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篇一：同步發(fā)電機勵磁控制實驗

同步發(fā)電機勵磁控制實驗

一、實驗目的

1．加深理解同步發(fā)電機勵磁調節(jié)原理和勵磁控制系統的基本任務；

2．了解自并勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點；

3．熟悉三相全控橋整流、逆變的工作波形；觀察觸發(fā)脈沖及其相位移動；

4．了解微機勵磁調節(jié)器的基本控制方式；

5．了解電力系統穩(wěn)定器的作用；觀察強勵現象及其對穩(wěn)定的影響；

6．了解幾種常用勵磁限制器的作用；

7．掌握勵磁調節(jié)器的基本使用方法。

二、原理與說明

同步發(fā)電機的勵磁系統由勵磁功率單元和勵磁調節(jié)器兩部分組成，它們和同步發(fā)電機結合在一起就構成一個閉環(huán)反饋控制系統，稱為勵磁控制系統。勵磁控制系統的三大基本任務是：穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統穩(wěn)定性。

圖1勵磁控制系統示意圖

實驗用的勵磁控制系統示意圖如圖1所示。可供選擇的勵磁方式有兩種：自并勵和它勵。當三相全控橋的交流勵磁電源取自發(fā)電機機端時，構成自并勵勵磁系統。而當交流勵磁電源取自380V市電時，構成它勵勵磁系統。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機自動勵磁調節(jié)器控制的，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小α角限制。微機勵磁調節(jié)器的控制方式有四種：恒uF（保持機端電壓穩(wěn)定）、恒IL（保持勵磁電流穩(wěn)定）、恒Q（保持發(fā)電機輸出無功功率穩(wěn)定）和恒α（保持控制角穩(wěn)定）。其中，恒α方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵方式下使用。

同步發(fā)電機并入電力系統之前，勵磁調節(jié)裝置能維持機端電壓在給定水平。當操作勵磁調節(jié)器的增減磁按鈕，可以升高或降低發(fā)電機電壓；當發(fā)電機并網運行時，操作勵磁調節(jié)器的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機的無功輸出，其機端電壓按調差特性曲線變化。

發(fā)電機正常運行時，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角α小于90°；當正常停機或事故停機時，調節(jié)器使控制角α大于90°，實現逆變滅磁。

電力系統穩(wěn)定器――pss是提高電力系統動態(tài)穩(wěn)定性能的經濟有效方法之一，已成為勵磁調節(jié)器的基本配置；勵磁系統的強勵，有助于提高電力系統暫態(tài)穩(wěn)定性；勵磁限制器是保障勵磁系統安全可靠運行的重要環(huán)節(jié)，常見的勵磁限制器有過勵限制器、欠勵限制器等。

三、實驗項目和方法

（一）不同α角（控制角）對應的勵磁電壓波形觀測

（1）合上操作電源開關，檢查實驗臺上各開關狀態(tài)：各開關信號燈應綠燈亮、紅燈熄；

（2）勵磁系統選擇它勵勵磁方式：操作“勵磁方式開關”切到“微機它勵”方式，調節(jié)器面板“它勵”指示燈亮；

（3）勵磁調節(jié)器選擇恒α運行方式：操作調節(jié)器面板上的“恒α”按鈕選擇為恒α方式，面板上的“恒α”指示燈亮；

（4）合上勵磁開關，合上原動機開關；

（5）在不啟動機組的狀態(tài)下，松開微機勵磁調節(jié)器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角α，從而改變三相全控橋的電壓輸出及其波形。

注意：微機自動勵磁調節(jié)器上的增減磁按鈕鍵只持續(xù)5秒內有效，過了5秒后如還需要調節(jié)，則松開按鈕，重新按下。

實驗時，調節(jié)勵磁電流為表1規(guī)定的若干值，記下對應的α角（調節(jié)器對應的顯示參數為“cc”），同時通過接在ud+、ud-之間的示波器觀測全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出α角，另外利用數字萬用表測出電壓ufd和uAc，將以上數據記入下表，通過ufd，uAc和數學公式也可計算出一個α角來；完成此表后，比較三種途徑得出的α角有無不同，分析其原因。

