电力系统自动化装置实验指导书样本
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14版
《电力系统自动化》课程实验1 绪论1.1.1 实验的基本要求实验是《电力系统自动化》课程的重要教学环节，通过实验，加深学生对课程内容的理解，掌握电力系统自动化的基本原理和实际操作能力。
本课程实验项目主要有手动及自动准同期并列、同步发电机自动励磁控制、电力系统功率特性等，掌握系统与装置的工作原理、工作特性，掌握常用仪器和实验设备的使用方法，培养学生掌握基本的电力系统自动化操作能力。
实验分为实验前、实验中、实验后三个阶段。
1）实验前的准备实验准备是保证实验能够顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应做好预习，才能对实验目的、原理、步骤和注意事项等做到心中有数，从而提高实验质量和效率。
认真做好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。
预习应做到：（1）复习教科书有关章节内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。
（2）认真学习实验指导书，了解本次实验目的和内容，掌握实验工作原理和方法，仔细阅读实验安全操作说明，明确实验过程中应注意的问题。
（3）写好预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。
2）实验中的进行在完成实验预习环节后，就可进入实验实施阶段。
实验时要做到以下几点：（1）预习报告完整，熟悉设备实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。
指导老师要对实验装置作详细介绍，特别是对实验中的安全必须严肃认真讲解，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。
（2）建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由3～4人组成。
实验进行中，机组的运行控制、电力系统的监控调度、记录数据等工作都应有明确的分工，以保证实验操作的协调，数据准确可靠。
（3）试运行在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通电力网络，观察所有仪表是否正常。
电力系统自动化实验指导书
电力系统自动化实验指导书(2010-12-22 12:52:10)标签：通道电力系统自动化发电机示波器交流电压教育分类：实用信息电力系统自动化实验指导书——电力系统自动装置电路仿真综合实验——一．实验目的1．本实验指导书主要是在电路仿真软件Multism的环境下进行的虚拟仿真实验，有关真实实验部分可参考“电力系统自动装置综合实验”实验指导书的相关内容。
2．了解并掌握实验电路的工作原理，以及电路调试及分析与设计方法。
使用电子电路设计软件对实验电路电路进行调试和分析。
3．本综合实验内容在技术上具有共享性和开放性的特点，既可以作为开放性试验供同学在实验室中进行，部分内容也可以作为实际试验的补充允许满足一定条件的同学在网上使用。
二．预习要求1．实验前认真预习《电力系统自动化》第六章第1、2、3节以及第四章第1、2、3、４、５节。
2．实验前认真预习《虚拟电子实验室Multisim》，掌握Multisim基本功能及操作。
学习元件调用、绘制电路图、仪器的使用以及电路的测试方法。
3．预习实验内容，分析理论结果，以便与实验结果相比较。
4．完成拟定实验步骤。
三．实验要求1．根据技术要求具备初步选用合适的元器件，组成实验电路和调试的能力。
2．具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
3．具备应用Multisim软件工具分析和设计简单电路的能力。
4．分析实验结果以及撰写实验报告。
实验一、利用正弦脉动电压检查准同期条件实验(一)．脉动电压Us分析???? 母线电压瞬时值为????????????????????????? ux=Uxmsin(ωxt+φ0x)???? 发电机电压瞬时值为?????????????????????????? uf=Ufmsin(ωft+φ0f)????? 式中?? Ufm、Uxm－相应电压的幅值；?????????? ωx、ωf? －相应Ux、Uf角速度；???????????? φ0x、φ0f－相应电压的初相角。
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。
( OA自动化)TDZII电力系统自动化实验培训系统实验指导书
（OA自动化）TDZII电力系统自动化实验培训系统实验指导书C HANG S HA T ONG Q ING E LECTRICALAND I NFORMATION C O.LTDTQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统实验指导书长沙同庆电气信息有限公司目录1.3.1发电机组及控制屏 (1)1.3.2电力系统自动化实验培训系统 (8)1.3.3组态接线屏 (13)2.1.3.1机组启动和建压 (17)2.1.3.1.3恒定越前时间测试 (18)2.1.3.2手动准同期并列实验 (19)A.按准同期条件手动合闸 (19)B.偏离准同期并列条件合闸 (20)2.1.3.5半自动准同期并列 (21)2.1.3.6全自动准同期并列 (21)2.1.3.7不同准同期条件对比实验 (22)2.2.3.1不同Α角对应的励磁电压测试 (25)2.2.3.2同步发电机起励 (26)A.恒机端电压方式起励 (26)B.恒励磁电流方式起励 (26)2.2.3.3伏/赫限制实验 (27)2.2.3.4调差特性实验 (28)2.2.3.5强励实验 (30)2.2.3.6欠励限制实验 (31)2.2.3.7过励限制实验 (32)3.1.3.1负荷调节实验 (35)3.1.3.2单回路与双回路稳态对称运行比较实验 (35)A.单回路稳态对称运行实验 (35)B.