电力系统自动化实验培训系统实验指导书

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1、Chang Sha Tong Qing Electrical and Information Co.ltdTQXDZ-III电力系统统自动化实验验培训系统实验指导书长沙同庆电气信信息有限公司司 TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统电力系统自动化部分目 录VI第1章 概 述述11.1 系统简简介11.2 系统特特点11.3 系统构构成11.3.1发电电机组及控制制屏.11.3.2电力力系统自动化化实验培训系系统.81.3.3组态态接线屏.13第2章 电力系系统自动装置置课程实验172.1 同步发发电机准同期期并列实验172.1.3.11 机组启动动和建压.172.1.3.11.3 恒定定越

2、前时间测测试1182.1.3.22 手动准同同期并列实验验.19A. 按准同期期条件手动合闸.19B. 偏离准同同期并列条件件合闸.202.1.3.55 半自动准准同期并列.212.1.3.66 全自动准准同期并列.212.1.3.77 不同准同同期条件对比比实验.222.2 同步发发电机励磁控控制实验242.2.3.11 不同角对应的励磁磁电压测试.252.2.3.22 同步发电电机起励26A. 恒机端电电压方式起励励.26B. 恒励磁电电流方式起励励.262.2.3.33 伏/赫限限制实验.272.2.3.44 调差特性性实验.282.2.3.55 强励实验验.302.2.3.66 欠励限

3、制制实验.3312.2.3.77 过励限制制实验.332第3章 电力系系统分析课程程实验343.1 电力系系统稳定性实实验353.1.3.11 负荷调节节实验.3553.1.3.22 单回路与与双回路稳态态对称运行比比较实验.35A. 单回路稳稳态对称运行行实验.35B. 双回路对对称运行与单单回路对称运运行比较实验验.363.2 单机带带负荷实验373.2.3.11 原动机转转速自动方式式（自动调节节）下负荷容容量对发电机机的电压，频频率的影响.373.2.3.22原动机转速速手动方式（无无调节）下负负荷容量对发发电机的电压压，频率的影影响383.2.3.33励磁系统无无调节下负荷荷容量对发

4、电电机的电压，频频率的影响.399第4章 电力系系统综合实验验414.1 发电厂厂自动化综合合实验414.1.3.22 各机组依次次并网实验.424.1.3.33 发电厂机组组监控实验.444.1.3.44 发电厂机组组调节实验.444.1.3.55 并联运行行机组间无功功功率的分配配实验.444.2 电力系系统自动化综综合实验464.2.3.11 多台机组组依次并网实实验.474.2.3.22 不改变网网络结构的潮潮流分布实验验.484.2.3.33 改变网络络结构的潮流流分布实验.504.2.3.44 四遥实验验.514.2.3.55 电力系统统有功功率平平衡和频率调调整实验.514.2.

5、3.66 电力系统统无功功率平衡衡和电压调整实验验.5514.2.3.77 多台机组组依次退出实实验.5514.3 分区调调频实验52A. 时，分区区调频实验.553B. 时，分区区调频实验.53附录1：自动装装置参数设定定参考表.55附录2：TQTTS-IIII微机型自动动调速装置用用户手册.56附录3：TQTTQ-III微机机型同期装置置用户手册.633附录4：TQLLC-IIII微机型自动动励磁装置用户户手册.79 TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统电力系统自动化部分第1章 概 述述1.1 系统简简介“TQXDZ-II电力系系统自动化实实验培训系统统”是根据教育育部电力系统分分析

6、、电电力系统自动动装置原理、电电力系统自动动化、电电力系统调度度自动化、电电力系统远动动技术、电电力工程、工工厂供电等等相关课程实实验教学的需需求，结合最最新的电力系系统自动化技技术而研发的的实验培训系系统。既适用用于相关课程程的实验教学学、培养学生生的实践技能能，也可作为为学生课程设设计和毕业设设计的开放平平台，还可作作为专业技术术人员上岗培培训平台。1.2 系统特特点（1）多功能：一套实验系系统可完成包包括同期、励励磁调节、静静态稳定、暂暂态稳定、功功率特性、继继电保护等多多种实验功能能，且提供手手动、自动等等不同的实验验方法，供学学生比较。（2）可视化界界面：每台自自动装置本身身都有液晶

