第四章--电力系统功率特性和功率极限实验

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电力系统三个实验

电力系统三个实验

实验一:一机—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。

电力系统及自动化综合实验报告

电力系统及自动化综合实验报告

电力系统及自动化综合实验报告姓名:学号:第三章一机中间开关站电压;DU 输电线路的电压降落3、单回路稳态非全相运行实验确定实现非全相运行的接线方式,断开一相时,与单回路稳态对称运行时相同的输送功率下比较其运行状态的变化。

具体操作方法如下:(1)首先按双回路对称运行的接线方式(不含QF5);(2)输送功率按实验1中单回路稳态对称运行的输送功率值一样;(3)微机保护定值整定:动作时间0秒,重合闸时间100秒;(4)在故障单元,选择单相故障相,整定故障时间为0²<t<100²;(5)进行单相短路故障,此时微机保护切除故障相,准备重合闸,这时迅速跳开“QF1”、“QF3”开关,即只有一回线路的两相在运行。

观察此状态下的三相电流、电压值与实验1进行比较;(6)故障100²以后,重合闸成功,系统恢复到实验1状态。

表3-2UAUBUCIAIBICPQS全相运行值2102102100000002102102100000、、1非全相运行值2102102050000002122152000000、100、121522518000、50、750、300、322023017001、221、320、500、52052152100000002122052100000、100、12251902100、350、500、300、32301752151、221、2300、500、5四、实验报告要求1、整理实验数据,说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响,并对实验结果进行理论分析。

2、根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时,运行参数变化的特点和变化范围。

3、比较非全相运行实验的前、后实验数据,分析输电线路输送功率的变化。

五、思考题1、影响简单系统静态稳定性的因素是哪些?答:由静稳系数SEq=EV/X,所以影响电力系统静态稳定性的因素主要是:系统元件电抗,系统电压大小,发电机电势以及扰动的大小。

THLZD―2型电力系统综合自动化实验平台的教学应用精品文档6页

THLZD―2型电力系统综合自动化实验平台的教学应用精品文档6页

THLZD―2型电力系统综合自动化实验平台的教学应用随着电力系统的发展,其在国民经济中起着越来越重要的作用。

电力系统数字仿真虽然已经已成为电力系统研究、规划、运行、设计和教学等各方面不可或缺的工具,特别是电力系统新技术的开发研究、新装置的设计和参数的确定更是需要通过仿真来确认。

但是在电力系统教学中,单纯采用仿真的教学方式,学生由于对物理概念不够直观,难于接触电力系统模型,教学效果并不理想[1-2]。

为此滨州学院采用THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台电力系统综合自动化实验平台,把真实的电力系统缩小到实验室中,能够便于学生直观理解与掌握电力系统概念与知识,增强学生学习的积极性与主动性。

一、电力系统综合实验室组成我校电力系统综合实验室主要由4套THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台与一套THLDK-2型电力系统监控实验平台组成,可以完成很多涵盖专业领域的实验,包括《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》、《电力系统继电保护原理》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电网监控及调度自动化》、《电力系统远动》等专业课程的实验[3]。

1.THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置,展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。

这套实验装置由THLZD-2电力系统综合自动化实验台(简称“实验台”)、THLZD-2电力系统综合自动化控制柜(简称“控制柜”)、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。

(1)发电机机组部分。

用直流电动机(PN=2.2kW,UN=220V,nN=1500rpm)模拟原动机,包括模拟直流电动机,直流电动机和同步发电机经联轴器软联接后,固定在底盘上,机组的底盘装有四个轮子和四个螺旋式的支撑脚,构成可移动式机组,方便移动。

