同步发电机励磁控制实验
同步发电机励磁实验
同步发电机励磁控制实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图 1 所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V 市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α 角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α 方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
电力系统自动化实验指导书-南京邮电大学
电力系统自动化实验指导书南京邮电大学自动化学院实验一励磁控制方式及其相互切换实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
三、实验项目和方法（一）不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测（1）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；（2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮；（3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮；（4）合上励磁开关，合上原动机开关；（5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
同步发电机励磁调节及励磁系统实验
同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
同步发电机的准同期并列物理仿真实验
同步发电机的准同期并列物理仿真实验姓名：班级：学号：一．实验原理同步发电机励磁系统可分为直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统、静止励磁系统（发电机自并励系统）；励磁控制系统承担电压控制、改变发电机无功等任务；调速系统承担调频和有功控制。
发电机的并列操作是使待并发电机满足并列条件并入电网运行的一系列动作。
具体参见教材《电力系统自动化》或《自动装置原理》。
1.实验预习清楚同步发电机准同期并列的概念和原理；清楚励磁系统和调速系统的原理和作用。
2.实验目的掌握发电机启动、并网、增减负荷等正常操作。
二. 实验内容：(1) 无穷大系统侧送电。
无穷大系统侧如图1所示之单元接线。
进入“无穷大系统”界面。
先向电源开关发送“合”指令，合上电源开关。
观察线电压遥测值，通过调压（升压/降压）使线电压为750V。
然后向高压开关发送“合”指令，合上高压开关。
完成无穷大电源侧送电。
(2) 发电机组的启动与建压。
发电机侧如图2所示之单元接线。
点击实验系统图上代表发电机之符号，进入“* #发电机”界面（*代表1、2、3或4）。
先向原动机开关发送“合”指令，合上原动机开关。
然后向励磁开关发送“合”指令，合上励磁开关。
再向开机开关发送“投”指令，开机。
调速器将自动启动电动机至额定转速。
当机组转速升到90%额定值以上时，励磁调节器自动将发电机电压建压至额定值。
观察此过程中的转速遥测值以及发电机电压、频率遥测值。
ａ. 记录三组能说明变化趋势的发电机电压、频率值，并记下对应时间，填入下ｂ. 记录向原动机开关发送“合”指令的时间，记录机组转速升到90%额定值以上（3）. 准同期并网。
通过“* #发电机”界面上的“增/减速”指令调整发电机频率，以及“增/减励磁”指令调整发电机电压；通过“无穷大系统”界面上的“系统升/降压”指令调整系统电压。
使同期开关两侧的发电机电压、频率以及系统电压、频率满足准同期并网条件。
向同期开关发送“合”指令，合上同期开关。
电力系统分析综合实验四：同步发电机励磁控制实验
课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：成绩：实验名称：同步发电机励磁控制实验实验类型：同组同学：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1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务2.了解自并励励磁方式和他励励磁方式3.熟悉三相全控整流、逆变的工作波形；观察出发脉冲及其相位移动4.了解微机励磁调节器的基本控制方式5.掌握励磁调节器的基本使用方法二、实验内容和原理同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成了一个闭环反馈控制系统，成为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
实验用的励磁控制系统示意图如上图所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF （保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90︒；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90︒，实现逆变灭磁。
三、主要仪器设备（1）WL-04B微机励磁调节器；（2）HGWT-03B微机准同期控制器；（3）TSG-03B微机调速装置（4）微机保护装置；（5）模拟实验台四、操作步骤与实验方法1.同步发电机起励实验同步发电机的起励有三种：恒UF方式起励，恒α方式起励和恒IL方式起励。
电力系统自动化-实验二 同步发电机励磁控制实验
实验二 同步发电机励磁控制实验1.本次实验的目的和要求1）、了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。
2）、了解强励的作用，掌握励磁电压上升速度和强励倍数等几个概念。
3）掌握可控励磁发电系统励磁系统电路原理及其工作特性。
2.实践内容或原理1）微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压U g ，恒励磁电流I e ，恒给定电压U R 和恒无功Q 。
其中，恒U R 为开环控制，而恒U g ，恒I e 和恒Q 三种控制方式均采用PID 控制，PID 控制原理框图如图2-3-1所示，系统由PID 控制器和被控对象组成，PID 算法可表示为：()()-()e t r t c t = （1）(){()1/() [()]/}P I D u t K e t T e t dt T d e t dt =+⎰+ （2）其中：u(t )—调节计算的输出； K P —比例增益；T I —积分常数； T D —微分常数。
因上述算法用于连续模拟控制，而此处采用采样控制，故对上述两个方程离散化，当采样周期T 很小时，用一阶差分代替一阶微分，用累加代替积分，则第n 次采样的调节量为：0(){()/() /[()- (-1)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （3）式中：u 0—偏差为0时的初值。
则第n-1次采样的调节量为：0(-1){(-1)/() /[(-1)- (-2)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （4）两式2-3-3和2-3-4式相减，得增量型PID 算法，表示如下：()()- (-1) [()- (-1)]()[()-2(-1)(-2)]P I D u n u n u n K e n e n K e n K e n e n e n ∆==+++ （5） 式中：K P —比例系数；K I —积分系数， I P IT K K T =； K D —微分系数， D D P TK K T =每种控制方式对应一套PID 参数（K P 、K I 和K D ），可根据要求设置，设置原则：比例系数加大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于不稳定；积分系数加大，可提高系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减少，调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。