7、显显示屏，可以以方便的观察察数据、设置置参数。（3）实验系统统配置PC机机，可将实验验中的各种数数据及波形上上传到PC机机，可以实时时地观察各种种实验波形和和数据，还可以存储，以以供分析，在在PC机上也也可以对自动动装置进行控控制调节。（4）贴近现场场实际：实验验系统是一个个完整的电力力系统典型模模型，与电力力系统的实际际情况基本相相符。1.3 系统构构成TQXDZ-III电力系统统自动化实验验培训系统由由发电机组及及控制屏、电力系统自自动化实验培培训系统和组态接线屏屏组成。具体结构构及面板示意意图详见下文文：1.3.1发电电机组及控制制屏1.3.1.11 结构与外外形三相同步发电机机组长11

8、88cm，宽550cm，高高48cm。TQPFK-III发电机组组控制屏长755cm，宽65cmm，高175ccm。发电机组控制屏屏面板上包括括指示仪表、一一次电路示意意图、微机调调速、微机同同期、微机励励磁装置、二二次电路以及及电源控制几几个部分，如如图1 -1所示。图1-1 发电电机组控制屏面板示示意图注：个别型号号产品第6区区已经并到第第2区示意图图上，视具体体情况而定。发电机组控制屏屏左侧面插座有励励磁出线、电电动机出线、发发电机出线；右侧面插座座有发电机出出线、3800V电源、2220V电源源、通讯线等等。如图1-2所示。“励磁出线”与与应发电机组组的发电机励励磁端子F+，F-相连连

9、；“电动机出线线”与发电机组组的电动机控控制电压相连连；“发电机进线线”与发电机组组发电机电压压输出端子的的U、V、WW、N相连；“发电机出线线”应与系统电电源相连；“380V电电源”接市电三相相交流3800V电源。2220V电源源接市电2220V单相交交流电源，TTV与实验台台TV相连。 图1-2 发电电机组控制屏屏侧面示意图图1.3.1.22 技术参数数发电机组及控制制屏容量2.8kVA。1.3.1.22.1 发电电机组（1）三相同步步发电机(SSN=2.5KKVA，UN=400，nn=15000r.p.mm)（2）直流电动动机(PN=2.2KKW，UN=220VV)，用来模模拟原动机，配

10、配有测速装置置1.3.1.22.2 TTQTS-IIII微机型型自动调速装装置（1）测量发电电机转速精度度：0.22%（2）可自动调调节/手动调调节（3）工作环境境条件环境温度：-11040相对湿度：5%95%（4）交流电源源额定电压： AAC220VV允许偏差：-115%+115%频率：50Hzz0.5 Hz波形：正弦波，波波形畸变55%（5）开关量输输入输出路数数12路光电隔离离输入5路光电隔离输输出（6）网络接口口1路RS4855接口，带光光电隔离（9）指标参数数* 速度采用光光电脉冲输入入，每转10000个脉冲冲* 控制计算周周期10mss* 调速范围220%1220%，可控硅移相相范

11、围10150度* 在空载额定定电压情况下下，当发电机机给定阶跃为为10%时时，发电机电电压超调量小小于阶跃量的的30%，振振荡次数小于于2次，调节节小于5秒（此此参数与调节节器参数有关关）1.3.1.22.3 TTQLC-IIII微机型型自动励磁装装置（1）工作环境境条件环境温度：-11040；相对湿度：5%95%；（2）交流电源源额定电压： AAC220VV；允许偏差：-115%+115%；频率：50Hzz0.5 Hz；波形：正弦波，波波形畸变55%；（3）模拟量输输入参数定子电流（三相相）：额定值值5A；机端电压（三相相）：额定值值相电压577.7V（二二次）；励磁电压：额定定值220VV

12、；励磁电流：额定定值3.600A ；频率：额定值550Hz；（4）开关量输输入输出路数数12路光电隔离离输入；5路光电隔离输输出；（5）网络接口口1路RS4855接口，带光光电隔离（6）指标参数数* 调压范围220%1220%。可控控硅移相范围围101550度；* 起励超调10%，甩甩负荷超调15%；* 调差率115%可调；* 频率特性：频率每变化化1%，发电电机机端电压压变化不大于于额定值的00.25%；* 电流测量精精度：0.55%，电压精度：0.5%。* 在空载额定定电压情况下下，当发电机机给定阶跃为为10%时时，发电机电电压超调量小小于阶跃量的的30%，振振荡次数小于于2次，调节节小于