同时,发电机组还装有光电编码器,功角测量装置和其它配套件。

(2)实验操作台主要包括:输电线路单元、微机线路保护单元、.控制方式选择单元监测仪表单元、指示单元、设置单元、外围设备接口单元、电源单元。

电力系统功率特性和功率极限实验报告

电力系统功率特性和功率极限实验报告
新增母线
A相
B相
C相
接地
短路
断线
接入时间
退出时间
接入电阻
接入电抗
1
GEN2-230
STNC-230
3
50
T
T
T
T
T
F
0.1
0.2
0
0
选择输出信息
点击输出信息栏中的“选择”按钮,弹出暂态稳定输出选择窗口:
①选中“自动分析”;
②选中“发电机功角”,选择发电1-发电2,发电2-发电3,发电1-发电3。
③选中“母线电压”:
下图退出时间T=1.0
下图退出时间T=10
六、实验结果及分析
由图可知,随着故障切除时间的推移,发电机的功角持续增大,系统的非周期性振荡逐渐加剧。
如其中所有相对功角均趋于稳定值,则系统暂态稳定,若有其中一个相对角随时间增长而一直增大或一直减小,则系统不具备暂态稳定。系统的暂态稳定跟故障切除时间有关,切除的过早或过晚都有可能导致系统暂态不稳定。
四、实验步骤
暂态稳定基础方案及其数据组构成如下:
在文本环境窗口中,点击“计算/暂态稳定”便可在暂态稳定计算信息窗口中定义作业1,如下图所示:
1.设置网络故障
选中“网络故障”,点击其后的“编辑”按钮,弹出暂态稳定网络故障数据窗口:
在该窗口中,录入和编辑故障数据如下:
表1
作业号
I侧母线
J侧母线
编号
位置
%
2014年12月18日学院机械与电气年级专工程业班姓名学号实验课程名称电力系统分析实验成绩实验项目名称电力系统功率特性和功率极限实验指导老师一实验目的了解电力系统暂态稳定的相关概念学习用根据相对功角判断系统的稳定性

电力系统自动化报告

电力系统自动化报告

电力系统及其自动化实验报告学院:专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导老师:THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台认识THLZD-2 型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置,展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。

这套实验装置由THLZD-2 电力系统综合自动化实验台(简称“实验台”)、THLZD-2 电力系统综合自动化控制柜(简称“控制柜”)、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。

一、THLZD-2 型电力系统综合自动化实验台包括以下单元:1.输电线路单元:采用双回路输电线路,每回输电线路分两段,并设置有中间开关站,可以构成四种不同的联络阻抗。

输电线路的具体结构如下图所示:图1-3单机-无穷大系统电力网络结构图输电线路分“可控线路”和“不可控线路”,在线路 XL4 上可设置故障,该线路为“可控线路”,其他线路不能设置故障,为“不可控线路”。

2.微机线路保护单元:采用TSL-300/01微机线路保护装置,主要实现线路保护和自动重合闸等功能,配合输电线路完成稳态非全相运行和暂态稳定等相关实验项目,使用说明见附录六。

3.控制方式选择单元:包括发电机组的运行方式、同期方式和励磁方式的选择,可通过调节实验台面板上的凸轮开关旋钮来实现不同的控制方式。

4.监测仪表单元:采用模拟式仪表,测量信号为交流信号。

包括3只交流电压表、3只交流电流表、2 只频率表、1 只三相有功功率表、1 只三相无功功率表、1 只功率因数表和 1 只同期表。

5.指示单元:包括光字牌指示和并网指示。

二、THLZD-2型电力系统综合自动化控制柜包括以下单元:1.测量仪表单元:采用指针式测量仪表,包括2只直流电压表、2只直流电流表和1只交流电压表。

可测量如下电量参数:原动机电枢电压,原动机电枢电流,发电机励磁电压,发电机励磁电流和单相电源电压(该电源为隔离电源)。

各测量仪表的量程和精度等级见表 1-2 所示。

YZFDZ-I 虚拟电力自动化软件 使用手册说明书

YZFDZ-I 虚拟电力自动化软件 使用手册说明书

YZFDZ-I虚拟电力自动化软件说明书湖南依中紫光电气科技有限公司2019年07月修订目录第1章系统简介 (3)1.1系统主要功能 (3)1.2系统主要部分简介 (3)1.3系统运行环境 (3)第2章软件界面基本介绍 (4)2.1系统的启动 (4)2.2系统的退出 (4)2.3软件界面说明 (4)第3章基本操作介绍 (6)3.1调速装置的基本操作 (6)3.2励磁装置的基本操作 (8)3.3同期装置的基本操作 (10)3.4负荷调节 (11)3.5无穷大系统 (12)3.6仿真速度调节 (13)3.7同期波形 (13)3.8数据记录 (14)第4章实验内容 (16)4.1发电机组的启动与运转实验 (16)4.1.1 调速装置及原动机控制 (17)4.1.2 励磁装置及简单励磁控制 (18)4.2准同期并列运行 (20)4.2.1 频差与压差的整定 (21)4.2.1 手动准同期并网 (24)4.2.2 半自动准同期并网 (27)4.2.3 自动准同期并网 (29)4.3同步发电机励磁控制 (32)4.3.1 同步发电机起励 (33)4.3.2 伏赫限制实验 (37)4.3.3 欠励限制实验 (38)4.3.4 调差特性实验 (42)4.3.5 过励限制实验 (48)4.4单机-无穷大系统稳态运行方式实验 (50)4.4.1 单回路稳态对称运行实验 (51)4.4.2 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (52)4.5电力系统功率特性和功率极限实验 (53)4.5.1 无调节励磁时,功率特性和功率极限的测定 (54)4.5.2 手动调节励磁时,功率特性和功率极限的测定 (57)4.5.3 自动调节励磁时,功率特性和功率极限的测定 (58)4.5.4 单回路、双回路输送功率与功角关系 (58)4.5.5 提高电力系统静态稳定性 (58)第1章系统简介本软件是一款专业的电力系统综合自动化仿真软件,是一套集多种功能于一体的综合型实验平台,目的在于使学生掌握系统运行的原理及特性,学会通过故障运行现象及相关数据分析故障原因,并排除故障。

