单机-无穷大系统实验实验报告

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实验报告
课程名称： 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______实验类型：________________同组学生姓名：__________
一．实验目的
了解和掌握三相对称稳态情况下，输电系统各种运行状态与运行参数的数值变化范围。

二．原理与说明
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．实验项目和方法 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
参照手动准同期（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。

专业： 电气工程及其自动化 姓名： 学号： 日期： 地点： 教二-105
运行方式1（单回路）的线路开关状态：
线路开关QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6
开关状态分合分合分合
线路开关QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6
开关状态合
合
合合分合
线路开关QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6
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”。

注意事项：
1、切换线路开关状态时注意不要造成系统解列。

2、调整发电机输出的有功功率和无功功率不宜过大。

四．实验数据记录与处理
P发电机（w）
Q发电
机（Var）
U发电
机
f发电机
（Hz）
U开关站
（V）
P系统
（kw）
Q系统
（kvar）
运行方式1
500 200 410 49.8 380 0.4 0.15 500 -100 360 49.7 350 0.4 -0.2 1000 200 390 49.8 367 0.95 0.15 1000 -200 270 49.8 280 1 -0.2 1800 656 360 49.8 320 1.8 0.6
运行方式2
500 200 400 49.7 380 0.4 0.15 500 -100 375 49.7 362 0.4 -0.2 1000 200 395 49.7 380 1 0.15 1000 -200 360 49.8 400 1 -0.2 1800 656 380 49.8 360 1.8 0.1
运行方式3
500 200 418 49.8 390 0.4 0.1 500 -100 370 49.8 355 0.4 -0.2 1000 200 395 49.8 375 1 0.1
1000 -200 320 49.8 315 1 -0.25 1800
656
370
49.8
346
1.8
0.4
五．实验分析与思考
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。

由表2可知，单回路送电的电压损耗和电压降落比双回路的送电时的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单回路送电的时候稳定些。

在单回路运行时，随着有功输出的增加，电机输出电压降低且电压降落减少，电压降落的范围为23V~30V ；在双回路运行时，随着有功输出的增加，电机输出电压降低且电压降落减少，电压降落的范围为20V~28V 。

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12()U U -，也用U ∆表示：12
U U U ∆=-；电压降落是指始末电
压的向量差12()U U -。

当两点电压的相角差相差不大时，可近似的认为电压损耗就等于电压降落。

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，不发生非周期性的失步，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。

影响电力系统静态稳定的因素主要指来自各个方面的小干扰；还有就是发电机的电势、系统电压、系统元件电抗。

小干扰包括负荷的变化，符合以及开关等的投切；
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，主要是提高输送公率的极限。

从简单电力系统的功率极限表达式/M P EV X =来看，可以从提高发电机的电势E 、提高系统
电压V 和减小系统元件电抗这三方面入手。

具体措施如下
(1)减少系统各元件的电抗包括：减小发电机和变压器的电抗，减少线路电抗等，具体方法可有以下几种： A ．采用串联电容补偿； B ．采用分裂导线；
C ．提高输电线路的电压等级； (2)提高系统电压水平； (3)改善电力系统的结构； (4)采用串联电容器补偿； (5)采用自动调节装置； (6)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保证电力系统稳定运行的主要和日常工作。

维持、控制变电站、发电厂高压母线电压恒定特别是枢纽厂(站)高压母线电压恒定，相当于输电系统等值分割为若干段，这样每段电气距离将远小于整个输电系统的电气距离，从而保证和提高了电力系统的稳定性。

六、实验心得体会
1、电力系统分析的实验是模拟真实电力系统的实验，可以让我们大概了解电力系统的基本运作，让我们受益匪浅，在试验中，3位同学团结分工合作，认真听老师讲解和操作，从中我们也学到了很多实际操作知识，对于我们以后的工作会很有帮助。

2、此次实验，我们了解了电力系统中的静态稳定问题，及单机无穷大系统的一些情况，并知道了提高静态稳定性的一些措施，体会到了电压降落与电压损耗的区别与类同，收获颇大。

3、通过实验数据我们可以知道本次实验基本达到了要求的目的，数据误差基本不大，都在误差允许范围里，可以说本次实验较为成功。

总之，我们从简单的模拟实验中学到了很多有用的实际知识，对于我们以后解决实际问题提供了平台。