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。
(OA自动化)EAL电力系统综合自动化实验指导书.
（OA自动化）EAL电力系统综合自动化实验指导书目录实验一电机启动、建压和停机实验1实验二自动准同期条件测试实验4实验三线性整步电压测试实验11实验四导前时间整定及测量实验14实验五压差闭锁和整定实验17实验六频差方向及频差闭锁与整定实验21实验七相差闭锁与整定实验26实验八调频脉宽整定实验31实验九手动准同期并列实验34实验十半自动准同期并列实验37实验十一全自动准同期并列实验40实验十二同步发电机励磁控制实验44（一）同步发电机励磁起励控制实验47（二）控制方式相互切换实验51（三）可控励磁系统主电路负荷调节实验54（四）伏赫限制实验56（五）调差实验58实验十三同步发电机的解列、灭磁与停机实验61实验十四一机—无穷大系统稳态运行方式实验64实验十五电力系统功率特性和功率极限实验68（一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定69（二）手动调节励磁时功率特性和功率极限的测定74（三）自动调节励磁时功率特性和功率极限的测定76实验十六电力系统暂态稳定实验79（一）短路对电力系统暂态稳定的影响80（二）研究提高暂态稳定的措施83实验十七单机带负荷实验87实验十八微机线路保护实验92实验一电机启动、建压和停机实验一、实验目的1、掌握实验设备的正确使用方法。
二、预习与思考1、本实验系统由几部分组成？各部分的功能是什么？2、在实验中需要注意什么？三、原理说明实验台由三相交流电源、双回路、准同期控制器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统和发电机组几部分组成。
四、实验设备五、实验内容与步骤1、电机启动和建压实验1）、打开电脑；2）、合上实验台左侧的断路器；3）、打开LIBVIEW7.0软件，运行实验届面7.7点击如下图标；检查实验台（界面）各开关状态，EAL-01上的断开指示灯亮（绿灯），合闸指示灯熄灭。
进入实验届面EAL-02双回路中，将实验台上的各开关状态打在OFF（绿色）状态。
；（备注：在运行实验界面时先运行一分钟点后击停止按钮，再点击运行按停止钮）。
电力系统及自动化实验指导书 (1)
实验一同步发电机准同期并列实验一．实验目的1．加强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器及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；4．观察、分析有关波形。
二．实验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，根据“恒定超前时间原理”，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，这种并列的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统能被迅速拉入同步。
根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。
它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。
线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。
他能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。
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，考虑到短路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间和角度。
自动准同期并列，通常采用恒定超前时间原理工作，这个超前时间可按短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，在整定的超前时刻送出合闸脉冲。
三．实验内容和步骤（一）机组启动和建压1．检查调速器上“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；2．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、红灯灭。
调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后控制量（左）和功率角（右）。
调速器上“并网”灯和“微机故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮；3．按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；4．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；5．把实验台上“同期方式”开关置“手动”位置；6．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；7．合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速；8．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。
实验一 自动准同期并列条件测试及线性整步电压测试
实验一 自动准同期并列条件测试及线性整步电压测试一、实验目的1、掌握实验设备的正确使用方法。
2、掌握实验设备和仪器的使用方法，深入理解准同期条件；3、掌握准同期条件的测试方法。
