敵黾捌洳ㄐ巍?shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表2-1規(guī)定的若干值，通過接在、之間的示波器觀測(cè)全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出角，另外利用數(shù)字萬用表測(cè)出全控橋的直流輸出電壓和交流輸入電壓，將以上數(shù)據(jù)計(jì)入表，通過，和數(shù)學(xué)計(jì)算公式也可計(jì)算出一個(gè)角來；完成此表后，比較兩種途徑得出的角有無不同，分析其原因。1） 調(diào)節(jié)控制角大于90但小于120，觀察全控橋輸出電壓波形，與理想波形對(duì)比。2） 調(diào)節(jié)控制角

4、大于120，觀察全控橋輸出電壓波形，與理想波形對(duì)比。表2-1 控制角的對(duì)比數(shù)據(jù)勵(lì)磁電流0.00.51.5控制角1008060勵(lì)磁電壓15.523.031.5交流輸入電壓40.741.342.0示波器讀出的/()46.8/7227/91.866/113.4思考題：1.勵(lì)磁電壓波形觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么？答:了解自并勵(lì)勵(lì)磁方式和它勵(lì)勵(lì)磁方式的特點(diǎn)；熟悉三相全控橋整流、逆變的工作波形；觀察觸發(fā)脈沖及其相位移動(dòng)；觀察強(qiáng)勵(lì)現(xiàn)象及其對(duì)穩(wěn)定的影響。2.本實(shí)驗(yàn)通過“倒網(wǎng)壓”的方式進(jìn)行，操作時(shí)需要注意那些問題？答：注意操作順序，在操作“增磁”按鈕或“減磁”按鈕減小或增加控制角時(shí)，要注意控制角調(diào)節(jié)范圍。實(shí)驗(yàn)二 同步

5、發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)的起勵(lì)方式有兩種：恒（）方式起勵(lì)、恒方式起勵(lì)。其中，恒方式起勵(lì)只能在他勵(lì)方式下有效外。恒方式起勵(lì)，現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通常有“設(shè)定電壓起勵(lì)”和“跟蹤網(wǎng)壓起勵(lì)”兩種起勵(lì)方式。設(shè)定電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值由運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的給定電壓水平上；跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%-115%額定電壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)”方式是當(dāng)勵(lì)磁控制器檢測(cè)到裝設(shè)了電網(wǎng)電壓測(cè)量變送器且電網(wǎng)電壓在85%-115%額定電壓的有效范圍內(nèi)，默認(rèn)的起勵(lì)方式，可以為準(zhǔn)同期并列操作創(chuàng)

6、造電壓條件。恒方式起勵(lì)只適用于他勵(lì)勵(lì)磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始有人工調(diào)節(jié)逐漸增加勵(lì)磁而升壓，完成起勵(lì)建壓任務(wù)。通常這種勵(lì)磁方式應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的特性測(cè)試測(cè)試實(shí)驗(yàn)，正常運(yùn)行時(shí)很少采用。1. 恒方式起勵(lì)步驟1） 按顯示屏提示將控制方式選擇為“恒電壓”。2） 在“常規(guī)參數(shù)”頁面設(shè)置“起勵(lì)PT電壓”，105V對(duì)應(yīng)額定電壓。3） 合上滅磁開關(guān)。4） 按下“起勵(lì)”按鈕，發(fā)電機(jī)隨機(jī)按設(shè)定的電壓起勵(lì)建壓。5） 將“開機(jī)跟蹤電網(wǎng)電壓”設(shè)置為“打開”。然后重新起勵(lì)，發(fā)電機(jī)按“跟蹤網(wǎng)壓”起勵(lì)建壓。注意：觀察在起勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的變化（看勵(lì)磁電流表和電壓表）。對(duì)起勵(lì)過程進(jìn)行錄波、觀察起勵(lì)曲線、測(cè)定起勵(lì)時(shí)間、

