同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁實(shí)驗(yàn)

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1、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．加深理解同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)原理和勵(lì)磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)；2．了解自并勵(lì)勵(lì)磁方式和它勵(lì)勵(lì)磁方式的特點(diǎn)；3．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)；4．了解微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本控制方式；5．了解電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用；觀察強(qiáng)勵(lì)現(xiàn)象及其對(duì)穩(wěn)定的影響；6．了解幾種常用勵(lì)磁限制器的作用；7．掌握勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本使用方法。二、原理與說明同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩部分組成，它們和同步發(fā)電機(jī)結(jié)合在一起就構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為勵(lì)磁控制系統(tǒng)。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大基本任務(wù)是：穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系

2、統(tǒng)穩(wěn)定性。圖1勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖實(shí)驗(yàn)用的勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖如圖1所示。可供選擇的勵(lì)磁方式有兩種：自并勵(lì)和它勵(lì)。當(dāng)三相全控橋的交流勵(lì)磁電源取自發(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)交流勵(lì)磁電源取自380V市電時(shí)，構(gòu)成它勵(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，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小α角限制。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制方式有四種：恒UF（保持機(jī)端電壓穩(wěn)定）、恒IL（保持勵(lì)磁電流穩(wěn)定）、恒Q（保持發(fā)電機(jī)輸出無功功率穩(wěn)定）和恒α（保持控制角穩(wěn)定）。其中，恒α方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵(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

3、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)器的增減磁按鈕，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)，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角α小于90°；當(dāng)正常停機(jī)或事故停機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)器使控制角α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)磁限制器是保障勵(lì)磁系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，常見的勵(lì)磁限制器有過勵(lì)限制器、欠勵(lì)限制器等。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法（一）不同α角（控制角

4、）對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形觀測（1）合上操作電源開關(guān)，檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；（2）勵(lì)磁系統(tǒng)選擇它勵(lì)勵(lì)磁方式：操作“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵(lì)”方式，調(diào)節(jié)器面板“它勵(lì)”指示燈亮；（3）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選擇恒α運(yùn)行方式：操作調(diào)節(jié)器面板上的“恒α”按鈕選擇為恒α方式，面板上的“恒α”指示燈亮；（4）合上勵(lì)磁開關(guān)，合上原動(dòng)機(jī)開關(guān)；（5）在不啟動(dòng)機(jī)組的狀態(tài)下，松開微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角α，從而改變?nèi)嗳貥虻碾妷狠敵黾捌洳ㄐ?。圖2控制角為90.50時(shí)的輸出波形圖3控制角為85.70時(shí)的輸出波形圖4控制角為76.40

5、時(shí)的輸出波形圖5控制角為66.30時(shí)的輸出波形注意：微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增減磁按鈕鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效，過了5秒后如還需要調(diào)節(jié)，則松開按鈕，重新按下。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表1規(guī)定的若干值，記下對(duì)應(yīng)的α角（調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)的顯示參數(shù)為“CC”），同時(shí)通過接在Ud+、Ud-之間的示波器觀測全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出α角，另外利用數(shù)字萬用表測出電壓Ufd和UAC，將以上數(shù)據(jù)記入下表，通過Ufd，UAC和數(shù)學(xué)公式也可計(jì)算出一個(gè)α角來；完成此表后，比較三種途徑得出的α角有無不同，分析其原因。表2-1勵(lì)磁電流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A顯示控制角α96.585.776.

6、466.3勵(lì)磁電壓Ufd08.025.342.4交流輸入電壓UAC46.14645.845.8由公式計(jì)算的α85.7476.3466.69示波器讀出的α95857560（6）調(diào)節(jié)控制角大于90度但小于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？圖6控制角為110°時(shí)的輸出電壓波形（7）調(diào)節(jié)控制角大于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？圖7控制角為130°時(shí)的輸出電壓波形（二）同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)的起勵(lì)有三種：恒UF方式起勵(lì)，恒α方式起勵(lì)和恒IL方式起勵(lì)。其中，除了恒α方式起勵(lì)只能在它勵(lì)方式下有效外，其余兩種方式起勵(lì)都

7、可以分別在它勵(lì)和自并勵(lì)兩種勵(lì)磁方式下進(jìn)行。恒UF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“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)”的兩種起勵(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)”方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵(lì)方式，而“設(shè)定電壓起勵(lì)”方式通常用于勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。恒IL方式起勵(lì)，