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (36)3.2.3.1原动机转速自动方式（自动调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响.37 3.2.3.2原动机转速手动方式（无调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (38)3.2.3.3励磁系统无调节下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (39)第4章电力系统综合实验414.1发电厂自动化综合实验414.1.3.2各机组依次并网实验 (42)4.1.3.3发电厂机组监控实验 (44)4.1.3.4发电厂机组调节实验 (44)4.1.3.5并联运行机组间无功功率的分配实验 (44)4.2电力系统自动化综合实验464.2.3.1多台机组依次并网实验 (47)4.2.3.2不改变网络结构的潮流分布实验 (48)4.2.3.3改变网络结构的潮流分布实验 (50)4.2.3.4四遥实验 (51)4.2.3.5电力系统有功功率平衡和频率调整实验 (51)4.2.3.6电力系统无功功率平衡和电压调整实验 (51)4.2.3.7多台机组依次退出实验 (51)4.3分区调频实验52A.时，分区调频实验 (53)B.时，分区调频实验 (53)附录1：自动装置参数设定参考表 (55)附录2：TQTS-III微机型自动调速装置用户手册 (56)附录3：TQTQ-III微机型同期装置用户手册 (63)附录4：TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册 (79)第1章概述1.1系统简介“TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统”是根据教育部《电力系统分析》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电力系统调度自动化》、《电力系统远动技术》、《电力工程》、《工厂供电》等相关课程实验教学的需求，结合最新的电力系统自动化技术而研发的实验培训系统。
电力系统及自动化综合实验指导书1汇总
第三章一机—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；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。
二、原理与说明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。
三、实验项目和方法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。
电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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①微机自并励（恒流或恒压控制方式）： ②微机他励（恒流或恒压控制方式）： （4）实验报告要求 1.3 电力系统暂态稳定实验 （1）实验目的 （2）实验原理
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3）单回路稳态非全相运行实验 （4）实验报告要求 1.2 电力系统功率特性和功率极限实验 （1）实验目的 （2）实验原理
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• （3）实验内容 • 1）无调节励磁时，功率特性和功率极限的 测定 • 2）手动调节励磁时，功率特性和功率极限 的测定 • 3）自动调节励磁时，功率特性和功率极限 的测定
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图2.1 DL系列电流继电器
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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• （3）实验内容 • 1）电流继电器特性实验 • 2）电压继电器特性实验
图2.2 电流继电器动作电流值测试实验原理图
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
• 2）根据负荷大小不同时的不同转速，绘出 转速和有功功率的关系曲线（见图1.3）， 计算出原动机的调差系数。 • 3）分析、比较在负荷相同而调速器在不同 的运行方式时，转速有什么不同？为什么？
电力系统及其自动化实验指导书(2012)
电力系统及其自动化专业实验指导书林蓉华中科技大学电气于电子工程学院电气工程实验中心2010年9月目录第一章电力系统继电保护实验一、电压、电流继电器特性实验二、三段式电流保护实验三、功率方向继电器特性实验第二章电力系统自动化实验一、同步发电机准同期并列实验二、同步发电机励磁控制实验第三章电力系统分析实验一、电力系统功率特性和功率极限实验二、电力系统暂态稳定实验附录第一章电力系统继电保护实验一、电压、电流继电器特性实验（一）实验目的1、了解继电器基本分类方法及其结构；2、熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等；3、学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和返回系数；4、测量电磁型继电器的时间特性；5、了解多种继电器配合实验。
（二）继电器的类型与认识继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异。
1、继电器的分类继电器按所反应的物理量的不同可分为电量与非电量的两种，属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等，反应电量的种类比较多，一般分类如下：（1）按动作原理可分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等；（2）按继电器所反应的电量性质可分为电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等；（3）按继电器的作用可分为起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。
近年来电力系统中已大量使用微机保护，整流型和晶体管型继电器以及感应型，电磁型继电器使用量已有减少。
