发电厂运行与控制实验报告2

大学电气工程学院

自动装置实验报告

任课老师：春香

指导老师：徐俊华

同步发电机励磁调节装置

专业班级：电气工程及其自动化093

姓名：汪超群

学号：0902100639

实验时间：2012年12月20日

实验地点：电力系统动模数模体化仿真实验室

一、实验名称

同步发电机励磁调节装置实验

二、实验目的

同步发电机励磁调节装置是《电力系统自动装置》课程的重点容之一，通过同步发电机励磁调节装置课程实验，主要达到以下几方面的目的：

1、加深对同步发电机励磁调节装置理论知识的理解。

2、使学生了解电力系统动模－数模一体化仿真实验室主要设备的基本操作方法。

3、使学生掌握主要的励磁系统试验的试验方法。

4、培养学生发现问题、分析能力、解决问题的综合能力。

三、实验设备基本情况

1、概述

大学电力系统动模－数模一体化仿真实验室建设的指导思想，是在紧密围绕大学建设高水平区域特色研究型大学目标的基础上，把握住现代电力系统不断发展的实际情况，为了满足电气工程学院科研和教学的需要而建设的一个具有高度自动化的多机电力系统综合实验平台。建设好后的综合实验室，能够反映包括新能源在的现代化电能的生产、传输、分配和使用的全过程，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，体现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化，使之成为电气工程学科提高素质教育水平和科研综合竞争力的基础建设。

目前，实验室承建商及技术服务商—华大电力自动技术已基本完成一期工程的安装和调试，并于2012年12月13日通过了实验教研室及学院组织的项目验收。

2、一次系统接线图

规划的实验室一次主接线如图2所示。目前，一期工程已经安装的情况如下：引自综合楼动力电源的380V三相电经模拟调压器及升压变之后变为800V，并通过QF21接入无穷大系统母线；模拟水轮发电机01G经模拟发电机厂主变01T后，通过模拟断路器01QF连到母线，再通过QF51、200km的110kV模拟线路以及QF52之后连接到无穷大电源母线。此外，在模拟发电厂母线及模拟线路上分别设置了D11、D12、D13、D14四个短路点，以便进行短路实验。

图2 实验室一次接线原理图

3、典型励磁控制系统接线

典型的励磁控制系统实验接线图如图3所示。图3中，可供选择的励磁方式有两种：自并励和他励。当三相全（半）控桥的交流输入电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流输入电源取自380v市电时，构成他励励磁系统。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，全控时的触发脉冲为双脉冲。

QF GS

FU 微机励磁

调节器

V

A

RM

KM

KM

KML

至机端

自并励

他励

TA

TV

VT

图3 典型励磁控制系统接线图

3、WL-04A微机励磁调节器

WL-04A微机励磁调节器采用美国INTEL公司高档16位微处理器—80C196KC作为中央处理器（CPU）。80C196KC的部资源有：8路10位单极性A/D、6通道高速输出（HSO）和2通

道高速输入（HSI ）、4通道16位定时器、全双工串行通讯接口、多路并行I/O 口、512字节片寄存器等，集成度高，功能强大，极其利于构成各种高性能控制器。

WL-04A 微机励磁调节器的硬件配置，除80C196KC 微型计算机外，主要有发电机电压测量电路，母线电压测量电路，发电机定子电流测量电路（兼作有功功率和无功功率的测量电路），发电机励磁电流测量电路，发电机励磁电压测量电路和可控硅触发同步信号电路（兼作测频电路），采样同步信号电路（兼作触发同步信号电路的备用），触发脉冲功率放大及隔离输出电路，开关量输入电路，开关量（继电器接点）输出电路，RS232标准串行通讯接口，LED 数码显示器，LED 状态指示灯及命令按钮接口电路，看门狗电路，发电机定子过压保护电路等构成功能完整的励磁调节器。

WL-04A 微机励磁调节器配套的上位机监控软件具有监视励磁控制系统状态量、查询与修改励磁调节器控制参数、励磁调节器硬件辅助调试整定、励磁常规试验、励磁调节器主要控制参数的自动优化、事故记录数据的辅助分析等功能，对励磁调节器的调试、整定、试验、运行、维护提供全方位的服务。

WL-04A 微机励磁调节器采用软件移相方法生成触发脉冲，脉冲对称度高、触发性能好、电路简单、冗余容错能力强、运行可靠性高。

WL-04A 微机励磁调节器采用12点付氏算法计算有功功率和无功功率，具有硬件简单，测量精度高，实时性好，冗余容错能力强的特点。

WL-04A 微机励磁调节器具有多种励磁限制与保护功能，是励磁控制系统安全可靠稳定运行的有力保证。

微机励磁调节器的控制方式有四种：恒G U （保持机端电压为定值）、恒L I （保持励磁电流为定值）、恒Q （保持发电机无功功率为定值）和恒a （保持控制角恒定）。其中，恒a 方式是一种开环控制方式，只限于他励方式下使用。

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（半）控桥处于整流状态，控制角a 小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器的控制角a 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控制系统安全可靠运行的重要环节。

四、实验容

1、起励试验

操作要点如下：按调速器使用说明启动机组，开机升速到额定转速后，检查励磁调节器频率显示是否正常。设定运行方式为恒机端电压运行，松开【灭磁】按钮，【灭磁】指示灯熄灭，发电机开始建压。