7、上升速度、超調(diào)、振蕩次數(shù)、穩(wěn)定時(shí)間等指標(biāo)，記錄起勵(lì)后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統(tǒng)電壓。改變系統(tǒng)電壓，重復(fù)起勵(lì)（無需停機(jī)、開機(jī)，只需滅磁操作），觀察記錄發(fā)電機(jī)電壓的跟蹤精度和有效跟蹤范圍以及在有效跟蹤范圍外起勵(lì)的穩(wěn)定電壓。2. 恒方式起勵(lì)步驟1）將勵(lì)磁控制柜上“他勵(lì)/自勵(lì)”轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至“他勵(lì)”位置，系統(tǒng)選擇他勵(lì)勵(lì)磁方式。2）操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器觸摸屏切到“恒控制角”方式。3）合上滅磁開關(guān)5）起動(dòng)機(jī)組。6）當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)（頻率47Hz），通過減勵(lì)按鈕將角度減小，直到發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓所需要的電壓。7）注意比較恒方式起勵(lì)與恒起勵(lì)方式有何不同。思考題：1、 新安裝、大修過后的發(fā)電機(jī)為何要做參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)（他勵(lì)空載、短路試

8、驗(yàn)）？答：他勵(lì)空載、短路試驗(yàn)都屬于發(fā)電機(jī)的特性和參數(shù)試驗(yàn)，是為了了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能、基本量之間的關(guān)系的特性曲線以及被發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)確定了的參數(shù)。空載特性是指發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速空載運(yùn)行時(shí)，其定子電壓與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系。利用特性曲線，可以斷定轉(zhuǎn)子線圈有無匝間短路，也可判斷定子鐵芯有無局部短路，如有短路，該處的渦流去磁作用也將使勵(lì)磁電流因升至額定電壓而增大。此外，利用空載特性還可以計(jì)算發(fā)電機(jī)的電壓變化率、未飽和的同步電抗，分析電壓變動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況及整定磁場(chǎng)電阻等。而短路特性是指在額定轉(zhuǎn)速下，定子繞組三相短路時(shí)，這個(gè)短路電流與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系。利用短路特性，可以判斷轉(zhuǎn)子線圈有無匝間短路，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)

9、子線圈存在匝間短路時(shí)，由于安培匝數(shù)減少，同樣大的勵(lì)磁電流，短路電流也會(huì)減少。 2、為何要在頻率47Hz后才投入勵(lì)磁起勵(lì)建壓？答：防止機(jī)組解列后在低速運(yùn)行時(shí)，過多的增加勵(lì)磁。致使設(shè)備因鐵芯密度過大而損壞，也是主變壓器的過磁通后備保護(hù)。其限制原理是在低速區(qū)間（4547hzHz)時(shí)使電壓和頻率的比值一定，即：V/H=常數(shù)，這樣當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降低時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓也降低。該保護(hù)在47Hz以上不起限制作用。實(shí)驗(yàn)三 不同控制方式運(yùn)行調(diào)節(jié)及甩負(fù)荷實(shí)驗(yàn)該微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有恒、恒、三種控制方式，分別具有各自特點(diǎn)，請(qǐng)通過以下試驗(yàn)自行體會(huì)和總結(jié)。1. 恒方式選擇自勵(lì)恒方式，開機(jī)建壓不并網(wǎng)，改變機(jī)組轉(zhuǎn)速使頻率在45-55H

10、z范圍內(nèi)變化，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角的關(guān)系數(shù)據(jù)與表2-2中。表 2-2 轉(zhuǎn)速變化時(shí)恒方式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)頻率/Hz46 474849505152535455發(fā)電機(jī)電壓/V90909090909090909090勵(lì)磁電流/A46.241.537.133.830.027.424.622.520.919.2控制電壓91.694.296.698.099.5100.3101.3101.9102.6103.12. 恒勵(lì)流方式用恒起勵(lì)后，切換至恒勵(lì)流方式，給定一恒定勵(lì)磁電流，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角的關(guān)系數(shù)據(jù)與表2-3中。 這是一種開環(huán)控制的運(yùn)行方式表2-3 轉(zhuǎn)速變化時(shí)恒勵(lì)流方式

