电力系统自动化-实验一 自动准同期并网实验
电力系统自动化实验
发电机开 关（即同 期开关） 微机调 速装置
微机准同 期控制器
示波器
微机磁励 调节器
实验系统详细接线图
第二部分 模拟实验步骤 注意：强电实验！！！
1、无穷大电源系统的投入 ①合上设备的“电源开关”； ②合上“系统开关”（即按其红色按钮）； 观察与记录：“系统电压”表的指示值； ③调整“调压器”，将无穷大系统母线电压调为额定值； 通过“电压切换”开关观测三相电压和线电压是否对称合格；
观察与记录：IL、UL、UF、P、Q等变化情况； ④手动方式下，调整“手动励磁”旋钮； 微机方式下，按“增磁”、“减磁”按钮； 即可改变发电机端电压， 观察与记录：IL、UL、UF、f等变化情况。
3、发电机励磁系统的投入 ①励磁方式有手动它励、微机自并励、微机它励等三种可 供选择，（注：在线运行时不可切换方式的选择！！）， ②控制方式有恒UF、恒IL、恒、恒Q等四种可供选择，
观察与记录：发电机转速n的变化。
显示切换
2、原动机与调速系统的投入 ④按下“停机/开机”命令按钮，即为“开机”；
开机指示灯亮，观察与记录发电机转速n和功角δ； ⑤手动方式下，调整“电位器”； 微机方式下，按下“增速、（减速）”命令； 控制量在增加、发电机启动并增速； 继续增加控制量，将转速n调为其额定转速（即频率为50Hz）
观察与记录：发电机转速n的变化。
控制量指可控 硅触发电压
3、发电机励磁系统的投入 ①励磁方式有手动它励、微机自并励、微机它励等三种可 供选择，（注：在线运行时不可切换方式的选择！！）， ②控制方式有恒UF、恒IL、恒、恒Q等四种可供选择，
本实验选择“恒UF”方式， 按下“恒UF”按钮，即选择了此控制方式； ③合上“励磁开关”，(并注意松开“灭磁开关”)，
电力系统自动化实验指导书
电力系统自动化实验指导书电力系统自动化实验指导书郝丽丽南京工业大学自动化学院2006-04-17目录实验一同步发电机准同期并列实验实验二同步发电机励磁操纵实验实验三电力系统调度自动化实验实验一同步发电机准同期并列实验一．实验目的1．加深明白得同步发电机准同期并列原理，把握准同期并列条件；2．把握模拟式综合整步表的使用方法；3．熟悉同步发电机准同期并列过程。
二．实验内容1．按准同期并列条件手动合闸2．偏离准同期并列条件手动合闸3．观看各电量变化情形三．实验设备及仪器1．WDT-ⅡC型电力系统综合自动化试验台2．发电机组四. 本卷须知1．手动合闸时，认真观看表上的旋转指针，在旋转灯接近0º位置之前某一时刻合闸。
2．微机自动励磁调剂器上的增减磁按钮按键只连续5秒内有效，过了5秒后如还需调剂那么松开按钮，重新按下。
3．在做完准同期并列实验之后，应将同期开关选择为〝OFF〞档位。
五. 实验线路及原理1．将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采纳准同期并列方式。
准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期操纵器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一样专门小，同时机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。
本实验台采纳手动准同期方式。
2．手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时刻，实际发出合闸命令的时刻应提早一个相应的时刻或角度。
六. 实验方法与步骤1．机组启动与建压A．检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在那么应调到0位置；B．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；C．励磁调剂器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；D．把实验台上〝同期方式〞开关置〝OFF〞位置；E．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V；F．合上原动机开关，调剂自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速；G．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调剂器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。
电力系统自动装置实验报告材料
电力系统自动装置原理实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验一发电机自动准同期装置实验一、实验目的1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步发电机准同期并列过程；4、学会观察、分析有关实验波形。
二、实验基本原理（一）控制发电机运行的三个主要自动装置同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。
上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。
它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。
（二）准同期并列的基本原理将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。
准同期并列要满足以下四个条件：（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；（2）发电机电压与并列点系统电压相等；（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。
具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。
这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。
自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。
准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。
当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。
自动准同期装置及自动并列实验-说明(华北电力大学)
自动准同期装置及自动并列实验2016
地点：教一楼135
（电力系统自动化课程实验）
1、实验目的与要求
（1）增强对自动准同期装置工作原理与作用的认识。
（2）观察测量并记录实验装置滑差电压波形、线形整步电压波形。
（3）利用实验装置与设备完成“发电机自动准同期并列实验”。
2、实验过程与内容：（实验指导书第16、17、18、30、31、32页）
（1）实验指导书第16、17、18页“2.1 利用滑差电压观察准同期条件实验”；观察记录滑差电压波形，分析体会频差f s、压差△U对滑差电压Us包络线波形的影响，Us包络线波形中包含哪些准同期并列所需要的信息。