同步发电机励磁控制系统实验报告
同步发电机励磁控制系统实验摘要：本课题主要针对如何提高和维持同步发电机运行的稳定性，是保证电力系统安全、经济运行，及延长发电机寿命而进行的同步发电机励磁方式，励磁原理，励磁的自动控制进行了深入的解剖。
发电机在正常运行时，负载总是不断变化的，而不同容量的负载，以及功率因数的不同，对发电机励磁磁场的作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。
为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流，因此，研究同步发电机的励磁控制具有十分重要的应用价值。
本课题主要研究同步发电机励磁控制在不同状态下的情况，同步发电机起励、控制方式及其相互切换、逆变灭磁和跳变灭磁开关灭磁、伏赫实验等。
主要目的是是同学们加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；了解微机励磁调节器的基本控制方式。
关键词：同步发电机；励磁控制；它励第一章文献综述1.1概述向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。
发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故，这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定，因此必须要提高励磁系统的可靠性，而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。
我国电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类，一类是直流励磁机励磁系统，另一类是半导体励磁系统。
1.2同步发电机励磁系统的分类与性能1.2.1 直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。
其中直流发电机称为直流励磁机。
直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。
直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。
自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增长速度，因而减小了励磁机的时间常数，他励直流励磁机励磁系统一般只用在水轮发电机组上。
(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）。
同步发电机励磁控制实验
同步发电机励磁控制实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V 市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F （保持机端电压稳定）、恒I L （保持励磁电流稳定）、恒Q （保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
图1 励磁控制系统示意图发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
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控制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．观察各电量变化情况三．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. 注意事项1．手动合闸时，仔细观察表上的旋转指针，在旋转灯接近0º位置之前某一时刻合闸。
2．微机自动励磁调节器上的增减磁按钮按键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需调节则松开按钮，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，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。
本实验台采用手动准同期方式。
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间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。
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，如不在则应调到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．励磁调节器选择它励、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，调节自耦调压器的输出，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，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。
电气工程及其自动化专业本科毕业论文
电气工程及其自动化专业本科毕业论文This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.可控励磁发电系统综合性实验的设计摘要现代电力系统的发展，对同步发电机励磁控制提出了更高要求。
发电机在正常工作情况下，负载总在不断地变化着。
而不同容量的负载，以及负载的不同功率因数，对同步发电机励磁磁场的反映作用是不同的，要维持同步发电机端电压为一定水平，就必须根据负载的大小及负载的性质随时调节同步发电机的励磁。
在各类电站中，励磁系统是保证同步发电机正常工作，提高电网稳定水平的关键设备。
同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着十分重要的意义。
本文主要对可控励磁发电系统进行了实验设计，首先对可控励磁发电系统做了相关简介并探讨了可控励磁发电系统的国内外未来发展形势。
本文着重在可控励磁系统中的过励限制方面作了重点分析，并设计了相关的一个过励限制特性试验，对过励限制系统加深了了解。
关键词电力系统；励磁控制系统；过励限制Integrated power system excitation control design of experimentAbstractThe development of modern power system, synchronous generator excitation control on a higher requirement. Generators in normal circumstances, the total load is constantly changing. And different load capacity and load of different power factor, synchronous generator excitation field on the reflection of the role is different, to maintain the synchronous generator terminal voltage to a certain level, it must be based on load size and the nature of the load regulation at any time synchronization power generator. In various power plant, synchronous generator excitation system is to ensure that work