实验二单机一无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 、了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围： 2、了解和学握输电系统稳态不对称运行的条件： 3、了解和掌握不对称度运行参数对系统的影响及不对称运行对发电机的影响等。 二、实验内容 3、单回路稳态非全相运行实验。 三、实验原理 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的 依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很 好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 ⊙①日 日0-⊙ 无大 02 04 图2一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型 原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实 验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发 电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以 用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实 验台的输电线路是用多个接成鞋型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大 母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无 穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、须率）。 为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。 此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备 四、实验内容和要求 1.单回略稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动棋拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建 压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大 小，线路首、末端电压的差别等)，观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的母 压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、 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。 2.双回略对称运行与单回路对称运行比较实验
实验二 单机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1、了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2、了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件； 3、了解和掌握不对称度运行参数对系统的影响及不对称运行对发电机的影响等。 二、实验内容 1、单回路稳态对称运行实验； 2、双回路对称运行与单回路对称运行比较实验； 3、单回路稳态非全相运行实验。 三、实验原理 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的 “数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压 损耗，电压降落等的数值范围，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。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很 好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图 2 所示。 图 2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型 原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实 验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发 电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以 用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实 验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大” 母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无 穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。 为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。 此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 四、实验内容和要求 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建 压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大 小，线路首、末端电压的差别等），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、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、 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。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果 与实验2进行比较和分析。 表2-1 UF △U 单回路 双回路 注：上一中间开关站电压： AU一输电线路的电压损 确定实现非全相运行的接线方式，断开一相时，与单回路稳态对称运行时相同的验遇 具体操作方法如下： (1)首先按双回路对称运行的接线方式（不含QF5): (2)输送功率按实验1中单回路稳态对称运行的输送功率值一样： (3)微机保护定值整定：动作时间0秒，重合闸时间100秒 (4)在故障单元，选择单相故障相，整定故障时间为0<tK10心： (⑤)进行单相短路故障，此时微机保护切除故障相，准备重合闸，这时迅速跳开“Q1”、 “Q3”开关，即只有一回线路的两相在运行。观察此状态下的三相电流、电压值与实验1 讲行比较 (6)故障100以后，重合闸成功，系统恢复到实验1状态。 表2-2 9 UUULI I 全相运行值 非全相运行值 五、实验报告要求 1.整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响，并对实 验结果进行理论分析。 2.根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态 不同时，运行参数变化的特点和变化范围。 3.比较非全相运行实验的前、后实验数据，分析输电线路输送功率的变化
按实验1 的方法进行实验2 的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验 1 的结果 与实验 2 进行比较和分析。 表 2-1 P Q I UF UZ U U 单回路 双回路 注：UZ —中间开关站电压； U —输电线路的电压损耗； 3．单回路稳态非全相运行实验 确定实现非全相运行的接线方式，断开一相时，与单回路稳态对称运行时相同的输送 功率下比较其运行状态的变化。 具体操作方法如下： （1）首先按双回路对称运行的接线方式（不含 QF5）； （2）输送功率按实验 1 中单回路稳态对称运行的输送功率值一样； （3）微机保护定值整定：动作时间 0 秒，重合闸时间 100 秒； （4）在故障单元，选择单相故障相，整定故障时间为 0<t<100； （5）进行单相短路故障，此时微机保护切除故障相，准备重合闸，这时迅速跳开“QF1”、 “QF3”开关，即只有一回线路的两相在运行。观察此状态下的三相电流、电压值与实验 1 进行比较； （6）故障 100以后，重合闸成功，系统恢复到实验 1 状态。 表 2-2 P Q UA UB UC IA IB IC 全相运行值 非全相运行值 五、实验报告要求 1．整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响，并对实 验结果进行理论分析。 2．根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态 不同时，运行参数变化的特点和变化范围。 3．比较非全相运行实验的前、后实验数据，分析输电线路输送功率的变化
六、注意事项 3。为了保护同期表，“同期方式”选择钮不要置到“手动”位置。只有在选择手动同 期时才置到“手动”位置。 4.发动机运行时，不允许打开励磁开关 5。发动机运行时不允许打开原动机开关 七、思考题 1.影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？ 2。提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 3.何为电压损耗和电压降落？ 4.。“两表法”测量三相功率的原理是什么？它有什么前提条件？
六、注意事项 1．在发电机建压后，“励磁方式”开关不允许动，否则发电机会失磁 2．严格禁止非同期并网，如不能用线路开关使发动机和无穷大系统联结 3．为了保护同期表，“同期方式”选择钮不要置到“手动”位置。只有在选择手动同 期时才置到“手动”位置。 4．发动机运行时，不允许打开励磁开关 5．发动机运行时不允许打开原动机开关 七、思考题 1． 影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？ 2． 提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 3． 何为电压损耗和电压降落？ 4． “两表法”测量三相功率的原理是什么？它有什么前提条件？
实验三电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 L.初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法： 2.加深理解功*极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用 3.学习功率特性和功率极限的测定及调节方法： 4.通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养分析实际问题的能力。 二、实验内容 1、无调节励磁时，测定功率特性和功率极限： 2。手动调节励磁时，测定功率特性和功率极限，并与无调节励磁时所得的结果比较分 析，说明励磁调节对功率特性的影响。 3.自动调节励磁时，测定功率特性和功率极限。 三、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且 不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d轴和q轴总电抗分别为和，则发电机的功率特 性为： Pra-Xe 6+Xm2 2 XEX 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势￡随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机P。(或E)恒定。这时发电机的功率特性可表示成： EU m6+×X-Xn26 X意 2 XEXe 使公器 这时功率极限为 公贸 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性 和输送能力的最重要手段之 一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限 的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、 增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电 压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现
实验三 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1．初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2．加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3．学习功率特性和功率极限的测定及调节方法； 4．通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养分析实际问题的能力。 二、实验内容 1．无调节励磁时，测定功率特性和功率极限； 2．手动调节励磁时，测定功率特性和功率极限，并与无调节励磁时所得的结果比较分 析，说明励磁调节对功率特性的影响。 3．自动调节励磁时，测定功率特性和功率极限。 三、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且 不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统 d 轴和 q 轴总电抗分别为 Xd和 Xq，则发电机的功率特 性为： sin 2 2 sin 2 − = + d q d q d q Eq X X U X X X E U P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势 Eq 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机 Eq（或 E）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： sin 2 2 sin 2 − + = d q d q d q Eq X X U X X X E U P 或 = sin d q E X E U P 这时功率极限为 = d Em X E U P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性 和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限 的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、 增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电 压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现