电力系统分析综合实验二(2)：单机

课稈名称：电力系统分析综合实验指导老师:成绩：实验名称：单机-无穷大系统实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求 了解和掌握三相对称稳态情况下，输出系统各种运行状态参数的变化范围二、实验内容和原理 通过本实验了解和掌握电力系统稳态对称运行特性，在巩固理论概念的同时掌握“数值概念”如在典型 运行方式下，用相对值表示的电压损耗、电压降落等数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量 值是否正确的参数依据等。三、操作方法和实验步骤1. 机组手动启动和建压（1）在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0 位置，如不在，则应调到0 位置。将操作台 上的“手动励磁”调节旋钮反时针旋到0；（2）合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期控制器上分别确认其“微机正 常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“并网”灯为 熄灭状态，“输出 0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；（3）按调速装置上的“模拟方式”按钮使“模拟方式”灯亮；（ 4 ）把操作台上“励磁方式”开关置于“手动励磁”位置，在励磁调节器上确认“它励”灯亮；（5）在励磁调节器上选择恒UF运行方式，合上“励磁开关”；（6）把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置；（7）合上“系统开关”和线路开关“QF2、QF4、QF6”，检查系统电压接近额定值380V；（8）合上“原动机开关”，再顺时针旋转调速装置上的指针电位器，当发电机旋转后，观察机组稳定情 况，然后通过顺时针旋转指针电位器缓慢加速到额定转速；（9）顺时针调节操作台上的“手动励磁”旋钮增加励磁电压，在维持发电机为额定频率时，增加发电机 电压为额定电压。2. 并网 请参照第三章中的手动准同期（按准同期并列条件合闸）的方法进行并网操作。3. 稳态对称运行实验并网后，首先按照下表所列的运行方式1 的线路开关状态进行线路开关的合闸和分闸，通过调节调速装置 上的指针电位器来调整发电机输出的有功功率、通过调节“手动励磁”旋钮来调整发电机输出的无功功率， 分别使输电系统处于两种不同的运行状态（不同大小的有功功率、不同方向的无功功率）进行实验。 在每一种运行状态下，分别按下表所列的三种电网运行方式进行实验（即按下表所列开关状态进行线路开 关的合闸和分闸），观察、记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运 行方式不同时，运行参数变化的特点及数值范围电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的 方向（根据沿线电压大小比较判断）等。同时针对不同运行状态下的实验结果进行计算、比较和分析。 运行方式 1（单回路）的线路开关状态：线路开关QF1QF2QF3QF4QF5QF6开关状态分合分合分合运行方式 2（双回路）的线路开关状态：线路开关QF1QF2QF3QF4QF5QF6开关状态合合合合分合运行方式 3 的线路开关状态：线路开关QF1QF2QF3QF4QF5QF6开关状态合合分合合合4. 停机 通过反时针旋转调速装置上的指针电位器以及操作台上的“手动励磁”旋钮分别将发电机输出的有功功率、 无功功率减至 0。跳开发电机开关后（即同步发电机与系统解列），跳开“励磁开关”灭磁。继续反时针 旋转调速装置上的指针电位器直到0 位置，使其输出为0，此时调速装置上的“输出0”灯亮。待机组停 稳后断开“原动机开关”，松开“模拟方式”按钮，“模拟方式”灯灭，“微机自动”灯亮。然后跳开线 路开关和无穷大电源开关，最后切断“电源开关”。