to improve the level of power and stability of key equipment. Synchronous generator excitation control in power quality assurance, rational allocation of reactive power and improve reliability of power system operations and play an important role.This paper mainly controlled experimental excitation power system design, first generation system as a controllable excitation profile and the related power system excitation control of the future development of the situation at home and abroad. This article focuses on the controlled excitation system overexcited restrictions were analyzed, and design-related characteristics of an overexcited limit test, the system had exciting limit to deepen understanding.Keywords：power system；excitation control system；overexcited limit目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)第1章绪论.....................................................发电机励磁控制系统简介....................................... 励磁控制系统的作用............................................维持发电机端电压在给定水平..................................提高电力系统的静态稳定性....................................改善电力系统的暂态稳定性....................................改善电力系统的动态稳定性....................................在并列运行的发电机间合理分配无功功率........................ 自动励磁调节器的组成及功能....................................基本工作电路................................................辅助工作电路................................................同步发电机励磁控制方式研究现状................................基于单变量控制方式..........................................基于现代控制理论的多变量控制方式............................非线性多变量励磁控制方式....................................智能控制方法................................................ 国外研究及发展状况............................................ 第2章励磁系统的过励限制.......................................过励限制的主要特性........................................... 限制过程...................................................... 级差.......................................................... 以励磁机磁场电流作为过励限制控制量的过励限制整定.............. 无发电机转子过负荷保护的处理.................................. 过热量的释放和再次过励的条件.................................. 过励保护......................................................顶值电流保护................................................过励反时限保护..............................................过励报警信号................................................ 第3章可控励磁发电系统实验装置操作及维护.......................实验装置操作说明............................................. 实验的基本要求................................................ 可控励磁发电系统操作运行及检测维护 ............................可控励磁自动调节系统的投入运行的操作步骤....................自动—手动控制切换操作要点..................................可控励磁自动调节系统的正常运行要点..........................励磁调节装置的退出及停机操作要点............................可控励磁自动调节装置的检查与维护............................ 控励磁发电系统常见故障及处理方法 ..............................灭磁开关QFG的常见故障及处理方法............................调试中常见故障及处理方法....................................起励中常见故障及处理........................................空载运行中的常见故障及处理方法..............................负载运行中的常见故障及处理方法.............................. 第4章过励限制特性实验......................................... 可控励磁发电系统过励限制电路原理及其工作特性.................. 实验设备...................................................... 实验内容与步骤................................................ 结论............................................................ 致谢............................................................ 参考文献........................................................ 附录A ....................................................... 附录B .......................................................第1章绪论1.1发电机励磁控制系统简介同步发电机的励磁装置是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机的励磁电源的一套系统。