13、5秒（此此参数与调节节器参数有关关）1.3.1.22.4 TQTQ-III微机机型自动同期期装置 （1）工作环境境条件环境温度：-11040；相对湿度：5%95%；（2）交流电源源额定电压： AAC220VV；允许偏差：-115%+115%；频率：50Hzz0.5 Hz；波形：正弦波，波波形畸变55%；（3）模拟量输输入参数机端电压（三相相）：额定值值相电压577.7V（二二次）；机端电留（三相相）：额定值值10A（二次次）；频率：额定值550Hz；（4）开关量输输入输出路数数12路光电隔离离输入；10路继电器触触点输出；（5）测量系统统频率、机端端电压、系统统电压精度优优于0.5%（6）全自

14、动准准同期合闸（7）半自动准准同期合闸（8）断路器合合闸时间测定定（9）多种参数数的修改，可可在装置上通通过液晶屏修修改，也可通通过PC机修改（10）通讯功功能，可在PPC机上实时时观测多种波波形、并可以以保存数据注：通讯功能视视具体型号而而定，部分产产品未加载通通讯功能。此此注释适用于于同期装置。1.3.1.22.5 互感感器（1）电压互感感器：变比为为380V/100V。（2）电流互感感器：变比为为10A/55A。1.3.1.22.6 励磁磁整流模块（1）最大输出出电流：300A（2）额定工作作电压：3880V（3）控制电源源电压：122V直流（4）控制信号号：0100V1.3.1.22.

15、7 调速速整流模块（1）最大输出出电流：300A（2）额定工作作电压：4550V（3）控制电源源电压：122V直流（4）控制信号号：0100V1.3.1.33 发电机组组控制屏构成成发电机组控制屏屏由以下几部部分构成：1) 台体2) 测量表计计：励磁电流流表、励磁电电压表、机端端电压表、系系统电压表、有有功表、无功功表、机端频频率表。3) 一次接线线图：发电机机组与系统之之间的连接示示意图。4) 三相模拟拟断路器：用用三相交流接接触器模拟实实现。5) 电压互感感器：用来采采集发电机机机端电压和系系统电压。6) 电流互感感器：用来采采集发电机电电流。7) TQTSS-III微微机型自动调调速装置

16、：用用来调节电动动机转速。8) TQTQQ-III微机机型自动同期期装置：实现发发电机组与无无穷大系统并并网操作。9) TQLCC-III微机机型自动励磁磁装置：用来调调节发电机励励磁。10) 励磁整整流模块：受受自动励磁装装置控制输出出发电机励磁磁电流。11) 调速整整流模块：受受自动调速装装置控制输出出调速控制电电流。1.3.1.44 发电机组组控制屏面板板介绍发电机组控制屏屏面板如图22-1，分66个区分别介介绍。注：个别型号号产品第6区区已经并到第第2区示意图图上，视具体体情况而定。1.3.1.44.1 发电电机组控制屏屏1区发电机组控制屏屏1区为指示仪表，包包含励磁电流流表、励磁电电

17、压表、机端端电压表、系系统电压表、有有功表、无功功表、机端频频率表、系统统频率表，如如图1-3所示。各表对应的测量量点均与名称称符合，机端端表测量点为为经过T1变变压器之后的的数据。图1-3 发电电机组控制屏屏1区示意图1.3.1.44.2 发电电机组控制屏屏2区发电机组控制屏屏2区为发电机组组与系统连接接的一次电路路示意图，如图1-4所示。断断路器1QFF即为并网开开关，1QFF处安装有带带灯操作按键键，按红灯按按键可对断路路器进行合闸闸，按绿灯按按键可进行跳跳闸。当断路路器处于合位位时，红灯亮亮，绿灯灭；处于跳位时时，绿灯亮，红红灯灭。用红绿带灯按键键模拟，红灯灯亮模拟断路路器合闸，绿绿灯