2、几种常用继电器的构成原理继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器等。
下面仅就教材中未说明的几种继电器的构成及原理作简要介绍。
（1）时间继电器特性时间继电器是用来在继电保护和自动装置中建立所需要的延时。
对时间继电器的要求是时间的准确性，而且动作时间不应随操作电压在运行中可能的波动而改变。
电磁型时间继电器由电磁机构带动一钟表延时机构组成。
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。
电力系统及自动化综合实验指导书1
第三章一机—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；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。
二、原理与说明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。
三、实验项目和方法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。
电力系统自动装置实验指导书(新)
电力系统自动装置实验指导书电力系实验实训中心目录实验一自动重合闸实验 (2)实验二DH-3型三相一次自动重合闸装置实验 (5)实验三阶段式过电流保护与自动重合闸前加速 (12)实验四阶段式过电流保护与自动重合闸后加速 (16)实验五励磁调节器实验 (19)实验六同步发电机准同期并列实验 (21)实验一自动重合闸实验一、实验目的1．了解自动重合闸装置在电力系统中的作用。
2．熟悉自动重合闸装置在各种状态下的工作情况。
二、实验内容1．认识自动重合闸装置的构造。
2．测定自动重合闸装置的工作原理。
三、预习与思考1．自动重合装置主要组成元件是什么？各起什么作用？2．三相一次自动重合闸为什么只能重合一次？3．自动重合闸1KM的触点1KM1 1KM3为什么要串联？四、原理说明三相一次重合闸装置用于输电线路上实现三相一次自动重合闸，它是重要的保护设备。
重合闸装置由一只时间继电器（作为时间元件）、一只中间继电器（作为中间元件）及一些电阻、电容元件组成。
装置内部的元件及主要功能如下：1、时间继电器：该继电器由DS—22时间继电器构成，其延时调整范围为1.2—5S，用以调整从重合闸装置起动到接通断路器合闸线圈实现断路器重合的延时，时间元件有一对延时常开触点和一对延时滑动触点及两对瞬时切换触点。
2、中间继电器：该继电器是装置的出口元件，用以接通断路器的合闸线圈。
继电器线圈由两个线圈组成：电压线圈，用于中间元件的起动；电流线圈，用于在中间元件起动后使衔铁继续保持在合闸位置。
3、电容器C：用于保证装置只动作一次。
4、充电电阻4R：用于限制电容器的充电速度。
5、附加电阻5R：用于保证时间元件的线圈热稳定性。
6、放电电阻6R：在需要实现分闸，但不允许重合闸动作（禁止重合闸）时，电容器上储存的电能经过它放电。
7、信号灯H1：在装置的接线中，监视中间继电器的触点和控制按钮的辅助触点是否正常。
故障发生时信号灯应熄灭，当直流电源发生中断时，信号灯也应熄灭。
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。
电力系统自动化实验指导书
电力系统自动化实验指导书第一章同步发电机准同期并列实验（一）同步发电机准同期并列实验1、手动准同期2、半自动准同期3、全自动准同期4、准同期条件整定一、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、原理与说明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。
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。
三、实验项目和方法（一）机组启动与建压1．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；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、红灯熄；3．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；4．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置；5．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；6．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；7．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。
（二）观察与分析1．操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。
观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系；2．操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的对应关系。
电力系统自动化实验指导书
低压1轮动作
85
U≤U1，Du1≤-Du/dt＜Du2
t≥Tua12
1轮动作、加速切2轮
30
U≤U1，Du2≤—Du/dt＜Du3
t≥Tua123
1轮动作、加速切2、3轮
60
U≤U2
t≥Tu2
低压2轮动作
80
U≤U3
t≥Tu3
低压3轮动作
75
U≤U4
t≥Tu4
低压4轮动作
70
U≤U5
t≥Tu5
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。
自动低频减载装置是针对事故情况的一种反故障措施，并不要求系统频率恢复至额定值，一般希望它的恢复频率fh低于额定值，约为49.5～50HZ之间，所以接到低频减载装置最大可能的断开功率△PLmax可小于最大功率缺额△Phmax。设正常允许时候系统负荷为PLe,额定频率与恢复频率fh之差△fh，则有：
其中：△P*――功率缺额；
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.