（6）調節(jié)控制角大于90度但小于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？

（7）調節(jié)控制角大于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？

（二）同步發(fā)電機起勵實驗

同步發(fā)電機的起勵有三種：恒uF方式起勵，恒α方式起勵和恒IL方式起勵。其中，除了恒α方式起勵只能在它勵方式下有效外，其余兩種方式起勵都可以分別在它勵和自并勵兩種勵磁方式下進行。

恒uF方式起勵，現代勵磁調節(jié)器通常有“設定電壓起勵”和“跟蹤系統電壓起勵”的兩種起勵方式。設定電壓起勵，是指電壓設定值由運行人員手動設定，起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在手動設定的電壓水平上；跟蹤系統電壓起勵，是指電壓設定值自動跟蹤系統電壓，人工不能干預，起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在與系統電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%～115%額定電壓；“跟蹤系統電壓起勵”方式是發(fā)電機正常發(fā)電運行默認的起勵方式，而“設定電壓起勵”方式通常用于勵磁系統的調試試驗。

恒IL方式起勵，也是一種用于試驗的起勵方式，其設定值由程序自動設定，人工不能干預，起勵后的發(fā)電機電壓一般為20%額定電壓左右；恒α方式起勵只適用于它勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始由人工調節(jié)逐漸增加勵磁，完成起勵建壓任務。

1．恒uF方式起勵步驟

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機自勵”方式，投入“勵磁開關”；

（2）按下“恒uF”按鈕選擇恒uF控制方式，此時恒uF指示燈亮；

（3）將調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；

（4）啟動機組；

（5）當轉速接近額定時，（頻率≥47hz）,將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機起勵建壓。注意觀察在起勵時勵磁電流和勵磁電壓的變化（看勵磁電流表和電壓表）。錄波，觀察起勵曲線，測定起勵時間，上升速度，超調，振蕩次數，穩(wěn)定時間等指標，記錄起勵后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統電壓。

上述的這種起勵方式是通過手動解除“滅磁”狀態(tài)完成的，實際上還可以讓發(fā)電機自動完成起勵，其操作步驟如下：

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機自勵”方式，投入“勵磁開關”；

（2）按下“恒uF”按鈕選擇恒uF控制方式，此時恒uF指示燈亮；

（3）使調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕為彈起松開狀態(tài)（注意，此時滅磁指示燈仍然是亮的）；

（4）啟動機組；

（5）注意觀察，當發(fā)電機轉速接近額定時（頻率≥47hz），滅磁燈自動熄滅，機組自動起勵建壓，整個起勵過程由機組轉速控制，無需人工干預，這就是發(fā)電廠機組的正常起勵方式。同理，發(fā)電機停機時，也可由轉速控制逆變滅磁。

改變系統電壓，重復起勵（無需停機、開機，只需滅磁、解除滅磁），觀察記錄發(fā)電機電壓的跟蹤精度和有效跟蹤范圍以及在有效跟蹤范圍外起勵的穩(wěn)定電壓。

按下滅磁按鈕并斷開勵磁開關，將“勵磁方式開關”改切到“微機它勵”位置，恢復投入“勵磁開關”（注意：若改換勵磁方式時，必須首先按下滅磁按鈕并斷開勵磁開關！否則將可能引起轉子過電壓，危及勵磁系統安全。）本勵磁調節(jié)器將它勵恒uF運行方式下的起勵模式設計成“設定電壓起勵”方式（這里只是為了試驗方便，實際勵磁調節(jié)器不論何種勵磁方式均可有兩種恒uF起勵方式），起勵前允許運行人員手動借助增減磁按鈕設定電壓給定值，選擇范圍為0～110%額定電壓。用滅磁和解除滅磁的方法，重復進行不同設定值的起勵試驗，觀察起勵過程，記錄設定值和起勵后的穩(wěn)定值。