18、亮模拟断断路器跳闸；G表示发电电机组，T11为380VV/380VV变压器，11TA、1TTV、2TVV分别为电流流互感器、机机端电压互感感器、系统电电压互感器。11TA、1TTV和2TVV的二次信号号连接到控制制屏下方接线线端子上。注：个别型号号产品第6区区已经并到第第2区示意图图上，视具体体情况而定。部分型号1TA、1TV和2TV的二次信号已连接示意图接线端子上。1.3.1.44.3 发电电机组控制屏屏3区发电机组控制屏屏3区为TQTSS-III微微机型自动调调速装置及其其控制区，见见图1-5所所示。装置具体操作详详见附录3TQTS-III微机机型自动调速速装置用户手手册，此处处着重介绍装

19、装置控制开关关及按键操作作。启动/停止：此此拨码开关为为装置主控制制，只有在启启动状态下，其其它操作才有有效；打到停停止状态后，装装置所有数据据清零。（注注意：在并网网状态时切勿勿改变其状态态）远方/就地：即即远程控制方方式/就地控控制方式的切切换。在一种种状态时，另另一种控制方方式的任何操操作均不起作作用。AGC/自动/手动：即三三种控制方式式图1-4 发电电机组与系统统相连一次接接线示意图注：多数版本系系统中AGCC方式暂未启启用增速/减速按钮钮：利用该按按钮可对电动动机转速进行行控制。加速/减速端子子：当与同期期装置“加速”、“减速”端子相连时时，可由同期期装置自动调调速。图1-5 发电

20、电机组控制屏屏3区示意图1.3.1.44.4 发电电机组控制屏屏4区发电机组控制屏屏4区为TQTQQ-III微微机型自动同同期装置及其其控制区，见见图1-6所示。装置具体操作详详见附录4TQTQ-III微机机型自动同期期装置用户手手册，此处着重重介绍装置控控制开关及按按键操作。启动/停止：此此拨码开关为为装置主控制制，只有在启启动状态下其其它操作才有效效；打到停止状状态后，装置置所有数据清清零。（注意意：在并网状状态时切勿改改变其状态）远方/就地：即即远程控制方方式/就地控制方方式的切换。在在一种状态时时，另一种控控制方式的任任何操作均不不起作用。自动/半自动/手动：同期的的三种控制方方式。恒

21、定越前时间/恒定越前相相角：合闸控控制方式选择择。Ug、Us、UUn：为测量量输入接口。合闸输出：即合合闸控制输出出，应与控制制屏6区的11QF合闸控控制回路红色色接线端相连连。注：个别型号号产品第6区区已经并到第第2区示意图图上，视具体体情况而定。部分型号合闸机构已连接示意图接线端子上。升压、降压、加加速、减速：应分别与励磁磁装置的升压、降降压；调速装置的加速、减减速端子相连连，实现均压和和均频控制。图1-6 发电电机组控制屏屏4区示意图1.3.1.44.5 发电电机组控制屏屏5区发电机组控制屏屏5区为TQLCC-III微微机型自动励励磁装置及其其控制区，见见图1-7所示。装置具体操作详详见

22、附录5TQLC-III微机机型自动励磁磁装置用户手手册，此处着重重介绍装置控控制开关及按按键操作。启动/停止：此此拨码开关为为装置主控制制，只有在启启动状态下其其它操作才有有效；打到停停止状态后，装装置所有数据据清零。（注注意：在并网网状态时切勿勿改变其状态态）远方/就地：即即远程控制方方式/就地控控制方式的切切换。在一种种状态时，另另一种控制方方式的任何操操作均不起作作用。恒Ug/恒ILL/恒Q/恒恒：即4种控控制方式。注注意在将励磁装置“方式选择”开关拨到中间间位置（“恒Q/恒”）后，应等等待10秒再选择择“恒Q”或“恒”方式。增磁/减磁：利利用该按钮可可对发电机励励磁进行控制制。升压/降

23、压：当当与同期装置置“升压”、“降压”端子相连时时，可由同期期装置自动调调速。图1-7 发电电机组控制屏屏5区示意图1.3.1.44.6 发电电机组控制屏屏6区发电机组控制屏屏6区为联机方式式及电源开关关区。见图1-8。注意：打开电源时请注注意顺序：首首先将2200V电源开启启，然后检查各各自动装置启动动情况，再开启调速速励磁电源；关闭电源时顺序相反，应应先关闭调速速励磁电源，防防止破坏整流流模块。图1-8 发电电机组控制屏屏6区示意图1.3.2电力力系统自动化化实验培训系系统1.3.2.11 结构与外外形电力系统自动化化实验培训系系统总长为1766cm，宽880cm，高高185cmm。电力系