《电力系统自动装置原理》实验指导书
《电力系统自动装置原理》实验指导书南昌大学电力系统及其自动化教研室实验一无功调差及自动检测实验一、实验目的1．深入理解调差原理，掌握改变发电机电压调节特性斜率的方法。
2．深入了解测量和比较整定电路的结构形式和工作原理。
3．掌握自动检测各个环节的工作特性及其调试方法。
二、预习与思考1．复习教材有关章节，分析为什么必须设置调差电路及选择合适的调差系数，才能实现无功功率在并列运行各发电机组之间稳定合理的分配？2．常用的调差方式有哪几种？引入调差电路的电流极性与调差性质有无关系？3．测量比较回路有哪几种？如何用实验方法测绘出不对称比较桥的工作特性曲线？三、原理说明1．无功调差回路为了改变发电机外特性曲线，使并列运行的各台机组之间合理分配无功负荷，或者为了维持系统某一点电压恒定，在负荷变化时，要对电力网电压损耗进行补偿，因而设置了无功调差电路。
常用的电流调差电路有两种：一是取两相电流信号；二是取单相电流信号。
因为发电机输出端电压主要与负载电流的无功分量有关，故引入的电流信号滞后于相应的电压信号90°电度角。
两种电流调差电路的原理接线见图1-1。
电流调差电路的工作原理：主要是利用电流信号在调差电阻R上的压降，迭加到测量电压信号上去，从而使发电机的外特性陡度发生变化。
当上述压降叠加后使外特性陡度向右下方向倾斜时，为正调差特性如图1-2曲线3，表现为负载无功电流增加时，端电压下降。
改变正调差系数（即直线陡度），可使并列运行机组之间按合理比例稳定地分配无功负荷。
如果将中间电流互感器ZTA的极性反接，则使外特性陡度向右上方倾斜，为负调差特性，如图1-2曲线4。
表现为负载无功电流增加时，端电压上升，适用于电力系统要求某点电压恒定，在负荷增加时，需要补偿线路和变压器电压损耗的特殊场合。
当调差电阻经切换开关短接时，则调差电路基本不起作用，为自然调差。
如图1-2，曲线2。
（a ）单相电流信号 （b ）两相电流信号图1-1 调差电路接线图1 无差调节特性2 自然调差特性3 正调差特性4 负调差特性 图1-2 发电机外特性曲线为了深入研究调差电路的工作原理，便于实验训练，可用电压向量图加以分析。
电力系统及自动化综合实验指导书(第二版)
WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台，是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。
此系统除用于试验教学以外，另可用于本、专科生的课程设计试验，也可作为研究生、科研人员的产品开发试验，还可作为电力系统技术人员的培训基地。
试验装置“一次系统原理接线图”见附录一。
综合自动化实验教学系统由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成（如图1所示）。
图1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验装置现场图1．发电机组它是由同在一个轴上的三相同步发电机（S N=2.5kV A，V N=400V，n N=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（P N=2.2kW，V N=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、功率调节和同期单元、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微机磁励调节器”、“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。
EAL电力系统综合自动化实验指导书