第四章 电力系统静态稳定分析的基本概念与方法

第四章 电力系统静态稳定分析的基本概念与方法

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三.单负荷无穷大系统的电压静态稳定
可知, 在电机机械力矩不变时. 感应电机的小扰动稳定性问题实质上可转化为电力系统 是否能维持一定的负荷母线电压水平,从而确保感应电机运行在图 10-3 中 0 s scr 的区 域,使 K s
dTs 0 的间题。由于电力系统的高 X / R 值,使节点电压主要和无功功率分布 ds
有关, 故下面先讨论感应电机的无功电压静特性, 然后再对单负荷无穷大系统讨论系统电压 稳定性间题。和功角静稳定问题相似,电压静稳定间题也可用代数判据判别。 由图 10-2 的感应电机简化等值电路, 可作出入 Te const . 时相应的无功电压 (Q U ) 曲线如图 10-4 所示。
图 10-4 感应电机无功电压静特性
EU U2 Q cos G X X P EU sin P T ( p.u.) G L m X
由于稳态运行时 QG QL ,故在不同 QL 水平下,系统的运行工作点设为 A , A ' , A '' 。 当 QL0 时,运行点 U 。在图 10- 5 中 QL 0 水平较低时, QL0 U 曲线和 QG U 曲线有 两个交点,其中在 A 点
11
三.单负荷无穷大系统的电压静态稳定
对于图 10-5(a)中单负荷无穷大系统,
图 10-5 单负荷无穷大系统电压静稳定 (a)系统图; (b) Q U 曲线
12
三.单负荷无穷大系统的电压静态稳定
设发电机电动势为 E (设 E const . )及线路电抗为 X (忽略线路电阻及分布电 客) ,受端母线电压为 U 0 。负荷无功功率-电压关系曲线可用图 10-5( b)中对应于不 同稳态 QL 0 水平的一族 QL U 静特性曲线表示。 机械力距负荷下的 QL U 的关系曲线可由 式(10-19)而定。

第四章 电力系统无功平衡与电压调整

第四章 电力系统无功平衡与电压调整

另外,发电机还有一些特殊运行方式。 发电机作调相机运行,是指发电机不发有功功率,专 门发无功功率的状态。该方式,水电机组在枯水期时可以 采用。 发电机进相运行,是指发电机欠励磁运行,即从电 网中吸收无功功率。进相运行时,要受到系统稳定性、发 电机定子端部发热等因素的限制,故发电机如要进相运行, 必须符合以下条件:具备进相运行能力的发电机在进行了 进相运行试验后方可进相运行。
二、城网无功补偿 在城市电网建设中,无功补偿应遵循以下原则: ①无功补偿应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置, 可采用分散和集中补偿相结合的方式,接近用电端的分散 补偿可取得较好的经济效益,集中安装在变电所内有利于 控制电压水平。 ②无功补偿设施应便于投切,装设在变电所和大用户处的电 容器应能自动投切。
据此可作发电机运行极限图:
P ③ C φ δ O' φ O
B ① ② D A Q

①定子绕组温升约束; 定子绕组温升取决于发电机定子电流,即取决于发电机 视在功率,当以发电机额定视在功率为限时,图中表现为 不能超出以O为圆心OB为半径的圆弧①。 ②励磁绕组温升约束; 励磁绕组温升取决于发电机励磁电流,而励磁电流正比 与发电机空载电势Eq,当以发电机额定空载电势为限时, 图中表现为不能超出以O’为圆心O’B为半径的圆弧②。 ③原动机功率约束; 发电机能够发出的有功功率受制于原动机的功率,如以 额定有功功率为限,图中表示为直线BC(直线③)之下。 ④发电机进相运行约束; 约束条件需通过计算和试验得到,图中以曲线④示意。
无功补偿设施的安装地点及其容量,可按下列原则考虑: ①220kV变电所应有较多的无功调节能力,使高峰负荷时功 率因数达到0.95以上,电容器容量应经计算,一般取主变 容量的1/6~1/4; ②当变电所带有的容量的无功设施时,如长距离架空线或电 缆,应考虑装设并联电抗器以补偿由线路电容产生的无功 功率;