11、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)頻率/Hz46 474849505152535455發(fā)電機(jī)電壓/V82.684.486.187.889.691.192.894.796.398.1勵(lì)磁電流/A31.031.431.431.431.431.431.431.431.431.4控制角電壓97.497.898.498.798.999.299.399.499.599.7思考題：1、 自勵(lì)恒方式，開機(jī)建壓并網(wǎng)后，增加給定電壓，為何在機(jī)端電壓不變的情況下，機(jī)組還能穩(wěn)定運(yùn)行？（請(qǐng)從調(diào)差的概念入手分析之）答：當(dāng)發(fā)電廠中幾臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，母線電壓水平和無功功率在機(jī)組間的分配決定于各臺(tái)機(jī)組的自動(dòng)勵(lì)磁裝置的特性，即決定于各臺(tái)發(fā)電機(jī)的

12、電壓調(diào)節(jié)特性。機(jī)組間無功負(fù)荷的分配比例是確定的，并且是可以調(diào)節(jié)的。2、甩負(fù)荷時(shí)為何電壓會(huì)突然往上升？答：發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷導(dǎo)致電樞反應(yīng)變化而引起的工頻電壓升高，其原因是由于通常電網(wǎng)負(fù)荷為感性，感性負(fù)荷的電流對(duì)發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)起去磁作用。當(dāng)突然甩負(fù)荷后這一去磁電樞反應(yīng)也隨之消失，但根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾阍恚┻^勵(lì)磁繞組的磁通來不及變化，使發(fā)電機(jī)端電壓升高。實(shí)驗(yàn)四 逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)滅磁是勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)不可或缺的部分。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)大電感，當(dāng)正常或故障停機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的能量必須泄放，該能量泄放的過程就是滅磁過程。滅磁只能在同步發(fā)電機(jī)非并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行（發(fā)電機(jī)并網(wǎng)狀態(tài)滅磁將會(huì)導(dǎo)致失去同步，造

13、成轉(zhuǎn)子異步運(yùn)行，產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，危及轉(zhuǎn)子絕緣）。三相全控橋當(dāng)觸發(fā)控制角大于90時(shí)，將工作在逆變狀態(tài)下。本實(shí)驗(yàn)的逆變滅磁就是利用全控橋的這個(gè)特點(diǎn)來完成的。1. 逆變滅磁步驟1） 通過觸摸屏選擇“微機(jī)”通道工作。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁并起勵(lì)建壓、增磁，使同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入空載額定運(yùn)行。3） 觸摸屏上的 “滅磁”按鈕，注意觀察勵(lì)磁電流表和勵(lì)磁電壓表的變化以及勵(lì)磁電壓波形的變化。2. 跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)步驟1） 通過觸摸屏選擇“微機(jī)”通道工作。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁并起勵(lì)建壓，同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入空載額定運(yùn)行。3） 直接跳開勵(lì)磁開關(guān)，注意觀察勵(lì)磁電流表和勵(lì)磁電壓表的變化。思考題：1、 既然可以直接跳開滅磁開

14、關(guān)滅磁，為何還要逆變滅磁？答：逆變滅磁能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子中的儲(chǔ)能迅速地反饋到三相全控橋的交流側(cè)電源中去，不需放電電阻或滅弧柵，而且逆變滅磁無觸點(diǎn)、不燃弧、不產(chǎn)生大量熱量，因而逆變滅磁可靠。而滅磁開關(guān)有壽命次數(shù)限制，直接跳開滅磁開關(guān)滅磁會(huì)減少滅次開關(guān)壽命。2、 半控整流能否實(shí)現(xiàn)逆變滅磁？答：逆變滅磁只適用于全控整流橋，逆變滅磁方式主要是在逆變過程中由可控硅橋把勵(lì)磁繞組中的能量從直流側(cè)返送到交流側(cè)，利用改變可控硅的控制角度實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)五 伏/赫限制實(shí)驗(yàn)單元接線的大型同步發(fā)電機(jī)解列運(yùn)行時(shí)，其機(jī)端電壓有可能升得較高，而其頻率有可能降得較低。如果其機(jī)端電壓與頻率的比值過高，則同步發(fā)電機(jī)及其主變壓器的鐵芯就會(huì)飽和