24、统统自动化实验验培训系统由由一次主接线线、多功能微微机保护装置置及接线区、二二次输出区、控控制回路区、电电源开关等几几部分。电力系统自动化化实验培训系系统面板由3部分组成，如如图1-9所示。图1-9 TQQXDZ-III电力系统统自动化实验验培训系统1.3.2.22技术参数实验台三相功率率为3000W。1.3.2.22.1 TQWBB-IV多功功能微机保护护实验装置（1）工作环境境条件环境温度：-11040相对湿度：5%95%（2）交流电源源额定电压：ACC220V允许偏差：-115%+115%频率：50Hzz0.5 HHz波形：正弦波，波波形畸变55%（3）额定参数数交流电流：5AA交流电压

25、：相电电压57.77V频率：50Hzz直流电压输出：DC24VV保护电流工作范范围：2.55A40A保护电压工作范范围：5V120V（4）保护精度度电流精度：3%电压精度：3%时间精度：110ms装置瞬动时间：40ms1.3.2.22.2 线路电电抗4组电抗器组，两组36mH，两组48mH。1.3.2.22.3 互感感器（1）电压互感感器：变比为为380V/100V。（2）电流互感感器：变比为为10A/5A。1.3.2.22.4 三相相调压器（1）输入电压压：380VV（2）输出电压压：04550V（3）容量：99kVA1.3.2.33电力系统自自动化实验培培训系统构成成电力系统自动化化实验培

26、训系系统由以下几几部分构成：1) 实验台体体2) 一次接线线图3) 三相模拟拟断路器：用用三相交流接接触器模拟实实现4) 模拟线路路：用4组电电抗器组模拟拟，可构成双双回线5) TQWBB-IV多功功能微机保护护实验装置：用来保护输输电线路。6) 三相调压压器：用来模模拟无穷大电电源。7) 电压互感感器：用来采采集母线电压压。8) 电流互感感器：用来采采集线路电流流。9) 短路故障障设置模块：用来设置瞬瞬时性和永久久性故障，三三相短路及两两相短路。1.3.2.44 电力系统统自动化实验验培训系统面面板介绍1.3.2.44.1 电力系统自自动化实验培培训系统1区区电力系统自动化化实验培训系系统1

27、区为一次主主接线区，如如图1-10所示。在一次主接线区区包含实验台台一次回路接接线图和短路路设置点，短短路性质分瞬瞬时性和永久久性，短路类类型分两相短短路和三相短短路，图中左左侧虚线部分分表示该部分分实际设备不在本实实验台上，在在机组控制屏屏上。图1-10 一一次主接线注：电力系统自自动化实验培培训系统存在在与继电保护护实验台合并并的型号，在在此只以此型型号做说明，具具体请参照实实物。1.3.2.44.2 电力力系统自动化化实验培训系系统2区电力系统自动化化实验培训系系统2区为多功能能微机保护装装置及其接线线区，其接线线区分四个部部分：电压输输入、电流输输入、跳合位位监视、跳合合闸控制。如图1

28、-11所示。图1-11 微微机保护装置置及其接线区区电压输入端子可可与机组控制制屏或实验台台上的电压互互感器二次侧侧相连，监测测电压信号；电流输入端端子可与机组组控制屏或实实验台上的电电流互感器二二次侧相连，注注意公共端也也应分别连接接。跳合闸端端子应与实验验台上的断路路器合闸回路路绿色端子和和跳闸回路绿绿色端子相连连。1.3.2.44.5 电力力系统自动化化实验培训系系统3区电力系统自动化化实验培训系系统3区为互感器输输出及断路器器控制区，如图1-112所示。详详见继电保护护部分说明书书。图1-12 互互感器输出及及断路器控制制区1.3.3组态态接线屏1.3.3.11 结构与外外形组态接线屏

29、长885cm，宽宽60cm，高高185cmm。组态接线线屏包含线路路变压器等一一次区、断路路器刀闸一次次区、断路器器刀闸手动控控制区、二次次电流电压输输出区、电容容器控制区等等，如图1-13所示。图1-13 组组态接线屏面面板图1.3.3.22 技术参数数（1）三相功率率：12000W（2）线路参数数：36mHH，3.6AA（3）变压器TT1：3800V/3800V，3KVVA（4）电压互感感器：3800V/1000V（5）电流互感感器：10AA/5A（6）电容器组组：1，2，33，4号电容容器值分别为为2F，4F，8F，15F1.3.3.33 组态接线线屏面板介绍绍1.3.3.33.1 组态