武汉理工大学电分实验报告

武汉理工大学电分实验报告

学生学号实验课成绩实验课程名称电力系统分析开课学院自动化指导老师姓名谢建凯学生姓名学生专业班级电气 1203 班2014 —2015 学年第二学期实验课程名称:实验项目名称 电力系统功率特性和功率极限实验 实验成绩 实验者专业班级学号同组者实验日期年 月 日第一部分:实验预习报告(包括实验目的、意义,实验基本原理与方法,主要仪器设备及耗材,实验方案与技术路线等)一、实验目的1.初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法;2. 加深理解功率极限的概念,在实验中体会各种提高功率极限措施的作用;3.通过对实验中各种现象的观察,结合所学的理论知识,培养理论结合实际及分析问题的能力。

二、原理与说明所谓简单电力系统,一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。

对于简单系统,如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑,则发电机的功率特性为:δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑⋅-⨯+=q d q d d q Eq X X X X U X U E P当发电机装有励磁调节器时,发电机电势E q 随运行情况而变化。

根据一般励磁调节器的性能,可认为保持发电机E 'q (或E ')恒定。

这时发电机的功率特性可表示成:δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑⋅'-'⨯+''='q dq dd qEq X X X X U X U E P或 δ'''='∑sin dq EX U E P这时功率极限为∑'='d EmX UE P随着电力系统的发展和扩大,电力系统的稳定性问题更加突出,而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限,从简单电力系统功率极限的表达式看,提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。

电力系统实验报告

电力系统实验报告

电力系统实验报告篇一:电力系统实验报告单机无穷大系统稳态实验:一、整理实验数据,说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响,并对实验结果进行理论分析:实验数据如下:由实验数据,我们得到如下变化规律:(1)保证励磁不变的情况下,同一回路,随着有功输出的增加,回路上电流也在增加,这是因为输出功率P=UIcos Φ,机端电压不变所以电流随着功率的增加而增加;(2)励磁不变情况下,同一回路,随着输出功率的增大,首端电压减小,电压损耗也在减小,这是由于输出功率的增大会使发电机输出端电压降低,在功率流向为发电机到系统的情况下,即使电压虽好降低有由于电压降落的横向分量较小,所以电压降落近似为电压损耗;(3)出现电压降落为负的情况是因为系统倒送功率给发电机的原因。

单回路供电和双回路供电对电力系统稳定性均有一定的影响,其中双回路要稳定一些,单回路稳定性较差。

二、根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时,运行参数变化的特点和变化范围。

由实验数据,我们可以得到如下结论:(1)送出相同无功相同有功的情况下:单回路所需励磁电压比双回路多,线路电流大小相等,单回路的电压损耗比双回路多;(eg.P=1,Q=0.5时)(2)送出相同无功的条件下,双回路比单回路具有更好的静态稳定性,双回路能够输送的有功最大值要多于单回路;发生这些现象的原因是:双回路电抗比单回路小,所以所需的励磁电压小一些,电压损耗也要少一些,而线路电流由于系统电压不改变;此外,由于电抗越大,稳定性越差,所以单回路具有较好的稳定性。

三、思考题:1、影响简单系统静态稳定性的因素是哪些?答:由静稳系数SEq=EV/X,所以影响电力系统静态稳定性的因素主要是:系统元件电抗,系统电压大小,发电机电势以及扰动的大小。