同步发电机励磁实验
同步发电机励磁控制实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图 1 所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自 380V 市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于 90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于 90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
同步发电机运行实验总结
同步发电机运行实验总结通过实验，我掌握了同步发电机的及其运行的基本原理。
学会操作发电机组的起动与停机与发电机同期并网，明白发电机的空载特性，发电机正常运行时的各种工作状态与发电机特殊的运行方式的情况。
这些情况在课堂上也听老师讲过，通过这次实验，我就能深刻记住并理解，也学会分析一些现场问题。
实验过程应注意的几点：1）发电机起动前，所有开关在断开状态，PLC上的复位开关应打下复位，调压器2TA在零位。
否则下回起动时机组有很大的冲击电流，损坏电机，这点一定要记得，这是对机组的保护，也是对下一次实验或下一组的负责。
2）机组停机：按减压接钮使发电机电压减到零，再接减速按钮将机组转速减到零，再跳开1KM，否则下次起动电动机可能会遭受很大的冲击。
3）同期表S不要长期通电，不并网或并网完成后都要断开6SA。
4）1SA、6SA、7SA、4QS等要扳向正确的位置，否则操作不正确，也无法进行。
5）在升压过程中当机端电压低于300V时，频率表指针可能打到头，这是正常现象，待电压升至300V以上时指针会回到正常值。
这是因为机端电压低于300V时，频率比较低。
6）并网时，当同期表指针顺时针均匀缓慢旋转并距零位6°左右时，立即按下2SB1使2KM合闸并网。
这是由于并列断路器有合闸时间。
实验的几个重要结论：1）发电机运行状态，发出功率；电动机运行状态，电机吸收功率2）励磁系统控制的发电机电压3）发动机与系统准同步并列应满足的条件。
①待并机与系统相序一致，这一条件应在并列操作前进行。
②并列断路器两侧的电压大小、频率和相位均相同。
如上述条件不能满足，将会引起冲击电流，对发电机本身及电力系统有极为不利的影响。
电压差越大，冲击电流为无功电流，冲击电流就越大；频率差越大，冲击电流经历的时间越长；当相位差很大时将产生严重的冲击电流，冲击电流为有功电流。
③发动机与系统准同步并列时立即带上无功负荷，说明合闸瞬间有电压幅值差，发电机电压高于系统电压。
励磁试验规程
1.4试验标准试验参照标准如下：1．GB/T1029-93《三相同步电机试验方法》2.GB/T7409.1-1997《同步电机励磁系统定义》3.GB/T7409.3-1997《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》4.GB/T10585-1989《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》5.DL/T583-1995《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》6.DL/T489-92《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》7.DL/T490-92《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置安装、验收规程》大修试验目的：提高设备健康水平，保证设备安全运行2．试验项目2.1绝缘试验、介电强度试验2.1.1试验目的：保证励磁系统回路对地的绝缘水平能承受在任何可能的工况下励磁系统相应回路与地之间的电压，而不致于发生绝缘击穿。
保证各回路与地的绝缘，保证励磁系统的可靠工作。
2.1.2试验条件：励磁系统各设备电气回路配线正确、通电正常以后，对回路进行介电强度试验。
2.1.32.1.42.1.5（1）1)2)3)（2）1)①额定励磁电压为500V及以下者：a、出厂试验电压为10倍额定励磁电压，且最小值不得低于1500V。
b、交接试验电压为85%出厂试验电压，但最小值不得低于1200V。
c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压，但最小值不得低于1000V。
②额定励磁电压为500V以上者：a、出厂试验电压为2倍额定励磁电压+4000V。
b、交接试验电压为85%出厂试验电压。
c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压。
2)与发电机定子回路电气上直接连接的设备和电缆（如励磁变压器、串联变压器、高压侧熔断器、隔离开关、励磁交流器等）3)——（本文略。
）4)与励磁绕组电气上不直接连接的设备与回路。
5)a、出厂试验电压不小于1500V。
6)b、交接试验电压不小于1200V。
7)c2.1.6（1）（2）2．2参照略2.32.3.12.3.22.3.32.3.4参照标准：DL489-92大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程。
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课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：成绩：__________________实验名称：同步发电机励磁控制实验实验类型：________________同组学生姓名：__________一、实验目的1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4.了解微机励磁调节器的基本控制方式；5.掌握励磁调节器的基本使用方法；6.了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
实验用的励磁控制系统示意图如图l所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F(保持机端电压稳定)、恒I L(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90︒；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90︒，实现逆变灭磁。
三、实验项目和方法(一) 不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测(1)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；(2)励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮；(3)励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮；(4)合上励磁开关，合上原动机开关；(5)在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按下。
表2-1(6)调节控制角大于90度但小于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？(7)调节控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同?为什么？(二) 同步发电机起励实验同步发电机的起励有三种：恒U F方式起励，恒α方式起励和恒I L方式起励。
其中，除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。
恒U F方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。