EAL电力系统综合自动化实验指导书实验一电机启动、建压与停机实验 (1)实验二自动准同期条件测试实验 (3)实验三线性整步电压测试实验 (9)实验四导前时间整定及测量实验 (12)实验五压差闭锁与整定实验 (15)实验六频差方向及频差闭锁与整定实验 (18)实验七相差闭锁与整定实验 (23)实验八调频脉宽整定实验 (27)实验九手动准同期并列实验 (30)实验十半自动准同期并列实验 (33)实验十一全自动准同期并列实验 (36)实验十二同步发电机励磁操纵实验 (39)（一）同步发电机励磁起励操纵实验 (42)（二）操纵方式相互切换实验 (45)（三）可控励磁系统主电路负荷调节实验 (48)（四）伏赫限制实验 (50)（五）调差实验 (51)实验十三同步发电机的解列、灭磁与停机实验 (54)实验十四一机—无穷大系统稳态运行方式实验 (57)实验十五电力系统功率特性与功率极限实验 (61)（一）无调节励磁时功率特性与功率极限的测定 (62)（二）手动调节励磁时功率特性与功率极限的测定 (67)（三）自动调节励磁时功率特性与功率极限的测定 (68)实验十六电力系统暂态稳固实验 (71)（一）短路对电力系统暂态稳固的影响 (72)（二）研究提高暂态稳固的措施 (75)实验十七单机带负荷实验 (78)实验十八微机线路保护实验 (81)实验一电机启动、建压与停机实验一、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构成？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、准同期操纵器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统与发电机组几部分构成。
四、实验设备序号型号使用仪器名称数量备注1 EAL-01 电源输出 12 EAL-02 双回路输出电路 13 EAL-06 准同期操纵器 14 EAL-07 线路保护装置 15 EAL-16 发电机励磁系统 16 EAL-17 原动机调速系统 1五、实验内容与步骤1、电机启动与建压实验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。
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。
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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当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UF 和系统电压Ux之间的电压差, 一般见Us来表示。
发电机电压和系统电压的瞬时值, 可用下式表示:uF =UFsin(ωFt+δ1) ( 1-1)ux =Uxsin(ωxt+δ2) ( 1-2)U F 、 Ux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UF =Ux=Um, 从式( 1-1) 和( 1-2) 可得滑差电压为:u s =uF-ux=2Umsin[(ωFt+δ1)/2-(ωxt+δ2)/2]×cos[(ωFt+δ1)/2+(ωxt+δ2)/2] ( 1-3)若初始相角δ1=δ2=0, 则式(1-3)可简化为:us =2Umsin[(ωF-ωx)t/2]cos[(ωF+ωx)t/2] ( 1-4)滑差电压Us随时间变化的轨迹示于图1-1。
由图1-1能够看出, us 中含有两种频率不同的分量, 我们感兴趣的是Us的低频包络线。
用usm 表示滑差电压Us包迹的瞬时值, 就得到usm =2Umsin[(ωF-ωx)t/2] ( 1-5)令ωs = ωf-ωx式中ωs——滑差角速度。
则 usm =2Umsin( ωst/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能够用相量来描述。
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=ωst; ( b) δ=0; ( c) δ=π/2; ( d) δ=π图中用F x表示发电机和系统电压的相量, 当ωs不等于零时,F和x之间的相角差δ=ωst, 将随时间t不断改变。
假定以x为参考相量保持不动, 则F将以角速度ωs作逆时针旋转。
因而滑差电压s的瞬时值也在不断变化。
2．同期和导前时间准同期的三个条件之一, 就是要求用于并网的断路器在合闸瞬间发电机电压的相位与系统电压的相位相同。
实际上对于两个频率不同的电压是无法比较它们之间的绝对相位差的。
为此, 所谓发电机电压与系统电压同步( 即一般所说的相位相同) 是指发电机电压与系统电压的瞬时值uF与ux同时过零或同时达到最大值的瞬间。
在此瞬间us=0。