30、态接线屏1区区组态接线屏1区区为线路变压压器等一次区区，包含6条线路阻抗抗接入区、变变压器接入区区、电容器接接入区、电流流互感器接入入区、电压互互感器接入区区。如图1-14所示。图1-14 线线路变压器等等一次区1.3.3.33.2 组态态接线屏2区区组态接线屏2区区为断路器刀刀闸一次区，包包含6个断路路器和7个刀闸的的一次接入区区。如图1-15所示。图1-15 断断路器刀闸一一次接入区1.3.3.33.3 组态态接线屏3区区组态接线屏3区区为断路器QQF、刀闸QS和电电容器投切的的手动控制区区，如图1-16所示。图1-16 断断路器和刀闸闸手动控制区区1.3.3.33.4 组态态接线屏4区区

31、组态接线屏4区区为接入区，包含含5个接入点点和1个无穷大电源源接入点，如如图1-17所示。图1-17 电电流电压二次次输出区1.4 注意事事项（1）在电流电电压互感器输输出端取电流流电压信号时时电流电压不不能接反，防防止烧坏电压压互感器。（2）接跳合闸闸回路时要注注意跳合闸控控制接点的接接线顺序，防防止24V电源短短路。（3）在上电的的情况下禁止止打开后门，有有触电危险。（4）在连接一一次回路时严严禁上3800V电，有触触电危险。（5）面板上接接一次回路时时要严格按照照实验说明书书接线，接完完线后要由另另一个人检查查后方可上电电，防止触电电危险。（6）接跳合闸闸回路时要注注意跳合闸控控制接点的

32、接接线顺序，防防止24V电源短短路。（7）微机保护护装置在不使使用的情况下下应将其电源源关闭，长时时间运行会影影响其使用寿寿命。（8）控制屏在在不使用的情情况下应将其其电源关闭，长长时间运行会会影响其使用用寿命。（9）屏中的进进出线在不使使用的情况下下应将插座上上的连线拔掉掉，防止3880V电通过过连线裸露在在外部，造成成触电危险。（10）在测试试合闸时间时时，应确保系系统电源未带带电，否则将将出现非同期期合闸！（11）发电机机起动必须按按以下顺序操操作：a. 检查机组组控制屏上各各指示仪表的的指针是否指指在0位置，如如不在则应调调到0位置。b. 合上机组组控制屏上的的“220V电电源”开关，

33、检查开开关状态：控控制屏一次系系统图上1QQF处信号灯灯应绿灯亮，红红灯熄灭。观观测微机型自自动调速装置置、微机型自自动励磁装置置及微机型自自动同期装置置（以下分别别简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的的“运行”灯，正常应应亮或闪烁。c. 对调速装装置和励磁装装置的参数进进行合理设置。d. 合上“调调速励磁电源源”开关（3880V）。e. 将机组控控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为为“自动”方式，“远方/就地地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控控制失效）。“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。通过“增速”按按钮逐渐升高高电动机转速速

34、，当按住“增速”按钮不动时时，转速将快速升升高。接近额额定转速时，松开“增速”按钮（防止超过额定转速），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。f. 确认机组组转速在额定定转速附近（如如果未达到，重重复步骤5），将机组控制屏上的励磁调节装置“方式选择”开关选择为“恒Ug”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效），“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，励磁调节装置开始输出控制信号。通过“增磁”按按钮逐渐升高高发电机电压压，当按住“增磁”按钮不动时时，发电机电电压将快速升升高。接近额额定电压时，松松开“增磁”按钮（防止止超过额定电电压），然后后采用点动的的方式