2、提高电力系统静态稳定有哪些措施?答:提高静态稳定性的措施很多,但是根本性措施是缩短"电气距离"。

功率极限原理

功率极限原理

功率极限原理
功率极限原理是电工学中的一个重要原理,它指出任何电路中的功率都有一个极限值。

换句话说,无论是直流电路还是交流电路,当电路中的电流或电压超过一定数值时,电路的元件或电源可能会过载或损坏。

为了更好地理解功率极限原理,我们先来了解一下功率的定义。

功率是指单位时间内能量的转移率,通常用Watt(瓦)作为
单位。

在一个电路中,功率可以通过以下公式计算:
功率=电流×电压
根据这个公式,我们可以看出当电流或电压过大时,功率将会增加。

然而,电子元件和电源是有一定的功率承受能力的。

超过这个限制值,就容易造成电路中的元件或电源过热,甚至发生短路或燃烧等危险情况。

为了保护电路和电子元件的安全运行,我们需要根据其额定功率进行正确的选择和使用。

在购买和使用电子设备时,需要仔细查看设备上的技术参数,了解其允许的最大功率值,以确保不超过其承受范围。

需要注意的是,不同类型的电子设备和电路具有不同的功率极限。

例如,家用电器的功率极限一般较低,而大型工业设备的功率极限较高。

因此,在进行电路设计和电子设备选择时,要根据具体使用情况考虑功率极限,并确保不超过其额定值。

综上所述,功率极限原理是电工学中的重要原则,指出电路中的功率有其最大承受限制。

正确理解和应用功率极限原理,可以保护电路和电子元件的安全运行,避免损坏和危险情况的发生。

电力系统分析第四章-新

电力系统分析第四章-新

试确定当总负荷分别为400MW、700MW时,发电厂间功率
的经济分配(不计网损的影响)?
4.2 电力系统有功功率的最优分配
解:(1) 按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为:
dF1 λ1 = = 0.3 + 0.0014PG1 dPG1 dF2 λ2 = = 0.32 + 0.0008PG2 dPG2 dF3 λ3 = = 0.3 + 0.0009PG3 dPG3
t
活、气象等引起,三次调频)
4.1 电力系统有功功率的平衡
2、有功平衡和频率调整: 根据负荷变动的分类,有功平衡和频率调整也相应分为三类: a. 一次调频:由发电机调速器进行; b. 二次调频:由发电机调频器进行; c. 三次调频:由调度部门根据负荷预测曲线进行最优分配。 ☆ 前两种是事后的,第三种是事前的。 ☆ 一次调频时所有运行中的发电机组都可以参加,取决于发 电机组是否已经满负荷发电,这类发电厂称为负荷监视厂; 二次调频是由平衡节点来承担;
有功功率电源的最优组合 有功功率负荷的最优分配
2、主要内容
要求在保证系统安全的条件下,在所研究的周期内,以小
时为单位合理选择电力系统中哪些机组应该运行、何时运行
及运行时各机组的发电功率,其目标是在满足系统负载及其 它物理和运行约束的前提下使周期内系统消耗的燃料总量或
总费用值为最少。
4.2 电力系统有功功率的最优分配
三次调频则属于电力系统经济运行调度的范畴。
4.1 电力系统有功功率的平衡
三、有功功率平衡和备用容量
1、有功功率平衡:
P
Gi
= PLDi + ΔPLoss,Σ
即保证有功功率电源发出有功与系统发电负荷相平衡。 2、相关的一些基本概念: 有功功率电源:电力系统各类发电厂的发电机; 系统电源容量(系统装机容量):系统中所有发电厂机组

(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.

(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)。

WDTIIIC电力系统综合自动化试验平台性能指标

WDTIIIC电力系统综合自动化试验平台性能指标

WDT- ⅢC 型电力系统综合自动化试验平台性能指标1.设备的主要用途、功能及特点电力系统综合自动化试验台是一个自动化程度很高的多功能试验平台,它由发机电组、双回路输电路线及模型、无穷大电源等一次设备组成,通过中间开关站与单回、双回路线的组合,可构成发机电与无穷大系统之间有四种不同联络阻抗,供系统实验分析比较时使用。

每台原动机都配有微机自动调速装置与手动调速装置,并且有微机过速保护功能,每台发机电配有微机自动准同期装置与手动同期装置,输电路线还配微机过流保护与重合闸装置。

每套自动装置都有三种控制方式供选择,并且微机励磁的运行方式与运行参数可在线修改。

综合试验台具有各种微机自动装置与手动控制装置,便于学生进行比较实验。

电力系统综合自动化试验台是一个自动化程度很高的多功能试验平台。

有如下特点:系统由发机电组、输电路线单元、微机保护单元、负荷调节与同期单元、短路摹拟单元等组成,并能与电力系统微机监控实验系统相联,可扩展为 7+ 1 系统;系统结构紧凑、占地面积小、安装调试与检修方便快捷;模型参数可以调节,可摹拟不同参数的输电路线;实验系统安全可靠、操作方便灵便、物理现象直观,并有正规出版社的配套教材;综合试验台具有各种微机自动装置与手动控制装置,便于学生进行比较实验。

2.系统完成的教学实验打印报表,实现遥测、遥信、遥控、遥调等电力系统调度自动化功能,能完成下述实验:发机电启动与调整实验;(1)电力系统运行方式实验;(2)负荷调整实验。

(3)手动准同期并列实验;(4)半自动准同期并列实验;(5)全自动准同期并列实验;(6)各种信号波形观测。

(7)同控制角( )的励磁电压波形观测实验;(8)同步发机电起励实验;(9)控制方式及其相互切换实验;(10)逆变灭磁与跳灭磁开关灭磁实验;(11)伏赫限制实验;(12)第 2 页同步发机电强励实验;(13)欠励限制实验;(14)调差特性实验;(15)过励限制实验;(16)PSS 实验。

电力系统分析练习题及其答案(何仰赞)上册

电力系统分析练习题及其答案(何仰赞)上册

1-2,电力系统的部分接线如图1-2,各电压级的额定电压及功率输送方向表于图中.试求:(1)发电机及各变压器高低绕组的额定电压;(2)各变压器的额定变比;(3)设变压器T-1工作于+5%抽头,T-2,T-4工作于主抽头,T-3工作于-2。