由式( 1-6) 可知, 满足Usm=0时也必须同时满足ωst=2Kπ这一条件( K=0,1, ……n) 。
为此, 如图1-1所示, 相邻两同步点a、b之间的时间间隔tb-ta=Ts=2π/ωs。
一般称Ts为频差周期或滑差周期, 显然频差fs=1/Ts。
为了使断路器的触头在Usm=0时闭合, 必然要求准同期装置能提前发出合闸脉冲。
所需提前的时间, 取决于断路器的固有合闸时间、辅助继电器动作时间和合闸接触器动作时间之和, 从准同期装置发出合闸脉冲到发电机电压和系统电压同步之间的时间间隔称为导前时间。
由于发电机不可能在不同的频差下并入系统, 这就要求导前时间不应随频差ωs的变化而变化。
具有这种特性的准同期装置就称之为恒定导前时间型的准同期装置。
3．导前时间恒定的条件和合闸相角的误差大多数恒定导前时间型的准同期装置, 都是采用滑差电压( 或将它变换一下波形) 的一次微分和滑差电压相比较这一原理来构成的。
采用一次微分的目的就是为了消除导前时间与频差的关系。
直接采用滑差电压及其一次微分来获得恒定导前时间的原理,可用下述的推导来表明所得的导前时间tdq 与ωS无关。
由式(1-6)可知,usm =2Umsin(ωst/2)则dusm/dt可由下式来表示:dusm /dt=Umωscos(ωst/2) ( 1-7)若令准同期装置发出合闸脉冲的条件是K1( dusm/dt) =K2Usm, 这一方程则有:K1Umωscos(ωst/2)= K22Umωssin(ωst/2)化简得tg (ωst/2)= K1ωs/(2K2) ( 1-8)当ωs 很小时, tg( ωs/2) t≈( ωs/2) t式(1-8)可写成:t≈K1/K2( 1-9)式(1-9)计算所得时间t( 即导前时间tdq ) 与ωs无关。
这就是准同期装置所获得恒定导前时间的原理。
当然, 上述的推导过程是有附加条件的。
首先是假定ωs 很小, 其次是假定dωs/dt≈0( 在一个频差周期内ωs保持不变) , 否则导前时间就不可能恒定。
本装置由于将滑差电压变换成相同频差周期的三角波后, 对ωs 的要求能够放宽, 但仍应要求dωs/dt≈0。
从准同期的要求来说, 希望在合闸时相角的误差越小越好, 但实际上由于种种原因不可能没有误差。
这一误差的产生主要是由以下几个方面造成的:1) 断路器及其辅助继电器和合闸接触器动作时间的变差, 令其为△t1。
2) 自动准同期装置导前时间整定值和断路器实际合闸时间之间的误差, 令其为△t2。
3) 导前时间本身的变差, 令其为△t3。
4) 由于ωs 变化引起导前时间的变化, 令其为△t4。
5) 在合闸过程中存在加速度dωs/dt。
若令由1) - 4) 所造成的综合误差为△t∑( △t∑=±△t1±△t2±△t3±△t4) , 导前时间为tdq 时, 考虑上述因素可按下式计算合闸瞬间的误差角δΣ:δΣ=ωs△t∑＋ (dωs/dt)( tdq+△t∑) 2 /2 ( 1-10)式(1-10)中第一项作为现有的装置都已控制在3.6°以下( 不包括由于△t1所造成的误差) , 第二项误差的减小必须控制dωs/dt的大小或尽可能采用快速断路器并网。
在准同期装置中引入滑差电压的二次微分量进行补偿在原理上能够消除dωs/dt对导前时间的影响。
四、实验主要的测试仪器1．双踪慢扫描示波器它用来观察装置的各点波形, 寻找故障, 要求采用长余辉双踪慢扫描示波器, 如SBD-6型等。
扫描时间要求可从0.1毫秒到1000秒, 能清晰观察一些长时间的波形, 如三角波、比例微分等波形, 这种示波器还有时标, 可用来粗略地观测导前时间。
2．记录示波器用来拍摄导前时间, 记录合闸时冲击电流。
例如可采用SC-10型记录示波器。
它可采用胶卷或紫外线记录纸拍摄, 比较方便、灵活。
3．秒表能够采用401型电秒表或405型电子数字毫秒表计。
用来测量导前时间、调频和调压脉冲宽度。
4．万用表应采用高内阻的万用表, 直流每伏内阻为20千欧, 如MF-35型, MF-18型, MF-9型, MF-200型数字万用表等均能满足要求。
主要用来测量电位的高低。
一些内阻较低的万用表, 如MF-14型, 直流每伏只有1千欧, 是不宜采用的。
5．交流电压表可采用0.5级表, 量程0～150伏。
五、实验设备六、实验内容与步骤根据发电机信号和系统信号测试准同期条件, 当电压幅值和频率有变化时, 观测波形的影响。
实验接线图见图1-3 。
对滑差电压US。