2．恒IL方式起勵步驟

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機自勵”方式或者“微機它勵”方式，投入“勵磁開關”；

（2）按下“恒IL”按鈕選擇恒IL控制方式，此時恒IL指示燈亮；

（3）將調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；

（4）啟動機組；

（5）當轉速接近額定時（頻率>=47hz）,將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機自動起勵建壓，記錄起勵后的穩(wěn)定電壓。起勵完成后，操作增減磁按鈕可以自由調整發(fā)電機電壓。

3．恒α方式起勵步驟

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機它勵”方式，投入“勵磁開關”；

（2）按下恒α按鈕選擇恒α控制方式，此時恒α指示燈亮；

（3）將調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；

（4）啟動機組；

（5）當轉速接近額定時（頻率>=47hz）,將“滅磁”按鈕松開，然后手動增磁，直到發(fā)電機起勵建壓；

（6）注意比較恒α方式起勵與前兩種起勵方式有何不同。

四、實驗報告要求

1、?

?120?

圖1直流勵磁電壓ud圖2A相電壓ua

圖3A、c兩相線電壓uac

2、?

?90?

圖5直流勵磁電壓ud

圖7A、c兩相線電壓uac

3、?

?60?

圖9直流勵磁電壓ud圖4觸發(fā)信號圖6A相電壓ua

圖8觸發(fā)信號

圖10A相電壓ua

圖11A、c兩相線電壓uac圖12觸發(fā)信號

五、思考題

1．三相可控橋對觸發(fā)脈沖有什么要求？

答：六個晶閘管的觸發(fā)脈沖按順序，依次相差60°；共陰極組的脈沖依次差120°，共陽極組也依次相差120°；同一相的上下兩個橋臂脈沖相差180°。

2．為什么在恒α方式下，必須手動“增磁”才能起勵建壓？

答：恒α方式是一種開環(huán)控制方式，沒有閉環(huán)反饋，只限于他勵方式下使用。

3．比較恒uF方式起勵、恒IL方式起勵和恒α方式起勵有何不同？

答：恒uF方式為保持機端電壓穩(wěn)定，恒IL方式為保持勵磁電流穩(wěn)定，恒α方式為保持控制角穩(wěn)定。其中，恒α方式是一種開環(huán)控制方式，只限于他勵方式下使用。

4．逆變滅磁與跳勵磁開關滅磁主要有什么區(qū)別？

答：若發(fā)電機利用全控橋進行逆變滅磁，必須使最小逆變角大于換流角及晶閘管關斷角之和，而跳勵磁開關是由相應的繼保裝置檢測到某種值超過負荷整定值范圍時，迅速關斷。

六、心得體會

通過本次實驗，我更深入理解了同步發(fā)電機準同期并列原理和準同期并列條件以及同步發(fā)電機勵磁調節(jié)原理和勵磁控制系統的基本任務，我掌握了微機準同期控制器及模擬式綜合整步表的使用方法和勵磁調節(jié)器的基本使用方法以及常用勵磁限制器的作用，我還了解了同步發(fā)電機準同期并列過程和自并勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點、微機勵磁調節(jié)器的基本控制方式以及電力系統穩(wěn)定器的作用；觀察強勵現象及其對穩(wěn)定的影響。

通過這次自動裝置實驗及老師的講解，使我對自動裝置這門課都有了新的認識。之前覺得這門課很抽象，甚至有點無聊。在實驗中改變了我一直以來的認識。發(fā)現自動裝置在現代電力系統有著很重要的作用和很高的地位。在現代化、自動化程度越來越高的電力系統中，對傳統的設備提出了更高的要求，要求性能越來越好，自動化程度也越來越重要。