5%抽头时,各变压器的实际变比。

解:(1)总的原则:发电机的额定电压比同电压级网络的额定电压高5%;变压器一次侧额定电压等于同电压级网络的额定电压高,二次侧额定电压比同电压级网络的额定电压高10%。

其中,变压器受功率侧为一次侧,输功率侧为二次侧.发电机:变压器T—1:变压器T-2:变压器T—3:变压器T-4:(2) 各变压器的额定变比变压器T—1:变压器T—2:变压器T-3:变压器T—4:(3) 各变压器的实际变比变压器T—1:变压器T—2:变压器T—3:变压器T—4:1-3,电力系统的部分接线如图1-3,网络的额定电压已经标明图中。

试求:(1)发电机,电动机及变压器高,中,低压绕组的额定电压;(2)设变压器T-1高压侧工作于+2.5%抽头,中压侧工作于+5%抽头;T-2工作于额定抽头;T-3工作于-2。

5%抽头时,各变压器的实际变比.解(1)发电机:网络无此电压等级,此电压为发电机专用额定电压,故.变压器T-1: 一次侧与发电机直接连接,故其额定电压等于发电机的额定电压;二次侧额定电压高于网络额定电压10%,故T—1的额定电压为。

变压器T-2:一次侧额定电压等于网络额定电压,二次侧额定电压高于网络额定电压10%,故T—2的额定电压为。

变压器T—3:一次侧额定电压等于网络额定电压,二次侧与负荷直接连接,其额定电压应高于网络额定电压5%,因此T—3的额定电压为。

电动机:其额定电压等于网络额定电压。

(2)各变压器的实际变比为变压器T—1:变压器T-2:变压器T-3:[例2-1]一条220kV的输电线,长180km,导线为LGJ—400(直径2.8cm),水平排列,相间距7m,求该线路的R,X,B,并画等值电路。

电力系统及自动化综合实验报告

电力系统及自动化综合实验报告

电⼒系统及⾃动化综合实验报告电⼒系统及⾃动化综合实验报告学院:专业:电⽓⼯程及其⾃动化姓名:学号: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。

电力系统综合自动化测试报告

电力系统综合自动化测试报告

测试记录:THLWL-3型微机励磁装置测试记录报告一、技术指标THLWL-3型微机励磁装置电流调节精度为<0.5%I;电压调节精度为<0.5%U F;无功调节精度为<6.0%Q二、实验数据第一章发电机组的起动与运转实验测试结论:按实验步骤可顺利完成发电机组的起励建压、并网、解列、停机等相关操作,实验现象与指导书中的描述一致,满足要求。

第二章同步发电机励磁控制实验实验2 不同α角(控制角)对应的励磁电压波形1.观测三相全控桥的电压输出及其波形⑴测试记录及数据处理观测到的波形如下:0.029A励磁电压波形0.5A励磁电压波形0.5A励磁电压波形1.5A励磁电压波形2A励磁电压波形2.5A励磁电压波形2.5A励磁电压波形2.68A励磁电压波形⑵测试结论:观测到的波形与理论波形基本一致,满足要求。

⒊控制角α的测量⑴测试记录及数据处理:观测到的典型波形如下:α=60°时Uac和Uk的对应关系α=120°时Uac和Uk的对应关系α=120°时Uac和Uk的对应关系表2-2-1计算公式: Ud=1.35UacCOSα(0≤α≤π/3)⑵测试结论:由公式计算的α角和由示波器读出的α角相差4°以内,基本相等,满足要求。

实验3 典型方式下的同步发电机起励实验测试结论:按实验步骤可顺利完成恒UG方式起励、恒Ug方式起励和恒IL方式起励等三种方式的起励建压操作,过程中出现的实验现象与实验指导书中的描述一致,满足要求。

实验4 励磁调节器的控制方式及其相互切换⒈恒U G=400V⑴测试记录及数据处理:表2-4-1⑵测试结论:由测试数据可知,整定励磁调节方式为恒U G=400V时,当发电机频率在50±5Hz范围内变化时,励磁调节器可将发电机电压恒定在400±2V的范围内,即实现了恒U G=400V的功能,满足要求。

⒉恒IL=2A⑴测试记录及数据处理:表2-4-2⑵测试结论:由测试数据可知,整定励磁调节方式为恒IL=2A后,当发电机频率在50±5Hz范围内变化时,励磁调节器可将励磁电流恒定在2±0.01A的范围内,即实现了恒IL=2A的功能,故认为满足要求。

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第四章--电力系统功率特性和功率极限实验电力系统实验指导书第四章 电力系统功率特性和功率极限实验一、实验目的1. 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法;2. 加深理解功率极限的概念,在实验中体会各种提高功率极限措施的作用; 3. 通过对实验中各种现象的观察,结合所学的理论知识,培养理论结合实际及分析问题的能力。