（2）实验指导书第30-32页“3.1 基于发电机同期仿真测试仪的自动准同期并列实验”，断电状态下完成实验接线，装置投运，完成“假”并列实验及自动准同期并列实验，了解自动准同期并列条件及并列操作过程。
3、注意事项及实验报告要求
（1）对实验中的现象要细心观察、认真记录实验数据与波形。
（2）遵守实验纪律，爱护仪器设备，断电接线，规范操作，注意人身安全及设备安全。
（3）认真撰写实验报告。
报告内容应包括实验名称、实验项目、所用仪器设备、实验步骤、实验数据与波形、实验分析与问题讨论等内容。
4、思考问题
（1）同步发电机并列有哪些要求？
（2）准同期并列的理想条件是什么？
（3）什么是“恒定越前时间”？
（4）滑差电压（正弦脉动电压）包含两个待并系统哪些信息？线形整步电压（三角波）反映两个待并系统哪些信息？。
电力系统自动装置实验报告
电力系统自动装置原理实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验一发电机自动准同期装置实验一、实验目的1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步发电机准同期并列过程；4、学会观察、分析有关实验波形。
二、实验基本原理（一）控制发电机运行的三个主要自动装置同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。
上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。
它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。
（二）准同期并列的基本原理将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。
准同期并列要满足以下四个条件：（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；（2）发电机电压与并列点系统电压相等；（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。
具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。
这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。
自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。
准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。
当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。
电力系统自动化-实验一自动准同期并网实验
1.本次实验的目的和要求1 ）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。
2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。
3）熟悉同步发电机准同期并列过程。
2.实践内容或原理自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。
微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。
微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。
此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小的数值，更有利于平稳地进行并列。
3.需用的仪器、试剂或材料等THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台4.实践步骤或环节选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置;将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。
微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。
1）发电机组起励建压，使n=1480rpm ；U g=400V。
（操作步骤见第一章）2 ）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。
如果不符，则进行相关修改。
然后，修改准同期装置中的整定项：“自动调频”：投入；“自动调压”：投入。
实验自动准同期并网实验图1自动准同期并列装置的原理框图“自动合闸”：投入。
3)在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。
⑴微机准同期装置的其他整定项(导前时间整定、允许频差、允许压差)分别按表1，2，3修改。
电力系统自动化实验
2) 检查THLWZ-2微机准同期装置的系统设置内显示菜 单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：
“导前时间”设置为200ms，“允许频差”设置为0.3Hz， “允许压差”设置为2V“自动调频”设置为“投入”， “自动调压”设置为“投入”，“自动合闸”设置为“投 入”。
② 调节励磁，减小无功。多次按下THLWL-3微机励磁 装置面板上的“－”键，逐步减少发电机无功输出，直至 无功接近于0。
备注：在调整过程中，注意不要让发电机进相。
⑵ 按下THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的断路器QF0的 “分闸”按钮，将
发电机组和系统解列。然后发电机停机. 6．发电机组组网运行 该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。 ⑴ 将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式” 切至“联网”方式。
松开，可以看到控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发 电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到 发电机电压达到设定的发电机电压。
4) 励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。逐渐 增大给定，可调节THLCL-2常规励磁装置面板上的“给
定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发 电机电压。
的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌 点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼” 的声音。
⑶ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自 动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为 “自动方式”。