雖然實驗室有限，不能每個人都能親自參與全程實驗，但是在老師的悉心指導和同學熱烈討論下，我們還是有很大的收獲?？傊?，這次實驗不僅豐富了我的理論知識、提高了我的實際動手能力，還讓我明白了團隊合作的重要性，這對我以后進一步深入學習和走入工作崗位都有很大的幫助。

篇二：同步發(fā)電機勵磁控制系統實驗報告

同步發(fā)電機勵磁控制系統實驗

摘要：本課題主要針對如何提高和維持同步發(fā)電機運行的穩(wěn)定性，是保證電力系統安全、經濟運行，及延長發(fā)電機壽命而進行的同步發(fā)電機勵磁方式，勵磁原理，勵磁的自動控制進行了深入的解剖。發(fā)電機在正常運行時，負載總是不斷變化的，而不同容量的負載，以及功率因數的不同，對發(fā)電機勵磁磁場的作用是不同的，對同步發(fā)電機的內部阻抗壓降也是不一樣的。為了保持同步發(fā)電機的端電壓穩(wěn)定，需要根據負載的大小及負載的性質調節(jié)同步發(fā)電機的勵磁電流，因此，研究同步發(fā)電機的勵磁控制具有十分重要的應用價值。本課題主要研究同步發(fā)電機勵磁控制在不同狀態(tài)下的情況，同步發(fā)電機起勵、控制方式及其相互切換、逆變滅磁和跳變滅磁開關滅磁、伏赫實驗等。主要目的是是同學們加深理解同步發(fā)電機勵磁調節(jié)原理和勵磁控制系統的基本任務；瞭解自並勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點；瞭解微機勵磁調節(jié)器的基本控制方式。

關鍵字：同步發(fā)電機；勵磁控制；它勵

第一章文獻綜述

1.1概述

向同步發(fā)電機的轉子勵磁繞組供給勵磁電流的整套裝置叫做勵磁系統。勵磁系統是同步發(fā)電機的重要組成部分，它的可靠性對於發(fā)電機的安全運行和電網的穩(wěn)定有很大影響。發(fā)電機事故統計表明發(fā)電機事故中約1/3為勵磁系統事故，這不但影響發(fā)電機組的正常運行而且也影響了電力系統的穩(wěn)定，因此必須要提高勵磁系統的可靠性，而根據實際情況選擇正確的勵磁方式是保證勵磁系統可靠性的前提和關鍵。我國電力系統同步發(fā)電機的勵磁系統主要有兩大類，一類是直流勵磁機勵磁系統，另一類是半導體勵磁系統。

1.2同

步發(fā)電機勵磁系統的分類與性能

1.2.1直流勵磁機勵磁系統

直流勵磁機勵磁系統是採用直流發(fā)電機作為勵磁電源，供給發(fā)電機轉子回路的勵磁電流。其中直流發(fā)電機稱為直流勵磁機。直流勵磁機一般與發(fā)電機同軸，勵磁電流通過換向器和電刷供給發(fā)電機轉子勵磁電流，形成有碳刷勵磁。直流勵磁機勵磁系統又可分為自勵式和它勵式。自勵與他勵的區(qū)別是對主勵磁機的勵磁方式而言的，他勵直流勵磁機勵磁系統比自勵勵磁機勵磁系統多用了一臺副勵磁機，因此所用設備增多，佔用空間大，投資大，但是提高了勵磁機的電壓增長速度，因而減小了勵磁機的時間常數，他勵直流勵磁機勵磁系統一般只用在水輪發(fā)電機組上。