二、原理与说明所谓简单电力系统,一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。

对于简单系统,如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑,则发电机的功率特性为:δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑⋅-⨯+=q d q d d q Eq X X X X U X U E P当发电机装有励磁调节器时,发电机电势E q 随运行情况而变化。

根据一般励磁调节器的性能,可认为保持发电机E 'q (或E ')恒定。

这时发电机的功率特性可表示成:δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑⋅'-'⨯+''='q dq dd qEq X X X X U X U E P或 δ'''='∑sin dq EX U E P这时功率极限为∑'='d EmX UE P随着电力系统的发展和扩大,电力系统的稳定性问题更加突出,而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限,从简单电力系统功率极限的表达式看,提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。

三、实验项目和方法(一)无调节励磁时功率特性和功率极限的测定1.网络结构变化对系统静态稳定的影响(改变x)在相同的运行条件下(即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变,即并网前U x=E q),测定输电线单回线和双回线运行时,发电机的功一角特性曲线,功率极限值和达到功率极限时的功角值。

同时观察并记录系统中其他运行参数(如发电机端电压等)的变化。

将两种情况下的结果加以比较和分析。

实验步骤:(1)输电线路为单回线;(2)发电机与系统并列后,调节发电机使其输出的有功和无功功率为零;(3)功率角指示器调零;(4)逐步增加发电机输出的有功功率,而发电机不调节励磁;(5)观察并记录系统中运行参数的变化,填入表4-1中;(6)输电线路为双回线,重复上述步骤,填入表4-2中。

表4-1 单回线表4-2 双回线注意:(1)有功功率应缓慢调节,每次调节后,需等待一段时间,观察系统是否稳定,以取得准确的测量数值。

(2)当系统失稳时,减小原动机出力,使发电机拉入同步状态。

2.发电机电势E q不同对系统静态稳定的影响在同一接线及相同的系统电压下,测定发电机电势E q不同时(E q<U x 或E q>U x)发电机的功一角特性曲线和功率极限。

实验步骤:(1)输电线为单回线,并网前E q<U x;(2)发电机与系统并列后,调节发电机使其输出有功功率为零;(3)逐步增加发电机输出的有功功率,而发电机不调节励磁;(4)观察并记录系统中运行参数的变化,填入表4-3中;(5)输电线为单回线,并网前E q>U x,重复上述步骤,填入表4-4中。

表4-3 单回线并网前E q<U x表4-4 单回线并网前E q>U x(二)手动调节励磁时,功率特性和功率极限的测定给定初始运行方式,在增加发电机有功输出时,手动调节励磁保持发电机端电压恒定,测定发电机的功一角曲线和功率极限,并与无调节励磁时所得的结果比较分析,说明励磁调节对功率特性的影响。

实验步骤:(1)单回线输电线路;(2)发电机与系统并列后,使P=0,Q=0,δ=0,校正初始值;(3)逐步增加发电机输出的有功功率,调节发电机励磁,保持发电机端电压恒定或无功输出为零;(4)观察并记录系统中运行参数的变化,填入表4-5中。

表4-5 单回线手动调节励磁表4-6 双回线手动调节励磁(三)自动调节励磁时,功率特性和功率极限的测定将自动调节励磁装置接入发电机励磁系统,测定功率特性和功率极限,并将结果与无调节励磁和手动调节励磁时的结果比较,分析自动励磁调节器的作用。

1.微机自并励(恒流或恒压控制方式),实验步骤自拟;表4-7 单回线微机自并励方式表4-8 双回线微机自并励方式2.微机它励(恒流或恒压控制方式),实验步骤自拟。

表4-9 单回线微机它励方式表4-10 双回线微机它励方式注意事项:1.调速器处停机状态时,如果“输出零”灯不亮,不可开机;2.实验结束后,通过励磁调节使无功输出为零,通过调速器调节使有功输出为零,解列之后按下调速器的停机按钮使发电机转速至零。

跳开操作台所有开关之后,方可关断操作台上的操作电源开关。

四、实验报告要求1.根据实验装置给出的参数以及实验中的原始运行条件,进行理论计算。

将计算结果与实验结果进行比较。

2.认真整理实验记录,通过实验记录分析的结果对功率极限的原理进行阐述。

同时对理论计算和实验记录进行对比,说明产生误差的原因。

并作出Uz(δ),P(δ) Q(δ)特性曲线,对其进行描述。

3.分析、比较各种运行方式下发电机的功—角特性曲线和功率极限。

五、思考题1.功率角指示器的原理是什么?如何调节其零点?当日光灯供电的相发生改变时,所得的功角值发生什么变化?2.多机系统的输送功率与功角δ的关系和简单系统的功—角特性有什么区别?3.自并励和它励的区别和各自特性是什么?4.自动励磁调节器对系统静态稳定性有何影响?5.实验中,当发电机濒临失步时应采取哪些挽救措施才能避免电机失步?第五章电力系统暂态稳定实验一、实验目的1.通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解,使课堂理论教学与实践结合,提高学生的感性认识。

