【正文】 差系數(shù)時，表示發(fā)電機(jī)外特性上翹，即發(fā)電機(jī)無功電流增加，其極端電壓上升。調(diào)差系數(shù)等于零為無差調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)一般采用正調(diào)差系數(shù)，因?yàn)樗哂邢到y(tǒng)電壓下降而發(fā)電機(jī)的無功電流增加的這一特性，這對于維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是十分必要的。至于負(fù)調(diào)差系數(shù)，一般只能在大型發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線時采用。在勵磁裝置中，使用的調(diào)差公式為（按標(biāo)么值計算）： ，它是將無功功率的QKUqgB*??一部分疊加到電壓給定值上，其中U G為電壓給定值，Q 為無功功率， KQ為調(diào)差系數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟：1）啟動機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，并退出同期裝置，并網(wǎng)步驟見“同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”。注：調(diào)速裝置設(shè)置為“自動”方式，勵磁裝置設(shè)置為“恒UG”方式。2）用降低系統(tǒng)電壓的方法（調(diào)節(jié)調(diào)壓器）以增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列機(jī)端電壓和無功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表26。（如果記錄數(shù)據(jù)時，勵磁調(diào)節(jié)裝置上的數(shù)值顯示有波動，則可以參考實(shí)驗(yàn)臺上方的電壓表和無功表，計算時額定無功功率為KVAR ，額定電壓380V）3）作出調(diào)節(jié)特性曲線，并計算出調(diào)差系數(shù)。比較計算得出的調(diào)差系數(shù)與設(shè)置的調(diào)差系數(shù)是否大致相同。（設(shè)置的“調(diào)差系數(shù)”可在勵磁裝置的主界面下按“OK ”鍵，進(jìn)入主菜單，進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)查看）表 26 機(jī) 端 電 壓 與 無 功 關(guān) 系 表發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓（U G） 發(fā)電機(jī)無功輸出（Q）1234 29 / 97UGQ圖23 調(diào)節(jié)特性曲線B. 零調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)＝0，在勵磁裝置的主界面下按“OK”鍵，進(jìn)入主菜單，進(jìn)入 “參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)，將調(diào)差系數(shù)設(shè)為“％”。退出保存設(shè)置。實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列機(jī)端電壓、和無功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表27，作出調(diào)節(jié)特性曲線。UGQ圖24 調(diào)節(jié)特性曲線C. 正調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)＝5％，在勵磁裝置主界面下按“OK”鍵，進(jìn)入主菜單，進(jìn)入 “參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)，將“調(diào)差系數(shù)”設(shè)為“％”。將“調(diào)差極性”設(shè)為“＋”。退出保存設(shè)置。實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列機(jī)端電壓、和無功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表27，作出調(diào)節(jié)特性曲線。 30 / 97UGQ圖25 調(diào)節(jié)特性曲線D. 負(fù)調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)＝－5％，在勵磁裝置主界面下按“OK”鍵，進(jìn)入主菜單，進(jìn)入 “參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)，將“調(diào)差系數(shù)”設(shè)為“％”。將“調(diào)差極性”設(shè)為“－”。退出保存設(shè)置。實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列機(jī)端電壓、和無功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表27，作出調(diào)節(jié)特性曲線。表 27不 同 調(diào) 差 系 數(shù) 下 機(jī) 端 電 壓 與 無 功 關(guān) 系 表KQ＝ 0 KQ＝ ＋ 5％ KQ＝ － 5％UG Q UG Q UG Q 強(qiáng)勵實(shí)驗(yàn)強(qiáng)勵作用是強(qiáng)行勵磁作用的簡稱。