4、熟悉线性整步电压形成的原理和基本特征二、实验设备实验台由三相交流电源、双回路、准同期控制器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统和发电机组几部分组成。
三、实验内容与步骤图1 一次系统接线图1、电机启动和建压实验1）、打开电脑；2）、合上实验台左侧的断路器； 3）、打开LIBVIEW7.0软件，运行4)、在EAL-17中将励磁开关打开； 5）、在微机控制器中的原动机调速器中，将励磁开关打开 6）、在励磁系统中，励磁方式选择微机他励“KM5”（在EAL-16上）,控制方式选择“恒F U ”运行方式（励磁调节器中按下“恒F U ”按钮），“恒F U ”指示灯亮，合上励磁开关“KM3”（在EAL-16上）；7）、在调速器中将发电机频率调到49.8HZ ，在励磁调节器中将发电机电压幅值调到380V 左右；2、停机实验1）、行灭磁操作。
在本装置中采用的是手动跳励磁开关灭磁，实验界面EAL-05上，直接断开继电器“KM3”，合上跳灭磁开关“KM2”，此时“KM3”的ON 灯灭，OFF 灯亮, “KM2”的ON 灯亮，OFF 灯灭，表示发电机的励磁开关已断开，发电机的励磁绕组通过灭磁电阻进行灭磁。
2）、同步发电机组的停机操作，按下调速器中的“停机/开机”按钮，“停机”指示灯亮，控制参数递减至零，发电机减速，逐渐停止转动。
然后跳开原动机开关“KM1”（主界面EAL-16上），ON 灯灭，OFF 灯亮，断开EAL-01电源，即按下EAL-01上的“断开”按钮，此时，表示已经关机，等待下一次开机。
3、并网实验A 滑差电压1）、合上EAL-02上的系统电压开关“QFS ”； 合上EAL-02上的线路开关QF2、QF6、QF4； 2）、在微机控制器中，找到准同期控制器 3）、在原动机控制器中，点击数字示波器。
电力系统自动化装置实验指导书
实验一自动准同期条件测试一、实验目的1．掌握实验设备和仪器的使用方法，深入理解准同期条件。
2．掌握准同期条件的测试方法。
二、预习与思考1．为什么准同期装置都是利用滑差（脉动）电压这一特性进行工作的？2．准同期的条件有哪些？如何掌握标准？3．什么叫导前时间？导前时间恒定的条件是什么？三、原理说明1．滑差电压及其变化轨迹目前几乎所有的准同期装置都是利用滑差电压这一特性进行工作的。
所谓滑差电压是指待并发电机的电压U F和系统电压U x之间的电压差，通常用U s来表示。
发电机电压和系统电压的瞬时值，可用下式表示：u F=U F sin(ωF t+δ1) （1-1）u x=U x sin(ωx t+δ2) （1-2）U F、U x为发电机和系统电压的幅值，δ1 、δ2为发电机电压和系统电压的初相。
设U F=U x=U m，从式（1-1）和（1-2）可得滑差电压为：u s=u F-u x=2U m sin[(ωF t+δ1)/2-(ωx t+δ2)/2]×cos[(ωF t+δ1)/2+(ωx t+δ2)/2] （1-3）若初始相角δ1=δ2=0，则式(1-3)可简化为：u s=2U m sin[(ωF-ωx)t/2]cos[(ωF+ωx)t/2] （1-4）滑差电压U s随时间变化的轨迹示于图1-1。
由图1-1可以看出，u s中含有两种频率不同的分量，我们感兴趣的是U s的低频包络线。
用u sm表示滑差电压U s包迹的瞬时值，就得到u sm=2U m sin[(ωF-ωx)t/2] （1-5）令ωs= ωf-ωx式中ωs——滑差角速度。
则u sm=2U m sin（ωs t/2）（1-6）u图1-1 滑差电压变化轨迹关于滑差电压的概念还可以用相量来描述。
图1-2是滑差电压相量图。
xxU....xF.x.U.（a）（b）（c）（d）图1-2 滑差电压相量图（a）δ=ωs t；（b）δ=0；（c）δ=π/2；（d）δ=π图中用U F和U x表示发电机和系统电压的相量，当ωs不等于零时，U F和U x之间的相角差δ=ωs t，将随时间t不断改变。
《电力系统自动化》课程教学规范
《电力系统自动化》教学规范一、课程的任务本课程是电力系统自动化技术及输变电工程技术S业的专业课程。
主要任务：着重使电力系统自动化专业的学生了解电力系统自动化的基本内容、运行方式、硬件配置结构以及软件控制功能，为使用和设计电力系统中各个层面、规模的自动化系统建立基础。
二、教学大纲课程编号：适用专业：电力系统自动化技术及输变电工程技术专业学时数：40学时（不包括假期和期末考试）均为理论课学分：2说明：本课程教学规范随专业培养方案学时的改变将进行适当修定（一）、课程的性质和目的《电力系统自动化》课程是我院电类各专业的一门综合性很强的学科专业课。
本课程内容丰富，涵盖知识面广，培养学生综合运用基础知识能力，树立理论联系实际的科学作风和提高学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生掌握电力系统自动化的基本内容，学会分析电力系统自动化实现的基本方法。
为今后从事电类各专业的学习和工作打下必备的基础。