採用直流勵磁機供電的勵磁系統，在過去的十幾年間，是同步發(fā)電機的主要勵磁系統。目前大多數中小型同步發(fā)電機仍採用這種勵磁系統。長期的運行經驗證明，這種勵磁系統的優(yōu)點是：具有獨立的不受外系統干擾的勵磁電源，調節(jié)方便，設備投資及運行費用也比較少。缺點是：運行時整流子與電刷之間火花嚴重，事故多，性能差，運行維護困難，換向器和電刷的維護工作量大且檢修勵磁機時必須停主機，很不方便。近年來，隨著電力生產的發(fā)展，同步發(fā)電機的容量愈來愈大，要求勵磁功率也相應增大，而大容量的直流勵磁機無論在換向問題或電機的結構上都受到限制。因此，直流勵磁機勵磁系統愈來愈不能滿足要求。目前，在100mw及以上發(fā)電機上很少採用。

1.2.2半導體勵磁系統

半導體勵磁系統是把交流電經過矽元件或可控矽整流後，作為供給同步發(fā)電機勵磁電流的直流電源。半導體勵磁系統分為靜止式和旋轉式兩種。

靜止式半導體勵磁系統

靜止式半導體勵磁系統又分為自勵式和它勵式兩種。

（1）自勵式半導體勵磁系統

自勵式半導體勵磁系統中發(fā)電機的勵磁電源直接由發(fā)電機端電壓獲得，經過控制整流後，送至發(fā)電機轉子回路，作為發(fā)電機的勵磁電流，以維持發(fā)電機端電壓恒定的勵磁系統，是無勵磁機的發(fā)電機自勵系統。最簡單的發(fā)電機自勵系統是直接使用發(fā)電機的端電壓作勵磁電流的電源，由自動勵磁調節(jié)器控制勵磁電流的大小，稱為自並勵可控矽勵磁系統，簡稱自並勵系統。自並勵系統中，除去轉子本體極其滑環(huán)這些屬於發(fā)電機的部件外，沒有因供應勵磁電流而採用的機械轉動或機械接觸類元件，所以又稱為全靜止式勵磁系統。下圖為無勵磁機發(fā)電機自並勵系統框圖，其中發(fā)電機轉子勵磁電流電源由接於發(fā)電機機端的整流變壓器Zb提供，經可控矽整流向發(fā)電機轉子提供勵磁電流，可控矽元件scR由自動勵磁調節(jié)器控制。系統起勵時需要另加一個起勵電源。

無勵磁機發(fā)電機自並勵系統的優(yōu)點是：不需要同軸勵磁機，系統簡單，運行可靠性高；縮短了機組的長度，減少了基建投資及有利於主機的檢修維護；由可控矽元件直接控制轉子電壓，可以獲得較快的勵磁電壓回應速度；由發(fā)電機機端獲取勵磁能量，與同軸勵磁機勵磁系統相比，發(fā)電機組甩負荷時，機組的過電壓也低一些。其缺點是：發(fā)電機出口近端短路而故障切除時間較長時，缺乏足夠的強行勵磁能力對電力系統穩(wěn)定的影響不如其他勵磁方式有利。由於以上特點，使得無勵磁機發(fā)電機自並勵系統在國內外電力系統大型發(fā)電機組的勵磁系統中受到相當重視。

（2）它勵式半導體勵磁系統

它勵式半導體勵磁系統包括一臺交流主勵磁機JL和一臺交流副勵磁機FL，三套整流裝置。兩臺交流勵磁機都和同步發(fā)電機同軸，主勵磁機為100hZ中頻三相交流發(fā)電機，它的輸出電壓經過矽整流裝置向同步發(fā)電機供給勵磁電流。副勵磁機為500hZ中頻三相交流發(fā)電機，它的輸出一方面經可控矽整流後作為主勵磁機的勵磁電流，另一方面又經過矽整流裝置供給它自己所需要的勵磁電流。自動調勵的裝置也是根據發(fā)電機的電壓和電流來改變可控矽的控制角，以改變勵磁機的勵磁電流進行自動調壓。