35、操作按按钮，直到达达到需要的电电压。（12）发电机机组停机必须须按以下顺序序操作：首先将同期装置置的“启动/停止止”开关打到“停止”位，跳开同同期开关1QQF，使同步步发电机与系系统解列。在在发电机与系系统解列之后后，将励磁的的“启动/停止”开关打到“停止”位置，使发发电机端电压压迅速降为零零，或者通过过“减磁”按钮使发电电机电压降低低到零时再选选择“停止”，励磁装置将停停止功率单元元的输出。此此时，将调速速装置的“启动/停止”开关打到“停止”，使电动机机转速迅速降降为零，或者者通过“减速”按钮使电动动机转速降低低到零时再选选择“停止”。调速装置将停停止功率单元元的输出。待待机组停稳后后先断开

36、“励磁调速电电源开关”，再断开“220V电源源”开关。注意：实验前请请仔细阅读附附录中各个装装置及软件的的说明，已熟熟悉操作、防防止误操作。1.5 简单故故障处理（1）24V电电源短路后224V电源自自动保护，需需关闭2200V电源，5S后重新上上电即可。（2）带灯按键键不能正常跳跳合时，将台台子里面的继继电器都按紧紧，看是不是是继电器松动动造成的。（3）带灯按键键的灯不亮，测测量带灯按键键的X1、X2之间是否否有24V电压，如如有则是带灯灯按（4）键的灯灯坏了，更换换即可，如没没有则是回路路中有断线的的情况。（4）装置不能能通讯，将2220V电源源关闭5S后重新上上电，如果还还是通讯不上上，

37、检查装置置与PC之间的通通讯线是否松松动。- 37 -第2章 电力系系统自动装置置课程实验2.1 同步发发电机准同期期并列实验2.1.1 实实验目的1) 加深理解解同步发电机机准同期并列列原理，掌握握准同期并列列条件。2) 熟悉同步步发电机准同同期并列过程程。2.1.2 原原理与说明将同步发电机并并入电力系统统的合闸操作作通常采用准准同期并列方方式。准同期期并列要求在在合闸前通过过调整待并机机组的电压和和转速，当满满足电压幅值值和频率条件件后，根据“恒定越前时时间原理”，由运行操操作人员手动动或由准同期期控制器自动动选择合适时时机发出合闸闸命令，这种种并列操作的的合闸冲击电电流一般很小小，并且

38、机组组投入电力系系统后能被迅迅速拉入同步步。根据并列列操作的自动动化程度不同同，又分为手手动准同期、半半自动准同期期和全自动准准同期三种方方式。正弦整步电压是是不同频率的的两正弦电压压之差，其幅幅值作周期性性的正弦规律律变化。它能能反映两个待待并系统间的的同步情况，如如频率差、相相角差以及电电压幅值差。线线性整步电压压反映的是不不同频率的两两方波电压间间相角差的变变化规律，其其波形为三角角波。它能反反映两个待并并系统间的频频率差和相角角差，并且不不受电压幅值值差的影响，因因此得到广泛泛应用。手动准同期并列列，应在正弦弦整步电压的的最低点（同相点）时合闸，考虑虑到断路器和和继电器固有有的合闸时间

39、，实实际发出合闸闸命令的时刻刻应提前一个个相应的时间间或角度。自自动准同期并并列，通常采采用恒定越前前时间原理工工作，这个越越前时间可按按断路器的合合闸时间整定定。准同期控控制器根据给给定的允许压压差和允许频频差，不断地地检查准同期期条件是否满满足，在不满满足要求时闭闭锁合闸并且且发出均压均均频控制脉冲冲。当所有条条件均满足时时，在整定的的越前时刻送送出合闸脉冲冲。同期装置一般在在发电机端的的电压和频率率与系统侧电电压和频率相相差不大时投投入，而在同同期结束后就就可退出运行行。2.1.3 实实验项目和方方法 2.1.3.11 机组启动动和建压1) 将发电机机组电动机三三相电源插头头与机组控制制

40、屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机机三相输出电电压插头与“发电机进线线”插座连接，发电机机励磁电源插插头与“励磁出线”插座连接。机组控制屏屏侧面的“380V电电源”插座与实验室3880V三相交交流电源连接接，220VV电源插头（“发电机出线”插座左侧的黑色插头）与实验室220V交流电源连接。2) 检查机组组控制屏上各各指示仪表的的指针是否指指在0位置，如如不在则应调调到0位置。3) 合上机组组控制屏上的的“220V电电源”开关，检查开开关状态：控控制屏一次系系统图上1QQF处信号灯灯应绿灯亮，红红灯熄灭。观观测微机型自自动调速装置置、微机型自自动励磁装置置及微机型自自动同期装置置（以下分别别