四、实验数据记录与处理运行方式1有功功率P/KW无功功率Q/KVar发电机电压（V）开关站电压（V）系统电压（V）10.23963703801-0.13383303881.6-0.1320391390运行方式2有功功率P/KW无功功率Q/KVar发电机电压（V）开关站电压（V）系统电压（V）10.23983803881-0.13723603871.6-0.1364350389运行方式3有功功率P/KW无功功率Q/KVar发电机电压（V）开关站电压（V）系统电压（V）10.239837938510.13503403881.60.2352338388五、讨论、心得1. 思考题（1）根据不同运行方式下的线路首、末端和中间开关站的实验数据，分析、比较运行方式不同时，运行 参数变化的特点和变化范围。单回路送电的电压损耗和电压降落比双回路的送电时电压损耗和电压降落要大，因此，电力系统在双回路 送电时比但会送电时要稳定一些。在单回路运行时，随着有有功输出的增加，电机输出电压降低并且电压 降落减少，电压降落范围为 40V 左右；在双回路运行时，随着有功输出的增加，电机输出电压降低并且电 压降落减少，电压降落范围是20V左右（2）什么是电压损耗、电压降落？举例说明其计算方法。 电压损耗是指始末端电压的数值差AU 二 U - U12电压降落是指始末电压的向量差U U12（3）影响简单系统静态稳定性的因素有哪些？ 电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生非周期失稳。自动恢复到起始运行状态的能力。电 力系统的静态稳定性是指电力系统正常运行时的稳定性，电力系统静态稳定性的基本性质说明，静态储备 越大则静态稳定性越高。 电力系统在运行中时刻受到小的扰动包括符合的随机变化，汽轮机蒸汽他励的波动，发电机端电压发射点 小的偏移等等。影响电力系统静态稳定的因素主要指来自各个方面的小扰动，还有就是发电机的电势、系统电压、系统元 件电抗。（4）提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 电力系统具有静态稳定性是系统正常运行的必要条件。要提高系统的静态稳定性，主要是提高输送功率的 极限。从简单电力系统的功率表达式来看，可以从提高发电机电势E、提高系统电压U和减小系统元件电 抗三方面入手。具体措施为 减小系统各元件的电抗。输电系统的功率极限与系统总电抗成反比，系统电抗越小，功率极限就越大， 系统稳定性就越高。比如采用串联电容补偿、采用分裂导线、提高输电线路的电压等级等 提高系统电压水平。要提高系统运行电压水平，主要是系统中应装设充足的无功功率电源。在远距离输 电线中途或负荷中心装设同步调相机，将有助于提高系统稳定运行的电压水平，从而提高系统运行的稳定 性。 提高发电机电势。提高发电机电势是提高电力系统的功率极限最有效的措施，它主要依靠采用自动励磁 调节器并改善其性能来实现。在现代电力系统中，几乎所有的发电机都装有自动励磁调节器。自动励磁调 节器明显地提高了功率极限。 改善电力系统结构。 采用自动调节装置。 采用串联电容器补偿。 采用直流输电。在电力系统正常运行中维持和控制母线电压是调度部门电力系统稳定运行的主要和日常工作。维持、控制 变电站、发电厂高压母线（特别是枢纽长高压母线）恒定，就是将输电系统分割为若干段，每段电气距离 小于整个输电系统的电气距离，从而提高和保证了电力系统的稳定性。2. 心得、体会（1）通过本次实验，模拟了真实的发电机发电与电网输电的电力系统，通过老师的指导以及指导书的阅 读，让我们亲自进行模拟电网线路的切换过程，并观察不同发电机有功和无功功率下对电网的频率和电压 的影响，更加加深了对电力系统稳态运行的理解。（2）进行实验时候要注意：切换线路开关状态时注意不要造成系统解列；调整发电机输出的有功功率和 无功功率不宜过大。（3）与上次实验一样，由于微机仪表的损坏，本次实验的有功与无功功率调节过程只能通过仪表读数来 控制，这对实验过程造成了较大的误差。（4）本次实验过程中，在调节完有功功率之后，再调节无功功率时，需要减小励磁，加大无功功率，才 能使得电流稳定，不会发生过流状况。（5）通过本次实验，了解到了电力系统中静态稳定的问题以及单机无穷大系统中有功功率、无功功率与 频率、电压之间的对应关系，并且知道了提高系统稳定性的一些措施，对于以后学习与工作过程都有较大 的帮助。