它勵式半導體勵磁系統的優(yōu)點是：系統容量可以做得很大，勵磁機是交流發(fā)電機沒有換向問題而且不受電網運行狀態(tài)的影響。缺點是：接線複雜，有旋轉的主勵磁機和副勵磁機，啟動時還需要另外的直流電源向副勵磁機供給勵磁電流。這種勵磁系統多用於10萬千瓦左右的大容量同步發(fā)電機。

旋轉式半導體勵磁系統

在它勵和自勵半導體勵磁系統中，發(fā)電機的勵磁電流全部由可控矽（或二極體）供給，而可控矽（或二極體）是靜止的故稱為靜止勵磁。在靜止勵磁系統中要經過滑環(huán)才能向旋轉的發(fā)電機轉子提供勵磁電流。滑環(huán)是一種轉動接觸元件。隨著發(fā)電機容量的快速增大，巨型機組的出現，轉子電流大大增加，轉子滑環(huán)中通過如此大的電流，滑環(huán)的數量就要增加很多。為了防止機組運行當中個別滑環(huán)過熱，每個滑環(huán)必須分擔同樣大小的電流。為了提高勵磁系統的可靠性取消滑環(huán)

這一薄弱環(huán)節(jié)，使整個勵磁系統都無轉動接觸的元件，就產生了無刷勵磁系統，如圖4所示。

副勵磁機FL是一個永磁式中頻發(fā)電機，其永磁部分畫在旋轉部分的虛線框內。為實現無刷勵磁，主勵磁機與一般的同步發(fā)電機的工作原理基本相同，只是電樞是旋轉的。其發(fā)出的三相交流電經過二極體整流後，直接送到發(fā)電機的轉子回路作勵磁電源，因為勵磁機的電樞與發(fā)電機的轉子同軸旋轉，所以它們之間不需要任何滑環(huán)與電刷等轉動接觸元件，這就實現了無刷勵磁。主勵磁機的勵磁繞組JLLQ是靜止的，即主勵磁機是一個磁極靜止，電樞旋轉的同步發(fā)電機。靜止的勵磁機勵磁繞組便於自動勵磁調節(jié)器實現對勵磁機輸出電流的控制，以維持發(fā)電機端電壓保持恒定。無刷勵磁系統的優(yōu)點是：取消了滑環(huán)和碳刷等轉動接觸部分。缺點是：在監(jiān)視與維修上有其不方便之處。由於與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進行監(jiān)視，轉子繞組的絕緣情況也不便監(jiān)視，二極體與可控矽的運行狀況，接線是否開脫，熔絲是否熔斷等等都不便監(jiān)視，因而在運行維護上不太方便。

1.3同步發(fā)電機勵磁系統的發(fā)展史

由於電力系統運行穩(wěn)定性的破壞事故,會造成大面積停電,使國民經濟遭受重大損失,給人民生活帶來重大影響,因此,改善與提高電力系統運行的穩(wěn)定性意義重大。早在20世紀40年代,有電力系統專家就強調指出了同步發(fā)電機勵磁的調節(jié)對提高電力系統穩(wěn)定性的重要作用,隨後這方面的研究工作一直受到重視。研究主要集中在2個方面:一是勵磁方式的改進,二是勵磁控制方式的改進。

在勵磁方式方面,世界各大電力系統廣泛採用可控矽靜止勵磁方式,因為這種無旋轉勵磁機的可控矽自並勵方式具有結構簡單、可靠性高及造價低廉等優(yōu)點;在勵磁控制方式上,針對靜止勵磁方式的控制器研究也取得了很大的進展,到現在為止,已經經歷了3個階段,即單變數控制階段、線性多變量控制階段、非線性多變量控制階段。

由於電力系統具有高度的非線性特性,當系統的運行點改變時,系統的動態(tài)特性會顯著改變,此時,單一變數的控制方式和線性控制器就難以滿足電力系統穩(wěn)定的要求,只有非線性控制方式的控制器才能有效地提高電力系統穩(wěn)定能力。本文將綜述半個多世紀以來專家學者在探索可控矽靜止勵磁控制方式中取得的成就

