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文本内容:
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,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2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验按实验1的方法进行实验2的操作,只是将原来的单回线路改成双回路运行将实验1的结果与实验2进行比较和分析表3-1PQIUFUU△单回路双回路注U—输电线路的电压损耗;△—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;
(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)将重合闸开关选择OFF档;
(4)进行单相短路故障,此时微机保护切除故障相,因为重合闸开关关闭,所以系统不会进行重合闸,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进行比较表3-2UAUBUCIAIBICPQS全相运行值非全相运行值
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?2.提高电力系统静态稳定有哪些措施?3.何为电压损耗、电压降落?4.“两表法”测量三相功率的原理是什么?它有什么前提条件?第六章复杂电力系统运行方式实验
一、实验目的1.了解和掌握对称稳定情况下,输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围2.理论计算和实验分析,掌握电力系统潮流分布的概念3.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相结合,提高学生的感性认识
二、原理与说明现代电力系统电压等级越来越高,系统容量越来越大,网络结构也越来越复杂仅用单机对无穷大系统模型来研究电力系统,不能全面反映电力系统物理特性,如网络结构的变化,潮流分布,多台发电机并列运行等等“PS-5G型电力系统微机监控实验台”是将五台“WDT-IIC或WDT-III型电力系统综合自动化实验台”的发电机组及其控制设备作为各个电源单元组成一个可变环型网络,如图3所示图3多机系统网络结构图此电力系统主网按500KV电压等级来模拟,MD母线为220KV电压等级,每台发电机按600MW机组来模拟,无穷大电源短路容量为6000MVAA站、B站相__过双回400KM长距离线路将功率送入无穷大系统,也可将母联断开分别输送功率在距离100KM的中间站的母线MF经联络变压器与220KV母线MD相联,D站在轻负荷时向系统输送功率,而当重负荷时则从系统吸收功率(当两组大小不同的A,B负荷同时投入时)从而改变潮流方向C站,一方面经70KM短距离线路与B站相联,另一方面与E站并联经200KM中距离线路与无穷大母线MG相联,本站还有地方负荷此电力网是具有多个节点的环形电力网,通过投切线路,能灵活的改变接线方式,如切除XLC线路,电力网则变成了一个辐射形网络,如切除XLF线路,则C站、E站要经过长距离线路向系统输送功率,如XLC、XLF线路都断开,则电力网变成了T型网络等等在不改变网络主结构前提下,通过分别改变发电机有功、无功来改变潮流的分布,可以通过投、切负荷改变电力网潮流的分布,也可以将双回路线改为单回路线输送来改变电力网潮流的分布,还可以调整无穷大母线电压来改变电力网潮流的分布在不同的网络结构前提下,针对XLB线路的三相故障,可进行故障计算分析实验,此时当线路故障时其两端的线路开关QFC、QFF跳开(开关跳闸时间可整定)
三、实验项目与方法1.网络结构变化对系统潮流的影响在相同的运行条件下,即各发电机的运行参数保持不变,改变网络结构,观察并记录系统中运行参数的变化,并将结果加以比较和分析实验方案同学们自己设计,并记录下各开关状态表6-1网络结构变化前G-AG-BG-CG-DG-EMCMDUIPQCOSQFAQFCQFDQFGQFHQFIQFJUIPQCOS表6-2网络结构变化后G-AG-BG-CG-DG-EMCMDUIPQCOSQFAQFCQFDQFGQFHQFIQFJUIPQCOS2.投、切负荷对系统潮流的影响在相同的网络结构下各发电机向系统输送一定负荷,投入各地方负荷LDA、LDB和LDC观察并记录系统中运行参数的变化并将结果加以分析和比较网络结构和各发电机输出功率大小由同学们自己设计,并记录下各开关状态表6-3投地方负荷前G-AG-BG-CG-DG-EMCMDUIPQCOSQFAQFCQFDQFGQFHQFIQFJUIPQCOS表6-4投地方负荷后G-AG-BG-CG-DG-EMCMDUIPQCOSQFAQFCQFDQFGQFHQFIQFJUIPQCOS注意LDA负荷的性质可以通过台后三刀三掷开关切换即纯电阻负荷,感性负荷,纯电感负荷3.短路对电力系统暂态稳定的影响同学们自己设计网络结构,发电机运行参数以及切除故障线路的保护动作时间,分析比较实验结果注意在此多机电力系统中,三相短路时故障电流很大,故线路保护动作时间整定在
0.1~
0.3秒以内
四、实验报告要求1.整理实验数据,分析比较网络结构的变化和地方负荷投,切对潮流分布的影响,并对实验结果进行理论分析2.通过实验中观察到的现象,说明提高暂态稳定的措施对系统稳定性作用机理
五、思考题1.影响电力系统静态稳定性的因素有哪些?2.如何提高电力系统的静态稳定性?3.提高电力系统的暂态稳定的措施有哪些?。