15、，使空載勵(lì)磁電流加大，造成發(fā)電機(jī)和主變壓器過熱。因此有必要對(duì)加以限制。伏/赫限制器工作原理就是：根據(jù)整定的最大允許伏/赫比和當(dāng)前頻率，計(jì)算出當(dāng)前允許的最高電壓，將其與電壓給定值比較，取二者中較小值作為計(jì)算電壓偏差的基準(zhǔn)，由此調(diào)節(jié)的結(jié)果必然是發(fā)電機(jī)電壓。伏/赫限制器在解列運(yùn)行時(shí)投入，并網(wǎng)后退出。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 選擇“微機(jī)、自勵(lì)”勵(lì)磁方式勵(lì)磁控制方式采用“恒”。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁起勵(lì)建壓，發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在空載額定電壓的1.1倍左右。3） 調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)減速按鈕，使機(jī)組從額定轉(zhuǎn)速下降，使頻率從50Hz下降到44Hz。4） 每間隔1Hz記錄發(fā)電機(jī)電壓隨頻率變化的關(guān)系數(shù)據(jù)于表2-10中。5） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)

16、數(shù)據(jù)描出電壓與頻率的關(guān)系曲線，并計(jì)算設(shè)定的值。6） 做本實(shí)驗(yàn)時(shí)先增磁到一個(gè)比較高的機(jī)端電壓后再慢慢減速。7） 注意比較發(fā)電機(jī)在頻率變化過程中的噪音有何不同。表2-10 伏/赫限制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)頻率5049484746454443機(jī)端電壓105105105104.8104.7101.999.196.4勵(lì)磁電流/A64.669.377.786.491.189.587.184.3思考題：1、 請(qǐng)運(yùn)用伏赫限制的知識(shí)解釋為什么機(jī)組的停機(jī)流程要先滅磁再減速停機(jī)？答：防止機(jī)組解列后在低速運(yùn)行時(shí)，過多的增加勵(lì)磁。致使設(shè)備因鐵芯密度過大而損壞，也是主變壓器的過磁通后備保護(hù)。其限制原理是在低速區(qū)間（4547hzH

17、z)時(shí)使電壓和頻率的比值一定，即：V/H=常數(shù)，這樣當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降低時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓也降低。2、 某機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)正常停機(jī)后不能起勵(lì)建壓，經(jīng)查勵(lì)磁變壓器和電壓互感器高壓側(cè)保險(xiǎn)熔斷，請(qǐng)分析可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因？答：當(dāng)電網(wǎng)產(chǎn)生鐵磁諧振時(shí)，會(huì)引起電壓互感器的相電流過流，從而造成電壓互感器高壓保險(xiǎn)熔斷；在現(xiàn)有中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式下，分頻諧振容易造成勵(lì)磁電流的激增，從而對(duì)電壓互感器高壓保險(xiǎn)熔斷造成影響。實(shí)驗(yàn)六 同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)（不做）強(qiáng)勵(lì)是勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本功能之一，當(dāng)電力系統(tǒng)由于某種原因出現(xiàn)短時(shí)低壓時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)以足夠快的速度提供足夠高的勵(lì)磁電流頂值，借以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和改善電力系統(tǒng)運(yùn)行條件