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路性故障時，有關(guān)的端電壓都會劇烈下降，這時勵磁系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)行勵磁，向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路送出遠(yuǎn)較正常額定值為多的勵磁電流，即向系統(tǒng)輸送盡可能多的無功功率，以利系統(tǒng)的安全運(yùn)行，勵磁系統(tǒng)的這種功能稱為強(qiáng)勵作用。強(qiáng)勵作用有助于繼電保護(hù)的正確動作，特別有益于故障消除后用戶發(fā)電機(jī)的自啟動過程，縮短電力系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行的時間。在并網(wǎng)時，模擬兩相短路和三相短路故障可以觀察強(qiáng)勵過程。 31 / 97實(shí)驗(yàn)步驟：1）啟動機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，并退出同期裝置，并網(wǎng)步驟見“同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”。注：調(diào)速裝置設(shè)置為“自動”方式，勵磁裝置設(shè)置為“恒UG”方式。2) 在發(fā)電機(jī)有功和無功輸出為 50％額定負(fù)載時，將實(shí)驗(yàn)臺上的“瞬時/永久”故障類型撥碼開關(guān)打到“永久”位，按下“兩相短路”按鈕。注意觀察發(fā)電機(jī)電流和勵磁電流、勵磁電壓的變化情況，將數(shù)據(jù)記入表 28。注意：個別型號設(shè)備上取消了“瞬時/永久”故障類型撥碼開關(guān)。做永久短路實(shí)驗(yàn)時需要長時間按住短路按鈕即可；由于未投入線路保護(hù)，設(shè)置故障的時間不過太長，將“瞬時/永久”開關(guān)打到“瞬時”位可以清除故障；有功和無功輸出為 50％額定負(fù)載不要求完全符合，記錄對應(yīng)的有功無功值即可。3) 將“瞬時/永久”開關(guān)打到 “瞬時”位以清除故障。再將“瞬時/永久”故障類型開關(guān)打到“永久” ，按下“三相短路”按鈕。觀察發(fā)電機(jī)機(jī)電流和勵磁電壓、勵磁電流的變化情況，將數(shù)據(jù)記入表 28。實(shí)驗(yàn)完畢后把故障類型撥碼開關(guān)打到“瞬時”位以清除故障。表 28 不 同 故 障 類 型 下 勵 磁 與 發(fā) 電 機(jī) 的 最 大 電 流 值 類型電流值 兩相短路 三相短路勵磁電流最大值（A）發(fā)電機(jī)電流最大值（A） 欠勵限制實(shí)驗(yàn)欠勵限制器的作用是用來防止發(fā)電機(jī)因勵磁電流過度減小而引起失步或因機(jī)組過度進(jìn)相引起定子端部過熱。欠勵限制器的任務(wù)是：確保機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時，將發(fā)電機(jī)的功率運(yùn)行點(diǎn)(P、Q)限制在欠勵限制曲線上方。欠勵限制器的工作原理：根據(jù)給定的欠勵限制方程和當(dāng)前有功功率P計算出對應(yīng)的無功功率下限： 。將 與當(dāng)前 比較，若： ，欠勵限制器不動作； ，min(/))QABP???minQminQ?minQ?欠勵限制器動作，自動增加無功輸出，使 。（均為絕對值計算）。min?實(shí)驗(yàn)步驟：1）啟動機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，并退出同期裝置，并網(wǎng)步驟見“同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”。注：調(diào)速裝置設(shè)置為“自動”方式，勵磁裝置設(shè)置為“恒UG”方式。2) 在勵磁裝置主界面下按“ OK”鍵，進(jìn)入主菜單。進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)，設(shè)置“欠勵限制” 32 / 97A（如A= ）和 B(如B＝) 的值。退出并保存設(shè)置。3) 進(jìn)入“保護(hù)投退”選項(xiàng)，將“欠勵限制”選為“投”，其他兩項(xiàng)設(shè)為“退” 。退出并保存設(shè)置。注意：此功能若未投入，實(shí)驗(yàn)所要求的功能將無法實(shí)現(xiàn)。4) 調(diào)節(jié)有功功率和無功功率輸出分別為0，用增大系統(tǒng)電壓的方法使發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，直到欠勵限制器動作（勵磁裝置的欠勵限制指示燈亮），記下此時的有功P和無功Q，此時再升高系統(tǒng)電壓或按“減磁”按鈕勵磁調(diào)節(jié)均不起作用。如果系統(tǒng)電壓上升到450V左右時，仍不能使欠勵限制器動作，則可以進(jìn)一步按勵磁裝置的減磁按鈕，使發(fā)電機(jī)進(jìn)相程度更深，從而使欠勵限制器動作。5) 恢復(fù)系統(tǒng)電壓為正常值（ 380V），使發(fā)電機(jī)恢復(fù)運(yùn)行在非欠勵區(qū)，調(diào)節(jié)有功、無功輸出均為0。注：50%、100%額定有功重復(fù)試驗(yàn)時應(yīng)調(diào)節(jié)無功為0。