2.学生通过实际操作,从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。

3.用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图,并进行分析。

二、原理与说明电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后,各发电机能否继续保持同步运行的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为:P1=(Eo×Uo)×sinδ1/X1;短路运行时发电机功率特性为:P2=(Eo×Uo)×sinδ2/X2;故障切除发电机功率特性为:P3=(Eo×Uo)×sinδ3/X3;对这三个公式进行比较,我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。

而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax,δmax可由等面积原则计算出来。

本实验就是基于此原理,由于不同短路状态下,系统阻抗X2不同,同时切除故障线路不同也使X3不同,δmax 也不同,使对故障切除的时间要求也不同。

同时,在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势,使发电机功率特性中Eo增加,使δmax增加,相应故障切除的时间也可延长;由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多,发生瞬间单相故障时采用自动重合闸,使系统进入正常工作状态。

这二种方法都有利于提高系统的稳定性。

三、实验项目与方法(一)短路对电力系统暂态稳定的影响1.短路类型对暂态稳定的影响本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路,两相相间短路,两相接地短路和三相短路试验。

固定短路地点,短路切除时间和系统运行条件,在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时,某一回线发生某种类型短路,经一定时间切除故障成单回线运行。

短路的切除时间在微机保护装置中设定,同时要设定重合闸是否投切。

在手动励磁方式下通过调速器的增(减)速按钮调节发电机向电网的出力,测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率,并进行比较,分析不同故障类型对暂态稳定的影响。

将实验结果与理论分析结果进行分析比较。

P max为系统可以稳定输出的极限,注意观察有功表的读数,当系统出于振荡临界状态时,记录有功表读数,最大电流读数可以从YHB-Ⅲ型微机保护装置读出,具体显示为:GL-⨯⨯⨯三相过流值GA-⨯⨯⨯A相过流值GB-⨯⨯⨯B相过流值GC-⨯⨯⨯C相过流值微机保护装置的整定值代码如下:01:过流保护动作延迟时间02:重合闸动作延迟时间03:过电流整定值04:过流保护投切选择05:重合闸投切选择另外,短路时间T D由面板上“短路时间”继电器整定,具体整定参数为表5-1。

表5-1微机保护装置的整定方法如下:同时按“△”“▽”进入整定值修改画面。

进入整定值修改画面后,通过“△”“▽”选01整定项目,再按压触摸按钮“+”或“-”选择当保护时间(s);通过“△”“▽”选03整定项目,再按压触摸按钮“+”或“-”选择当过电流保护值;通过“△”“▽”选04整定项目,再按压触摸按钮“+”或“-”选择当过电流保护投切ON;通过“△”“▽”选05整定项目,再按压触摸按钮“+”或“-”选择重合闸投切为OFF。

(详细操作方法WDT-ⅢC综合自动化试验台使用说明书。

)注:同时按下“+”“—”按钮可以恢复到出厂默认值。

自动方式开机,建压,并网,待机组运行稳定后,在下面4种不同线路组合下做各种短路试验,观察并记录短路发生时的最大有功P max 和最大短路电流。

表5-2 短路切除时间t=0.5s线路组合1:QF1=1 QF2=1 QF3=1 QF4=1 QF5=0 QF6=1:(0:表示对应线路开关断开状态1:表示对应线路开关闭合状态)表5-3 短路切除时间t=0.5s线路组合2:QF1=0 QF2=1 QF3=0 QF4=1 QF5=0 QF6=1:表5-4 短路切除时间t=0.5s线路组合3:QF1=1 QF2=1 QF3=0 QF4=1 QF5=1 QF6=1:表5-5 短路切除时间t=0.5s线路组合4:QF1=0 QF2=1 QF3=1 QF4=1 QF5=1 QF6=1:2.故障切除时间对暂态稳定的影响固定短路地点,短路类型和系统运行条件,通过调速器的增速按钮增加发电机向电网的出力,在测定不同故障切除时间能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率,分析故障切除时间对暂态稳定的影响。

一次接线方式:QF1=1 QF2=1 QF3=1QF4=1 QF5= 0 QF6=1表5-6 短路类型:例:QF1=0 QF2=1 QF3=1 QF4=1 QF5=1 QF6=1(二)研究提高暂态稳定的措施1.强行励磁在微机励磁方式下短路故障发生后,微机将自动投入强励以提高发电机电势。

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