【正文】 4．分析：為什么只測(cè)取兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和空載特性就可得到同步發(fā)電機(jī)零功率負(fù)載特性。 2．分析比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與理論相符，如不符合請(qǐng)分析原因。這兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)記錄在表 82中。 表 81 V形曲線測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 US=400V I： A 發(fā)電機(jī)輸出功率 測(cè)量參數(shù) 1 2 3 4 5 6 P=0 Ig 0 Ie 4 0 P1=1kW Ig Ie 4 P2=2kW Ig Ie 4 2．同步發(fā)電機(jī)零功率負(fù)載特性實(shí)驗(yàn) 在實(shí)驗(yàn)一中發(fā)電機(jī)短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電樞電流 Ig=IgN時(shí)對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流 Ie2。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表 81中。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表 81中。然后繼續(xù)減小勵(lì)磁電流，直到電機(jī)臨界失步。（勵(lì)磁電流改變時(shí)，有功功率和無功功率都會(huì)發(fā)生變化，調(diào)節(jié)調(diào)速器使 P不變，步驟⑷、⑸同樣操作。然后繼續(xù)減小勵(lì)磁電流，直到 Ie=0，記錄此時(shí)對(duì)應(yīng)的電樞電流 Ig。 ⑵ 調(diào)節(jié)微機(jī)調(diào)速裝置的增減速按鈕，使輸出有功功率 P=0，并在實(shí)驗(yàn)過程中保持 P=0不變。 三 、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1．同步發(fā)電機(jī) V形曲線的測(cè)定 開電源前，調(diào)整實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各切換開關(guān)的位置，確保三個(gè)電壓指示為同一相電壓或線電壓；發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式為并網(wǎng)運(yùn)行；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁為手動(dòng)勵(lì)磁，他勵(lì)；手動(dòng)同期并網(wǎng)。同步發(fā)電機(jī) V形曲線明確地劃分發(fā)電機(jī)勵(lì)磁狀態(tài)成正常、過勵(lì)和欠勵(lì)三種狀態(tài)，通過實(shí)驗(yàn)可證實(shí)，在原動(dòng)機(jī)功率不變時(shí)，改變勵(lì)磁電流將引起發(fā)電機(jī)無功電流的改變，隨之定子總電流也發(fā)生變化。在不同的有功功率情況下對(duì)應(yīng)不同的 V形曲線。同步發(fā)電機(jī)的 “V”形曲線是指在有功功率保持不變時(shí)，表示電樞電流 Ig和勵(lì)磁電流 Ie的關(guān)系曲線 Ig =f(Ie)。在沒有純電感性負(fù)載或發(fā)電機(jī)較大無法使用純電感負(fù)載的情況下，可以將發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于 U=UN的電網(wǎng)上來進(jìn)行測(cè)試，發(fā)電機(jī)的有功功率應(yīng)該為零，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，零功率負(fù)載特性要測(cè)量?jī)蓚€(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一點(diǎn)為調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流使無功電流達(dá)到 IM，此點(diǎn)為 U=UN時(shí)對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流 Ie1，該點(diǎn)可以在 V形曲線測(cè)定時(shí)一起進(jìn)行，另一點(diǎn)為做發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路實(shí)驗(yàn)中測(cè)取的 Ig=IgN時(shí)對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流 Ie2，此點(diǎn)為零功率負(fù)載特性曲線上 U=0對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)八 同步發(fā)電機(jī) V形曲線及零功率 因數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．通過實(shí)驗(yàn)掌握 V形曲線的測(cè)定方法 2．掌握同步發(fā)電機(jī) V形曲線的含義 二 、原理說明 同步發(fā)電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)是指保證發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速（ n=n1)運(yùn)行，電樞電流 Ig=IN的情況下發(fā)電機(jī)端電壓 U與勵(lì)磁電流 Ie的關(guān)系 ,即 U=f(Ie)。 2．通過試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，說明提高暫態(tài)穩(wěn)定有哪些，如何進(jìn)行相關(guān)操作實(shí)現(xiàn)提高發(fā)電機(jī)的暫態(tài)功率極限。 在不切除發(fā)電機(jī)的情況下，研究調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)功率和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)再同步的作用。 ⑶ 重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定極限的影響 參考附錄六，設(shè)置微機(jī)線路保護(hù)裝置，在表 72的基礎(chǔ)上，投入自動(dòng)重合閘功能，重合閘時(shí)間設(shè)置為 . 重新進(jìn)行快速切除故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響實(shí)驗(yàn)，觀察極限切除時(shí)間是否增加。 只是雙回輸電線路上，按下 QF5合閘按鈕，投入開關(guān)站線路。對(duì)永久性故障，一次重合閘后，加速切除故障。 短路類型 極限切除時(shí)間 t (s) 單相接地短路 兩相接地短路 兩相相間短路 三相短路 表 74 短路故障設(shè)置時(shí)間為 t=5s 雙回路 QF5=1 Us =300V ⑵ 按相重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響 電力系統(tǒng)的短路故障，特別是高壓電力網(wǎng)的短路故障，絕大多數(shù)是單相短路故障，因此發(fā)生短路時(shí)，沒有必要把三相導(dǎo)線都從電力網(wǎng)中切除，應(yīng)該通過繼電保護(hù)中選相判斷，只切除故障相，按相切除故障并采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。如此操作，直至故障線路切除后系統(tǒng)不能恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，則此次微機(jī)保護(hù)的時(shí)間整定值為極限切除時(shí)間 Tmax。此時(shí)微機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)過設(shè)定延時(shí)動(dòng)作，跳開故障線路，觀測(cè)系統(tǒng)的工作情況。 ③ 微機(jī)線路保護(hù)裝置的設(shè)置按表 72和表 73整定，時(shí)間定值根據(jù)表格 74依次整定 . ④ 調(diào)節(jié)調(diào)速器的增速按鈕，將有功功率發(fā)至對(duì)應(yīng)短路情況的極限值（使系統(tǒng)剛好失步）。 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： ① 輸電線路選擇雙回路，系統(tǒng)側(cè)電壓 Us =300V，發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，通過雙回路并網(wǎng)輸電，中間開關(guān)站合閘。