（二）、课程教学内容及基本教学要求第一章发电机的自动并列（6学时）（1）内容概要§ 1.1列操作意义，准同期并列§ 1.2同期并列的基本原理§ 1.3定越前时间并列装置§ 1.4字式并列装置（2）学时安排§ 1.5 1.5 学时§ 1.62学时§ 1.71学时§ 1.8 1.5 学时第二章同步发电机励磁自动控制系统（9学时）（1）内容概要2.1同步发电机励磁控制系统的任务和要求2.2同步发电机励磁系统2.3励磁系统中转子磁场的建立和火磁2.4 2.4励磁调节器原理2.5励磁系统稳定器2.6电力系统稳定器（2）学时安排2.73学时2.8 2.2 1学时2.9 2.3 1学时2.102.4 2学时2.112.5 1学时2.122.6 1学时第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（6学时）（1）内容概要§3.1电力系统频率特性§3.23.2调频与调频方程式§3.3电力系统的经济调度与自动调频§3.4电力系统低频减震（2）学时安排§3.51.5 学时§3.61.5 学时§3.73.3 2学时§3.83.4 1学时第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术（4学时）（1）内容概要§4.1电力系统电压控制的意义§4.2电力系统无功功率平衡与电压的关系§4.3电力系统电压控制的措施§4.4电力系统电压综合控制§4.5电力系统无功功率电源最优控制（2）学时安排§4.60.5 学时§4.74.2 0.5 学时§4.81学时§4.91.5 学时§4.10 4.5 0.5 学时第五章电力系统调度自动化（6学时）（1）内容概要5.1电力系统调度的主要任务，电力系统的分区、分级调度，功能概述和组成 5.2 5.2远方终端RTU5.3数据通信的通讯规约5.4调度中心的前置机系统，系统结构5.5自动发电机控制5.6EMS的网络分析功能（2）学时安排5.72学时5.8 5.2 0.5 学时5.9 5.3 0.5 学时5.105.4 1学时5.115.5 1学时5.125.6 1学时第六章配电管理系统（6学时）（1）内容概要§6.1配电管理系统（DMS）的概述§6.2馈线自动化（FA）§6.3负荷控制技术及需方用电管理§6.4配电图资地理信息系统§6.5远程自动抄表系统的构成（2）学时安排§6.61学时§6.71.5 学时§6.81.5 学时§6.9 1.5 学时§6.106.5 0.5 学时第七章变电所综合自动化（3学时）（1）内容概要变电所综合自动化系统的基本功能、结构形式（2）学时安排3学时（三）、课程的教学基本要求1、理论教学要求（一）发电机的自动并列基本要求：（1）了解并列操作的意义，理解并列时电压差、频率差和相位差要满足条件的含义。
电力系统自动化实验
置；发电机励磁交流电流部分信号、直流励磁电 压信号和直流励磁电流信号送
入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果经 485通信口送入微机励磁装置；
微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调 节发电机励磁电流。
图2 励磁系统的原理结构示意图
2．为什么发电机组送出有功和无功时，先送无 功？
3．为什么要求发电机组输出的有功和无功为0 时才能解列？
实验二 不同控制角对应的励磁 电压波形实验
一、实验目的
1．加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原 理。
2．观察三相桥式全控整流、逆变的各点工作波形。 3．了解移相触发电路的特性和工作原理。 4．观察触发脉冲及其相位的移动范围
实验一 发电机组的起动与运转实验
实验目的：
1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作 方法。
2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基 本特性。
3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机 的操作
二、原理说明
在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟 工业现场的汽轮机或
水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输 出的有功功率，励磁
3．发电机组并网
① 手动并网
所谓“手动并网”，就是手动调整频差和压差，满足条 件后，手动操作并网断路器实现并网。
1) 选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮 旋到“手动”状态。
2) 观测同期表的指针旋转。同期时，以系统为基准，fg > fs 时同期表的相角指针顺时针旋转，频率指针转到“+” 的部分；Ug>Us 时压差指针转到“+”。反之相反。fg和 Ug表示发电机频率和电压；fs 和Us表示系统频率和电压。
电力系统自动装置实验指导书
· ·1 电力系统自动装置实验实验一、自动准同期装置实验一、实验目的了解并掌握准同期装置的工作原理和使用方法。
二、实验要求熟悉实验接线，观测各主要电路工作波形，作好实验记录，根据思考题和实验记录曲线，写出实验报告。
三、实验仪器及实验设备 1、准同期实验装置。
2、TFZY —1同期仿真测试仪。
3、双踪示波器。
四、实验内容及步骤（一）滑差电压波形测量实验1、按图1接线，并检查接线是否正确。
图1、同期仿真仪接线原理图2、接通同期仿真仪电源开关，分别调节Ux 和UF 旋钮，使其输出的电压为70V ，频率为50Hz （仿真仪上电时的初始值为50Hz ）。
3、用示波器观察正弦脉动电压的波形，分析当电压幅值及频率变化时，对脉动电压波形的影响。
注意：Y1、Y2输入端分别接Ux 和UF ，Y 轴工作模式置于Y1+Y2档。
示波器量程输入幅值在100V 档,即Y 轴的Y1、Y2置于10V/cm 档。
①记录：当发电机电压和系统电压Ux=UF=90V 时，滑差电压Us 的波形。
②记录：改变同期仿真仪中发电机的频率，即fF 变化时，记录滑差电压Us 的波形（注意观察滑差信号灯的变化）。
③记录：Ux=90V ，UF=60V 时，滑差电压Us 的波形。
把上面波形曲线记录在图2上。
同期仿真测试仪U x 0 U G 示波器 Y1 G Y 2· ·2Us图2（二）准同期装置与电网并列操作（演示）演示准同期装置与电网并列的实际操作过程。
思考题：1、 准同期装置与电网并列操作必须满足哪三个并列条件？2、 根据上面实验结果，分析正弦脉动电压与准同期三个条件的关系，并与理论分析进行对照。