18、。在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，模擬單相接地和兩相相間短路故障可以觀察強(qiáng)勵(lì)過程。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 選擇“自勵(lì)”勵(lì)磁方式和“微機(jī) ”方式，勵(lì)磁控制方式采用”恒 。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁，滿足條件后并網(wǎng)。3） 在發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率輸出為50%額定負(fù)載時(shí)，進(jìn)行單相接地和兩相相間短路實(shí)驗(yàn)，注意觀察發(fā)電機(jī)端電壓和勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓的變化情況及觀察強(qiáng)勵(lì)時(shí)的勵(lì)磁電壓波形。實(shí)驗(yàn)七 欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)欠勵(lì)限制器的作用是用來防止發(fā)電機(jī)因勵(lì)磁電流過度減小而引起失步或因機(jī)組過度進(jìn)相引起定子端部過熱。欠勵(lì)限制器的任務(wù)是：確保機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，將發(fā)電機(jī)的功率運(yùn)行點(diǎn)（）限制在欠勵(lì)限制曲線上方。欠勵(lì)限制器的工作原理：根據(jù)給定的欠勵(lì)限制方程和

19、當(dāng)前有功功率計(jì)算出對(duì)應(yīng)的無功功率下限：。將與當(dāng)前無功功率比較，若：，欠勵(lì)限制器不動(dòng)作；欠勵(lì)限制器動(dòng)作，自動(dòng)增加無功輸出，使。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 選擇“自勵(lì)”勵(lì)磁方式和“恒電壓”運(yùn)行方式。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁。3） 滿足條件后并網(wǎng)。4） 調(diào)節(jié)有功功率輸出分別為0、50%、100%的額定負(fù)載，用減小勵(lì)磁電流（按“減磁“按鈕）或升高系統(tǒng)電壓的方法使發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，直到欠勵(lì)限制器動(dòng)作（欠勵(lì)限制指示燈亮），記下此時(shí)的有功功率和無功功率填入表2-12中。5） 根據(jù)表試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出欠勵(lì)限制線，并計(jì)算出該直線的斜率和截距。表2-12 欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)有功功率欠勵(lì)限制動(dòng)作的值0空載-2000var50%額定

20、有功功率-1000var100%額定有功功率-500var思考題：用同步電機(jī)的功角特性曲線說明發(fā)電機(jī)勵(lì)磁為何要設(shè)置欠勵(lì)限制，且運(yùn)行允許進(jìn)相深度隨著輸出有功功率的增加而減小？答 凸極機(jī)功角特性曲線 隱極機(jī)功角特性曲線發(fā)電機(jī)欠勵(lì)運(yùn)行期間，其定、轉(zhuǎn)子間磁場(chǎng)聯(lián)系減弱，發(fā)電機(jī)易失去靜態(tài)穩(wěn)定。為了確保一定的靜態(tài)穩(wěn)定裕度，勵(lì)磁控制系統(tǒng)(AVR)在設(shè)計(jì)上均配置了欠勵(lì)限制回路，即發(fā)電機(jī)輸出一定的有功功率時(shí)，受到定子端部鐵芯發(fā)熱的限制，以及功角不能越過穩(wěn)定極限的限制，為保證發(fā)電機(jī)設(shè)備的安全，必須保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行在功率限制圓和熱穩(wěn)定限制線以內(nèi)，具體設(shè)置以試驗(yàn)和機(jī)組提供的進(jìn)相能力極限數(shù)據(jù)為參考，同時(shí)必須與發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)

21、配合。發(fā)電機(jī)端電壓恒定時(shí)，功率因數(shù)角與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系是：功率因數(shù)角越大，勵(lì)磁電流越大。因而進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流要比相同負(fù)荷下遲相運(yùn)行時(shí)小，且進(jìn)相程度越深，勵(lì)磁電流越小。甚至?xí)霈F(xiàn)零勵(lì)磁現(xiàn)象，此時(shí)如不加以控制發(fā)電機(jī)將會(huì)從系統(tǒng)吸收有功，由發(fā)電方式轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式，這是很危險(xiǎn)的。實(shí)驗(yàn)八 調(diào)差實(shí)驗(yàn)1. 調(diào)差系數(shù)的測(cè)定在微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中使用的調(diào)差公式為（按標(biāo)幺值計(jì)算），它是將無功功率的一部分疊加到電壓給定值上（模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通常是將無功電流的一部分疊加在電壓測(cè)量值上，效果等同。）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的給定電壓按實(shí)際值計(jì)算公式如下：式中，Uref為給定電壓；為發(fā)電機(jī)實(shí)測(cè)電壓；為調(diào)差系數(shù)；為實(shí)測(cè)無功功率；為發(fā)