另一方面，它可以使負(fù)荷中的電動(dòng)機(jī)端壓迅速回升，減少了電動(dòng)機(jī)失速、停頓的危險(xiǎn)，提高了負(fù)荷的穩(wěn)定性。 記錄此時(shí)的極限功率和短路（短路前）電流值（電流值從微機(jī)保護(hù)裝置的“測(cè)量信息” → “模擬量”菜單下讀出）。按下短路投入按鈕，使系統(tǒng)處于短路運(yùn)行狀態(tài)。 ③ 短路故障設(shè)置及短路極限功率的測(cè)定 ④ 調(diào)節(jié)微機(jī)調(diào)速裝置和手動(dòng)勵(lì)磁變壓器，使發(fā)電機(jī)組輸出P1=1kW， COSΦ=1。 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： ① 輸電線路選擇雙回路，系統(tǒng)側(cè)電壓 Us =300V，發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，通過雙回路并網(wǎng)輸電。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上短路故障的設(shè)置單元中，通過對(duì)操作臺(tái)上的短路選擇按鈕的組合可進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗(yàn)。 1．短路對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響 在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過對(duì)操作臺(tái)上的短路故障的設(shè)置單元中短路按鈕的組合設(shè)置，可對(duì)某一固定點(diǎn)，進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以研究提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施，如在短路發(fā)生后，改變繼電保護(hù)裝置切除故障的時(shí)間，發(fā)電機(jī)采用強(qiáng)勵(lì)措施和采用重合閘等措施。 基于上述原理，在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置不同短路狀態(tài)，使系統(tǒng)阻抗 X2不同，同時(shí)切除故障線路不同也使 X3不同， δmax也不同，導(dǎo)致極限切除故障時(shí)間不同。 圖 71 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)不同運(yùn)行狀態(tài)及其等值電路圖 ( ) sin / 1 sinI m IP E o U o X P??? ? ? ?( ) sin / 2 sinII m IIE o o X P? ? ?( ) sin / 3 sinIII m IIIP E o U o X P? ? ? ?正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為： 短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為： 故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為： 圖 71 所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)在輸電線首端發(fā)生短路時(shí)的等值電路，分析其暫態(tài)過程： 根據(jù)上面三個(gè)公式可知，功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān)。引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的原因主要有以下幾種： ⑴ 負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的負(fù)荷； ⑵ 切除或投入系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)，變壓器等； ⑶ 發(fā)生短路故障。 3．了解提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。 實(shí)驗(yàn)七 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解。 2．根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。 ④ 斷相運(yùn)行 10秒后，重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)到單回路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。 ③ 將短路故障投入，此時(shí)微機(jī)保護(hù)切除故障相，準(zhǔn)備重合閘，即只有一回線路的兩相在運(yùn)行。 ⑴ 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)操作 實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容⒈ ⑵ 單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行 ① 微機(jī)保護(hù)定值整定：電流 Ⅱ 段“投入”，整定動(dòng)作電流為 2倍穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)間 ，重合閘時(shí)間 10秒；其它保護(hù)均退出。觀察并記錄數(shù)據(jù)于表 62中，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)⒈進(jìn)行比較和分析。 ⑷ 實(shí)驗(yàn)臺(tái)和控制柜設(shè)備的斷電操作 依次斷開實(shí)驗(yàn)臺(tái)的“單相電源”、“三相電源”和“總電源”以及控制柜的“單相電源”、“三相電源”和“總電源”（空氣開關(guān)向下扳至 OFF）。觀察并記錄線路首、末端的測(cè)量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析和比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)（電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、無功功率的方向等）變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，記錄數(shù)據(jù)于表 61中。 1．單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn) ⑴ 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)操作 輸電線路選擇 XL2和 XL4（即 QF2和 QF4合閘）， 系統(tǒng)側(cè)電壓US=300V，發(fā)電機(jī)組啟機(jī)，建壓，通過可控線路單回路并網(wǎng)輸電。發(fā)電機(jī)組裝設(shè)了功角測(cè)量裝置，通過頻閃燈可以直觀，清晰的觀測(cè)功角（ ,還可通過微機(jī)調(diào)速裝置測(cè)來測(cè)量功角?！盁o窮大系統(tǒng)”采用大功率三相自耦調(diào)壓器，三相自耦調(diào)壓器的容量遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)的容量，可近似看作無窮大電源，并且通過調(diào)壓器可以方便的模擬系統(tǒng)電壓的波動(dòng)。發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后，輸出有功功率的大小可以通過調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立的是一種物理模型，如圖 61所示。 3．掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件、參數(shù)和不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。 實(shí)驗(yàn)六 單機(jī)－無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 方式實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟悉遠(yuǎn)距離輸電的線路基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的測(cè)試方法。 2．分析以下參數(shù)改變對(duì)自動(dòng)準(zhǔn)同期并列的影響：導(dǎo)前時(shí)間、允許頻差和允 許壓差。 表 3371 微機(jī)準(zhǔn)同期裝置導(dǎo)前時(shí)間整定值與并網(wǎng)沖擊電流的關(guān)系 導(dǎo)前時(shí)間設(shè)置 td（ s）