tU F ＝U xU F ≠U x tf F ≠f x t实验二、同步发电机励磁控制系统实验一、实验目的了解并掌握准同步发电机励磁控制系统的工作原理和使用方法。
二、实验要求观测主要电路工作波形，作好实验记录，根据思考题和实验记录，写出实验报告。
成都理工大学电力系统自动化实验报告
表3-2-3-2
序号 3
发电机频率 fg（Hz） 47.0
发电机电压
ud Ud.m cos[(g s )t / 2]
令ωd= ωg-ωs，式中ωd 为滑差角速度，则 3-3-1-3 3
-3-1-5d 2Um sin[(d t) / 2 ]
图 3-3-1-1 迹
脉动电压变化轨
关于脉动电压的概念还可以用相量来描述。图3-3-1-2 是滑差电压相量图。
2
早期的准同期装置是利用脉动电压这一特性进行工作的。所谓脉动电压是指待并发电
机的电 压Ug 和系统电压US 之间的电压差，通常用Ud 来表示。
发电机电压和系统电压的瞬时值，可用下式表示：ug U g.m sin(g t (1) )
us Us.m sin(st (2) )
3-3-1-1
3-3-1-2 式中：Ug.m、Us.m 为发电机和系统电压的幅值；δ1 、δ2 为发电机电压和系统电 压的初相。 设 U g.m Us.m Um ，从式3-3-1-1 和3-3-1-2 可得脉动电压： ud ug - us
2Um sin[(gt 1) / 2 - (st 2 ) / 2]cos[(gt 1) / 2 (st 2 ) / 2]
3
5．实验台和控制柜设备的断电操作以及示波器的整理 依次断开实验台的“单相电 源”、 “三相电源”和“总电源”以及控制柜的“单相电源”、“三 相电源”和“总电源”（空气开关向下扳至OFF）。将示波器的各探头从准同期装置上拔下， 再拔掉电源插头，整理好示波器，以备下次使
实验心得：通过此次实验，使我对电力系统自动化有了一定的感 性和理性认识，同时对自动准同期并列的操作步骤和需要调节的 参数和方法，更加深入掌握了准同期并列的条件，为之后的实验 打下了基础，实践与理论相结合，让我们对电力系统自动化有更 深该的认识。
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、实验目得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得基本使用方法;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)控制发电机运行得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,将有功功率与无功功率输出增加到预定值。
上述过程得控制,至少涉及3个自动装置,即调速器、励磁调节器与准同期控制器。
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/无功功率与实现无扰动合闸并网。
(二)准同期并列得基本原理将同步发电机并入电力系统得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)发电机得频率与系统得频率基本相等;(４)合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。
具体得准同期并列得过程如下:先将待并发电机组先后升至额定转速与额定电压,然后通过调整待并机组得电压与转速,使电压幅值与频率条件满足,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,使出口断路器合上得时候相位差尽可能小。
这种并列操作得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得合闸时间整定。
准同期控制器根据给定得允许压差与允许频差,不断地检查准同期条件就是否满足,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,在整定得越前时刻送出合闸脉冲。
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”。
二、工作原理
三相桥式全控整流电路如图2-1所示，三相桥式全控整流 电路的六个整流元件全部采用晶闸管，六只晶闸管的导通 顺序应为1，2，3，4，5，6。它们的触发脉冲相位依次相 差60°。为了保证开始工作时，能有两个晶闸管同时导通， 需用宽度大于60°的触发脉冲，也可用双触发脉冲，例如 在给VS1脉冲时也补给VS6一个脉冲。
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。
系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 图1为调速系统的原理结构示意图， 图2为励磁系统的原理结构示意图。
图1 调速系统原理结构示意图
装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLWT-2 型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压 一起送入ZKS-15型直流电机调速装置，采用双闭环来调节原动 机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。
1) 选定“同期方式”。将THLZD-2电力系统综合自动化 实验台上的“同期方式”旋钮旋到“半自动”状态。
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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。