第二章實驗裝置及其工作原理

2.1實驗操作臺介紹

實驗操作臺是由輸電線路單元、危機線路保護單元、負荷調節(jié)和同期單元、儀錶測量和短路故障模擬單元等組成。其中負荷調節(jié)和同期單元是由“Tgs-03b型微機調速裝置”、“wL-04b微機勵磁調節(jié)器”、“hgwT-03b微機準同期控制器”等微機型的自動裝置和其對應的那個裝置組成。而同步發(fā)電機勵磁系統實驗研究主要用了Tgs-03b型微機調速裝置和wL-04b微機勵磁調節(jié)器。

2.1.1Tgs-03b型微機調速裝置介紹

Tgs-03b型微機調速裝置面板包括：6位LeD數碼顯示器，13個信號指示燈，7個操作按鈕和一個多圈指針電位器等。其詳細介紹如下：

信號指示燈13個

裝置運行指示燈1個

電源指示燈1個

方式選擇指示燈1個

並網信號指示燈1個

篇三：電力系統同步發(fā)電機勵磁控制實驗

第二章同步發(fā)電機勵磁控制及調壓實驗

（學時數：4學生人數：40~50）

一、實驗目的

1．加深理解同步發(fā)電機勵磁調節(jié)原理和勵磁控制系統的基本任務；2．了解自并勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點；

3．熟悉三相全控橋整流、逆變的工作波形；觀察觸發(fā)脈沖及其相位移動；4．了解微機勵磁調節(jié)器的基本控制方式；

5．了解電力系統穩(wěn)定器的作用；觀察強勵現象及其對穩(wěn)定的影響；6．了解幾種常用勵磁限制器的作用；7．掌握勵磁調節(jié)器的基本使用方法。

二、原理與說明

同步發(fā)電機的勵磁系統由勵磁功率單元和勵磁調節(jié)器兩部分組成，它們和同步發(fā)電機結合在一起就構成一個閉環(huán)反饋控制系統，稱為勵磁控制系統。勵磁控制系統的三大基本任務是：穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統穩(wěn)定性。

圖1勵磁控制系統示意圖

實驗用的勵磁控制系統示意圖如圖1所示?？晒┻x擇的勵磁方式有兩種：自并勵和它勵。當三相全控橋的交流勵磁電源取自發(fā)電機機端時，構成自并勵勵磁系統。而當交流勵磁電源取自380V市電時，構成它勵勵磁系統。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機自動勵磁調節(jié)器控制的，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大

最小α角限制。

微機勵磁調節(jié)器的控制方式有四種：恒uF（保持機端電壓穩(wěn)定）、恒IL（保持勵磁電流穩(wěn)定）、恒Q（保持發(fā)電機輸出無功功率穩(wěn)定）和恒α（保持控制角穩(wěn)定）。其中，恒α方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵方式下使用。

同步發(fā)電機并入電力系統之前，勵磁調節(jié)裝置能維持機端電壓在給定水平。當操作勵磁調節(jié)器的增減磁按鈕，可以升高或降低發(fā)電機電壓；當發(fā)電機并網運行時，操作勵磁調節(jié)器的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機的無功輸出，其機端電壓按調差特性曲線變化。

發(fā)電機正常運行時，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角α小于90°；當正常停機或事故停機時，調節(jié)器使控制角α大于90°，實現逆變滅磁。

電力系統穩(wěn)定器――pss是提高電力系統動態(tài)穩(wěn)定性能的經濟有效方法之一，已成為勵磁調節(jié)器的基本配置；勵磁系統的強勵，有助于提高電力系統暫態(tài)穩(wěn)定性；勵磁限制器是保障勵磁系統安全可靠運行的重要環(huán)節(jié)，常見的勵磁限制器有過勵限制器、欠勵限制器等。