22、電機(jī)視在功率。由公式 推導(dǎo)出調(diào)差系數(shù)的計(jì)算公式。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 勵(lì)磁控制方式采用“恒電壓”。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁。3） 滿足條件后并網(wǎng)，穩(wěn)定運(yùn)行。4） 通過不斷增加勵(lì)磁電流，記錄一系列數(shù)據(jù)于表2-12中，5） 計(jì)算出調(diào)差值，檢驗(yàn)是否與設(shè)置值一致。表2-12 調(diào)差系數(shù)的測(cè)定序號(hào)給定電壓Uref發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓發(fā)電機(jī)無功輸出1103101.51700k2104101.62700k3105101.73900k4106101.75400k2. 零調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)，實(shí)驗(yàn)步驟同上所述。3. 正調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)，實(shí)驗(yàn)步驟同上所述。4. 負(fù)調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)，實(shí)驗(yàn)步驟同上所述。思考題：1、 一臺(tái)調(diào)

23、差系數(shù)為負(fù)數(shù)的機(jī)組直接與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)增大給定電壓時(shí)，無功會(huì)如何變化？機(jī)組能否正常運(yùn)行？ 答：2、 孤立帶負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，如果投入調(diào)差單元，機(jī)端電壓是否能穩(wěn)定在給定電壓的水平上？為什么？ 答：可以，發(fā)電機(jī)的交流勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般設(shè)有調(diào)差系數(shù)環(huán)節(jié),調(diào)差系數(shù)的值可以依據(jù)發(fā)電機(jī)參數(shù)及調(diào)差單元的參數(shù)計(jì)算并進(jìn)行實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。其原理是接入測(cè)量回路中每相電阻上的電流所產(chǎn)生的壓降形成調(diào)差，根據(jù)電流方向確定極性。與原測(cè)量電壓相加為正調(diào)差，反之則為負(fù)。發(fā)電機(jī)組的調(diào)差一般用于發(fā)電機(jī)組的多機(jī)同步中使用，單機(jī)運(yùn)行無須啟用。實(shí)驗(yàn)九 PSS實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)不做，但要回答思考）PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的主要作用是抑制電力系統(tǒng)的低頻振蕩。

24、它的投入對(duì)提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性有非常重要的意義。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式，勵(lì)磁控制方式采用”恒“。2） 起動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁。3） 滿足條件后并網(wǎng)，穩(wěn)定運(yùn)行。4） 在不投入PSS的條件下，增加發(fā)電機(jī)有功輸出，直到系統(tǒng)開始震蕩或失步，記下此時(shí)的機(jī)端電壓、有功輸出和功率角（由調(diào)速器的顯示器讀數(shù)）5） 在投入PSS的條件下，增加發(fā)電機(jī)有功輸出，直到系統(tǒng)開始震蕩或失步，記下此時(shí)的機(jī)端電壓、有功輸出和功率角。6） 比較PSS投和不投兩種情況下的功率極限和功率角極限有何不同。思考題：1、 你知道的PSS都有哪幾種控制模型，我國(guó)目前投入使用的主要有哪幾種？答：PSS1A,PSS2B,PSS3B.PSS4B；我國(guó)目前投入使用的主要有PSS1A,PSS2B,PSS3B實(shí)驗(yàn)九 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)一、雙饋機(jī)基本知識(shí)1.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)異步化的同步發(fā)電機(jī)2.勵(lì)磁電源為三相交流，可通過改變交流勵(lì)磁電流的頻率、相位、幅值，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的頻率、相位、幅值的跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)無沖擊的柔性并網(wǎng)控制。3.并網(wǎng)后，通過控制交流勵(lì)磁的相位和幅值實(shí)現(xiàn)有功和無功功率的解耦控制。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過控