设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定值自动跟踪系统电压，人工不能干预，起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为85％～115％额定电压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。
恒I L方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般为20％额定电压左右；恒α方式起励只适用于它励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁，完成起励建压任务。
1．恒U F方式起励步骤(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关”；(2)按下“恒U F”按钮选择恒U F控制方式，此时恒U F指示灯亮；将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；(3)启动机组；(4)当转速接近额定时，(频率≥47Hz)，将“灭磁”按钮松开，发电机起励建压。
注意观察在起励时励磁电流和励磁电压的变化(看励磁电流表和电压表)。
观察起励时间，上升速度，超调，振荡次数，稳定时间等指标，记录起励后的稳态电压和系统电压。
上述的这种起励方式是通过手动解除“灭磁”状态完成的，实际上还可以让发电机自动完成起励，其操作步骤如下：(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关”；(2)按下“恒U F”按钮选择恒U F控制方式，此时恒U F指示灯亮；(3)使调节器操作面板上的“灭磁”按钮为弹起松开状态(注意，此时灭磁指示灯仍然是亮的)；(4)启动机组；(5)注意观察，当发电机转速接近额定时(频率≥47Hz)，灭磁灯自动熄灭，机组自动起励建压，整个起励过程由机组转速控制，无需人工干预，这就是发电厂机组的正常起励方式。
同理，发电机停机时，也可由转速控制逆变灭磁。
改变系统电压，重复起励(无需停机、开机，只需灭磁、解除灭磁)，观察记录发电机电压的跟踪精度和有效跟踪范围以及在有效跟踪范围外起励的稳定电压。
按下灭磁按钮并断开励磁开关，将“励磁方式开关”改切到“微机它励”位置，恢复投入“励磁开关”(注意：若改换励磁方式时，必须首先按下灭磁按钮并断开励磁开关！否则将可能引起转子过电压，危及励磁系统安全。
)本励磁调节器将它励恒U F运行方式下的起励模式设计成“设定电压起励”方式(这里只是为了试验方便，实际励磁调节器不论何种励磁方式均可有两种恒U F起励方式)，起励前允许运行人员手动借助增减磁按钮设定电压绐定值，选择范围为0～110％额定电压。
用灭磁和解除灭磁的方法，重复进行不同设定值的起励试验，观察起励过程，记录设定值和起励后的稳定值。
2．恒I L方式起励步骤(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式或者“微机它励”方式，投入“励磁开关”；(2)按下“恒I L”按钮选择恒I L控制方式，此时恒I L指示灯亮；(3)将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；(4)启动机组；(5)当转速接近额定时(频率>=47Hz)，将“灭磁”按钮松开，发电机自动起励建压，记录起励后的稳定电压。
起励完成后，操作增减磁按钮可以自由调整发电机电压。
3．恒α方式起励步骤(1)将“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，投入“励磁开关”；(2)按下恒α按钮选择恒α控制方式，此时恒α指示灯亮；(3)将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；(4)启动机组；(5)当转速接近额定时(频率>=47Hz)，将“灭磁”按钮松开，然后手动增磁，直到发电机起励建压；(6)注意比较恒α方式起励与前两种起励方式有何不同。
(三) 控制方式及其相互切换本型微机励磁调节器具有恒U F，恒I L，恒Q，恒α等四种控制方式，分别具有各自特点，请通过以下试验自行体会和总结。
1．恒U F方式选择它励恒U F方式，开机建压不并网，改变机组转速45HZ～55HZ，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角α的关系数据：表2．恒I L方式选择它励恒I L方式，开机建压不并网，改变机组转速45HZ～55HZ，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角α的关系数据：表3．恒α方式选择它励恒α方式，开机建压不并网，改变机组转速45HZ～55HZ，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角a的关系数据：表4．恒Q方式选择它励恒U F方式，开机建压，并网后选择恒Q方式(并网前恒Q方式非法，调节器拒绝接受恒Q命令)，带一定的有功、无功负荷后，记录下系统电压为380V时发电机的初始状态，注意方式切换时，要在此状态下进行。
改变系统电压，记录系统电压与发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率的关系数据：表将系统电压恢复到380V，励磁调节器控制方式选择为恒U F方式，改变系统电压，记录系统电压与发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率的关系数据：表将系统电压恢复到380V，励磁调节器控制方式选择为恒I L方式，改变系统电压，记录系统电压与发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率的关系数据：表将系统电压恢复到380V，励磁调节器控制方式选择为恒α方式，改变系统电压，记录系统电压与发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率的关系数据：表注意：四种控制方式相互切换时，切换前后运行工作点应重合。
5．负荷调节调节调速器的增速减速按钮，可以调节发电机输出有功功率，调节励磁调节器的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出无功功率。
由于输电线路比较长，当有功功率增到额定值时，功角较大(与电厂机组相比)，必要时投入双回线；当无功功率到额定值时，线路两端电压降落较大，但由于发电机电压具有上限限制，所以需要降低系统电压来使无功功率上升，必要时投入双回线。
记录发电机额定运行时的励磁电流，励磁电压和控制角。
将有功、无功减到零值作空载运行，记录发电机空载运行时的励磁电流，励磁电压和控制角。
了解额定控制角和空载控制角的大致度数，了解空载励磁电流与额定励磁电流的大致比值。
表2-9(四) 停机灭磁发电机解列后，直接控制调速器停机，励磁调节器在转速下降到43HZ 以下时自动进行逆变灭磁。
待机组停稳，断开原动机开关，跳开励磁和线路等开关，切除操作电源总开关。
四 分析与思考1．三相可控桥对触发脉冲有什么要求?答：上桥臂触发脉冲各差120°，下桥臂触发脉冲各差120°，同一相上下桥臂触发脉冲差180°，可以采用80°~100°的宽脉冲触发，也可以采用两个香味相差60°的宽度为20°的双窄脉冲触发。
2．为什么在恒α方式下，必须手动“增磁”才能起励建压?答：恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
由公式22.34cos d U U α=得，在α不变的情况下，必须通过增磁从而增加U2达到起励建压的目的。
3．比较恒U F 方式起励、恒I L 方式起励和恒α方式起励有何不同?答：恒UF 方式起励：由系统或者人为设定一个电压值，起励后发电机能够自动稳定在该电压水平上。
恒IL 方式起励：是一种试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，起励后发电机电压一般为额定电压的20%左右，电流恒定在设定值水平。
恒α方式起励：是一种开环控制方式，只适用于他励励磁方式，可以从零电压或者残压开始由人工调节逐渐增加励磁，完成建压任务。