三、實驗項目和方法

（一）不同α角（控制角）對應的勵磁電壓波形觀測

（1）合上操作電源開關，檢查實驗臺上各開關狀態(tài)：各開關信號燈應綠燈亮、紅燈熄；

（2）勵磁系統選擇它勵勵磁方式：操作“勵磁方式開關”切到“微機它勵”方式，

調節(jié)器面板“它勵”指示燈亮；

（3）勵磁調節(jié)器選擇恒α運行方式：操作調節(jié)器面板上的“恒α”按鈕選擇為恒

α方式，面板上的“恒α”指示燈亮；（4）合上勵磁開關，合上原動機開關；

（5）在不啟動機組的狀態(tài)下，松開微機勵磁調節(jié)器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕

或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角α，從而改變三相全控橋的電壓輸出及其波形。

注意：微機自動勵磁調節(jié)器上的增減磁按鈕鍵只持續(xù)5秒內有效，過了5秒后如還需要調節(jié)，則松開按鈕，重新按下。

實驗時，調節(jié)勵磁電流為表1規(guī)定的若干值，記下對應的α角（調節(jié)器對應的顯示參數為“cc”），同時通過接在ud+、ud-之間的示波器觀測全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出α角，另外利用數字萬用表測出電壓ufd和uAc，將以上數據記入下表，通過ufd，uAc和數學公式也可計算出一個α角來；完成此表后，比較三種途徑得出的α角有無不同，分析其原因。

所畫波形有何不同？為什么？

（7）調節(jié)控制角大于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何

不同？為什么？（二）同步發(fā)電機起勵實驗

同步發(fā)電機的起勵有三種：恒uF方式起勵，恒α方式起勵和恒IL方式起勵。其中，除了恒α方式起勵只能在它勵方式下有效外，其余兩種方式起勵都可以分別在它勵和自并勵兩種勵磁方式下進行。

恒uF方式起勵，現代勵磁調節(jié)器通常有“設定電壓起勵”和“跟蹤系統電壓起勵”的兩種起勵方式。設定電壓起勵，是指電壓設定值由運行人員手動設定，起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在手動設定的電壓水平上；跟蹤系統電壓起勵，是指電壓設定值自動跟蹤系統電壓，人工不能干預，起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在與系統電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%～115%額定電壓；“跟蹤系統電壓起勵”方式是發(fā)電機正常發(fā)電運行默認的起勵方式，而“設定電壓起勵”方式通常用于勵磁系統的調試試驗。

恒IL方式起勵，也是一種用于試驗的起勵方式，其設定值由程序自動設定，人工不能干預，起勵后的發(fā)電機電壓一般為20%額定電壓左右；恒α方式起勵只適用于它勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始由人工調節(jié)逐漸增加勵磁，完成起勵建壓任務。

1．恒uF方式起勵步驟

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機自勵”方式，投入“勵磁開關”；（2）按下“恒uF”按鈕選擇恒uF控制方式，此時恒uF指示燈亮；

（3）將調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅

磁位置；（4）啟動機組；

（5）當轉速接近額定時，（頻率≥47hz）,將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機起勵建壓。

注意觀察在起勵時勵磁電流和勵磁電壓的變化（看勵磁電流表和電壓表）。錄波，觀察起勵曲線，測定起勵時間，上升速度，超調，振蕩次數，穩(wěn)定時間等指標，記錄起勵后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統電壓。上述的這種起勵方式是通過手動解除“滅磁”狀態(tài)完成的，實際上還可以讓發(fā)電機自動完成起勵，其操作步驟如下：

（1）將“勵磁方式開關”切到“微機自勵”方式，投入“勵磁開關”；（2）按下“恒uF”按鈕選擇恒uF控制方式，此時恒uF指示燈亮；

（3）使調節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕為彈起松開狀態(tài)（注意，此時滅磁指示

燈仍然是亮的）