6) 調(diào)節(jié)50% 、100%額定有功，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并記錄欠勵限制時的無功值，填入表29。表 29 不 同 有 功 下 欠 勵 限 制 動 作 時 的 無 功 值發(fā)電機(jī)有功功率 P 值 欠勵限制動作時的 Q 值零功率50%額定有功100％額定有功7) 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出欠勵限制曲線P=F(Q)（如圖24），并計算出該直線的斜率。圖26 欠勵限制曲線 過勵限制實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)勵磁電流超過額定勵磁電流 倍稱為過勵。勵磁電流在 倍以下允許長期運(yùn)行，～之間按反時限原則延時動作，限制勵磁電流到 倍以上， 倍以下，瞬時動作限制勵磁電流在 倍以上。過勵限制器動作時勵磁裝置的過勵限制指示燈亮。 33 / 97實(shí)驗(yàn)步驟：1) 啟動機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，調(diào)速裝置設(shè)置為“自動”方式，勵磁調(diào)節(jié)裝置設(shè)置為“恒UG”方式。2) 在“參數(shù)設(shè)置”中，將瞬時過勵設(shè)置為 。在“投退保護(hù)”中，將過勵限制功能投入。注意：此功能若未投入，實(shí)驗(yàn)所要求的功能將無法實(shí)現(xiàn)。3) 長按 “OK”鍵進(jìn)入“功能表 ”，在“機(jī)組參數(shù)”中修改額定勵磁電流（參照表210額定勵磁電流值修改） ，如3A；4）改變勵磁電流大小，即增加勵磁；使勵磁電流接近設(shè)定的勵磁電流值，注意觀察勵磁裝置面板上指示燈；5）繼續(xù)增加勵磁，使勵磁電流超過設(shè)定的額定勵磁電流，觀察勵磁裝置上指示燈及機(jī)組的現(xiàn)象；并記錄過勵限制動作時的勵磁電流值填入表210；注：用降低額定勵磁電流定值的方法模擬勵磁電流過勵，實(shí)際操作時的額定勵磁電流值可隨機(jī)變動。 停機(jī)調(diào)節(jié)有功輸出和無功輸出分別為零，在不帶負(fù)載的情況下跳開同期開關(guān)1QF，使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列。在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列之后，將勵磁調(diào)節(jié)裝置“啟動/停止”選擇為“停止”，使發(fā)電機(jī)端電壓降為零，將調(diào)速裝置“啟動/停止”選擇為“停止” ，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速降為零。待機(jī)組停穩(wěn)后依次斷開機(jī)組控制屏上的“調(diào)速勵磁電源開關(guān)”“220V 電源 ”開關(guān)、實(shí)驗(yàn)臺上的開關(guān)6QF、5QF、4QF 、3QF、2QF、1QF開關(guān)，斷開機(jī)組控制屏和實(shí)驗(yàn)臺的 “總電源”開關(guān)，最后斷開市電總電源開關(guān)。 實(shí)驗(yàn)報告要求1) 整理各項(xiàng)實(shí)數(shù)據(jù)2) 分析各項(xiàng)負(fù)載實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果3) 分析為什么勵磁調(diào)節(jié)裝置工作在“自動”方式時，調(diào)節(jié)有功功率的輸出時，無功功率會隨之變化，而在調(diào)節(jié)無功功率時有功功率不變？ 思考題1) 三相可控橋?qū)τ|發(fā)脈沖有什么要求？2) 比較恒機(jī)端電壓方式起勵、恒勵磁電流方式起勵有何不同？3) 為什么在并網(wǎng)時不需要伏赫限制？4) 比較四種運(yùn)行方式：恒機(jī)端電壓、恒勵磁電流、恒無功功率和恒 Α的特點(diǎn)，說說他們各適合在何種場合應(yīng)用？對電力系統(tǒng)運(yùn)行而言，哪一種運(yùn)行方式最好？試就電壓質(zhì)量，無功負(fù)荷平衡，電力系統(tǒng)穩(wěn)定等方面進(jìn)行比較。 34 / 97第 3 章 電力系統(tǒng)分析課程實(shí)驗(yàn) 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 加深理解電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的原理。2) 了解提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的方法。 原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對稱和不對稱運(yùn)行分析，除了包含許多理論概念之外，還有一些重要的“數(shù)值概念” 。為一條不同電壓等級的輸電線路，在典型運(yùn)行方式下，用相對值表示的電壓損耗，電壓降落等的數(shù)值范圍，是用于判斷運(yùn)行報表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結(jié)合實(shí)際的問題，讓學(xué)生掌握此類“數(shù)值概念”外，實(shí)驗(yàn)也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實(shí)驗(yàn)用一次系統(tǒng)接線圖如圖31所示。