⑷ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的
“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示 发电机组正在启动。当发电机组转速上升到 1500rpm时，THLWT-3型微机调速装置面板上 的增速灯熄灭，启动完成。
实验一同步机组并网实验
实验一：同步发电机组并网实验一、实验目的1．加深理解发电机组调速系统和励磁调节系统的工作原理，掌握调速装置和励磁调节装置的基本使用方法。
2．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件, 熟悉同步发电机准同期并列过程。
二、实验装置介绍WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成。
1．发电机组它是由同在一个轴上的三相同步发电机（SN=2.5kV A，VN=400V，nN=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（PN=2.2kW，VN=220V）以及测速装置和功率角指示器组成。
直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。
具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。
2．试验操作台实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、负荷调节和同期单元、仪表测量和短路故障模拟单元等组成。
其中负荷调节和同期单元是由“TGS-04型微机调速装置”、“WL-04B微机励磁调节器”、“HGWT-03微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。
（1）输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于实验分析比较。
（2）“YHB-III型微机线路保护”装置是专为实验教学设计，具有过流选相跳闸、自动重合闸功能，备有事故记录功能，有利于实验分析。
在实验中可以观测到线路重合闸对系统暂态稳定性影响以及非全相运行状况。
（3）“TGS-04型微机调速装置”是针对大、中专院校教学和科研而设计的，能做到最大限度地满足教学科研灵活多变的需要。
具有测量发电机转速、测量电网频率、测量系统功角、手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调速以及过速保护等功能。
（4）“WL-04B微机励磁调节器”其励磁方式可选择：它励、自并励2种；控制方式可选择恒UF，恒IL，恒α，恒Q等4种；设有定子过电压保护和励磁电流反时限延时过励限制、最大励磁电流瞬时限制、欠励限制、伏赫限制等励磁限制功能；设有按有功功率反馈的电力系统稳定器（PSS）；励磁调节器控制参数可在线修改，在线固化，灵活方便，并具有实验录波功能，可以记录UF，IL，UL，P，Q，α等信号的时间响应曲线，供实验分析用。
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实验一自动准同期并网实验
1.本次实验的目的和要求
1）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。
2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。
3）熟悉同步发电机准同期并列过程。
2.实践内容或原理
自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。
微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。
微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。
此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小的数值，更有利于平稳地进行并列。
图1 自动准同期并列装置的原理框图
3.需用的仪器、试剂或材料等
THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台
4.实践步骤或环节
选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。
微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。
1）发电机组起励建压，使n=1480rpm；U g=400V。
（操作步骤见第一章）
2）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。
如果不符，则进行相关修改。
然后，修改准同期装置中的整定项：
“自动调频”：投入；“自动调压”：投入。
“自动合闸”：投入。
3）在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作
在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。
⑴微机准同期装置的其他整定项（导前时间整定、允许频差、允许压差）分别按表1，2，3修改。
注：QF0合闸时间整定继电器设置为t d-（40～60ms）。
t d为微机准同期装置的导前时间设置。
微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四（微机准同期装置使用说明）、实验三（压差、频差和相差闭锁与整定）等实验内容。
⑵操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V，n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。
观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。
微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。
微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。
注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。
此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。
4）发电机组的解列和停机。
5.教学方式
老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注意事项。
同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生解决实际问题的能力。
6.考核要求
学生根据实验要求和步骤完成实验任务，按照实验报告的要求和格式按成实验报告的撰写，根据实验报告的完成情况酌情给分。
7.实践教学报告要求
1）根据实验内容分析自动准同期的工作原理及过程。
2）分析以下参数改变对自动准同期并列的影响：导前时间、允许频差和允许压差。
3）通过实验，分析自动准同期、半自动准同期与手动准同期的异同点。