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模型。原動機(jī)采用直流電動機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動機(jī)是不相似的。原動機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺上的微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)臺的輸電線路是用多個接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件。 “無窮大”母線就直接用實(shí)驗(yàn)室的交流電源，因?yàn)樗怯蓪?shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。實(shí)驗(yàn)臺上安裝有 TQWBIV 多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置，可以用來測量電壓、電流、功率和頻率。實(shí)驗(yàn)臺上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。GT 11 T A1 Q F1 T V2 T V3 Q F2 Q F2 T A3 T A4 T A5 T A5 Q F4 Q F7 Q F6 Q F 6 T A7 T A無窮大系統(tǒng) ?8 T A8 Q F3 T VAB CD圖31 一次系統(tǒng)接線圖 35 / 97 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與方法 負(fù)荷調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)1) 啟動機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，并網(wǎng)后退出同期裝置，并網(wǎng)步驟見“同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”。2) 將調(diào)速裝置的工作方式設(shè)為“自動”，將勵磁裝置的工作方式設(shè)為“恒U G”。3) 調(diào)節(jié)調(diào)速裝置的增速減速按鈕，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)有功功率輸出，調(diào)節(jié)勵磁調(diào)節(jié)裝置的增磁減磁按鈕，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率。4) 將有功、無功減到零值作空載運(yùn)行，記錄空載勵磁電流。5) 保持勵磁裝置的狀態(tài)不變，調(diào)節(jié)調(diào)速裝置的增速按鈕，增加發(fā)電機(jī)有功輸出，觀察有功增加時無功功率及勵磁電流的變化，并記錄有功功率為50％額定有功功率時的勵磁電流的大小。6) 保持調(diào)速裝置的狀態(tài)不變，調(diào)節(jié)勵磁裝置的增磁按鈕，增加發(fā)電機(jī)的無功輸出，觀察無功功率增加時，有功功率和勵磁電流的變化，并記錄無功功率為50％額定無功功率時的勵磁電流的大小。當(dāng)無功功率較大時，線路兩端的電壓降落較大，但由于發(fā)電機(jī)電壓具有上限限制，所以需要降低系統(tǒng)電壓來使無功功率上升。在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)端電壓設(shè)定值在380V時，如仍要增加無功輸出，則可以通過降低系統(tǒng)電壓的方法來實(shí)現(xiàn)。7) 調(diào)節(jié)調(diào)速裝置的減速按鈕，使有功功率為零，注意觀察有功下降時無功功率的變化；使系統(tǒng)電壓恢復(fù)為正常值（380V ），調(diào)節(jié)勵磁裝置的減速磁按鈕，將發(fā)電機(jī)無功重新調(diào)節(jié)為零，注意觀察無功減小時，有功功率的變化。數(shù)據(jù)可通過機(jī)組控制屏上方的表計或勵磁裝置的顯示屏上讀取。注意：調(diào)節(jié)過程中。表 31 發(fā) 電 機(jī) 不 同 狀 態(tài) 下 的 勵 磁 電 流發(fā)電機(jī)狀態(tài) 勵磁電流（A）有功功率無功功率均為 050％額定有功功率50％額定無功功率 單回路與雙回路穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)注：此實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)將單雙回線的電抗器比例換成1：3；具體操作參考附錄7。A. 單回路穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，原動機(jī)采用手動方式開機(jī)，勵磁采用手動勵磁方式，然后啟機(jī)、建壓，并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓和原動機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等） ，觀察記錄線路首、末端的數(shù)值，計算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電 36 / 97壓大小比較判斷）等。實(shí)驗(yàn)步驟：1) 合上實(shí)驗(yàn)臺的 1QF、3QF、5QF、6QF、7QF、