41、简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的“运行”灯，正常应亮亮或闪烁。4) 按附表11对调速装置置和励磁装置置的参数进行行设置。具体体的设置方法法参考TQQTS-ITTI 微机型型自动调速装装置用户手册册和TQQLC-IIII 微机型型自动励磁装装置用户手册册。5) 合上“调调速励磁电源”开关（3880V）。注意：一定要先合“2220V电源源”开关，再合合“调速励磁电源”开关，否则则，励磁或调调速输出的功功率模块可能能处于失控状状态。6) 将机组控控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为为“自动”方式，“远方/就地地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控控制失效）。“启动/

42、停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。通过“增速”按按钮逐渐升高高电动机转速，当当按住“增速”按钮不动时时，转速将快速升升高。接近额额定转速时，松开“增速”按钮（防止超过额定转速），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。7) 确认机组组转速在额定定转速 (11500转/分) 附近近（如果未达达到，重复步步骤5），将将机组控制屏屏上的励磁调调节装置“方式选择”开关选择为为“恒Ug”方式，“远方/就地地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控控制失效），“启动/停止止”开关选择为为“启动”，此时，励磁磁调节装置开开始输出控制制信号。通过“增磁”按按钮逐渐升高高发电机

43、电压压，当按住“增磁”按钮不动时时，发电机电电压将快速升升高。接近额额定电压时，松开“增磁”按钮（防止超过额定电压），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的电压。由于励磁电流作作用可能使机机组转速少许许下降，在建建压完成后需需细微调整转转速至额定值值（15000转/分）。2.1.3.11.2 观察与与分析1) 操作机组组控制屏上的的增速或减速速按钮调整机机组转速，观观察发电机频频率的变化。2) 操作机组组控制屏上的的增磁或减磁磁按钮调节发发电机端电压压，观察发电电机机端电压的变变化。注：励磁装置上上频率及灭磁磁开关均无意意义，观察发发电机频率应应以同期装置置为准。2.1.3.11.3 恒定

44、越越前时间测试试由于一般断路器器的合闸机构构为机械操作作机构，从合合闸命令发出出，到断路器器主触头闭合合瞬间止，需需要经历一段段合闸时间（一一般为0.11-0.7ss），因而自自动同期装置置在检查压差差和频差已符符合并列条件件时，还必须须在角差为零零的时刻前，发发出合闸命令令才能使断路路器主触头闭闭合瞬间的相相角差恰好为为零，这一时时段称为“越前时间”。由于该越越前时间只需需按断路器的的合闸时间进进行整定，与与滑差及压差差无关，故称称其为“恒定越前时时间”。将同期装置的“合闸输出”接线端与“1QF合闸回回路”左侧红色端端子相连。先先断开控制屏屏一次系统图图上的1QFF，即：应绿绿灯亮，红灯灯灭

45、，然后进进行合闸时间间测试。注意：测试前确保系统统电源未带电电，否则可能能进行合闸测测试时将出现现非同期合闸闸！在同期装置主界界面下按“ESC”键进入“功能表”，进入“装置检查”菜单，选择择“合闸时间”，稍等片刻刻，检查完毕毕后，界面显显示“动作时间 xx”（xx表示动动作时间数值值，单位mss）。记下此此动作值，大大致等于恒定定越前时间。之后，再次次手动断开控控制屏一次系系统图上的11QF，同上上。2.1.3.22 手动准同同期并列实验验图2-1 发电电机组准同期并列列示意图发电机组准同期期并列示意图图如图2-11，1QF作作为同期开关关（位于机组组控制屏上）。将机组控制屏侧面的“发电机出线

46、”与“TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统实验台”（以下简称“实验台”）侧面的“发电机进线”相连。A. 按准同期期条件手动合闸1) 依次合上上实验台上的6QF、4QF、2QF、5QF、3QF、1QF按钮，使使系统侧母线线带电。各QF（即断路路器）处指示灯应红灯灯亮、绿灯灭灭。2) 在机组控控制屏上完成成如下实验接接线：将同期装置右侧侧的“Ug”（发电机电电压）端子与与1TV接线线区“a”端子相连，“Us”（系统电压压）端子与22TV接线区区“a”端子相连，“Un”端子同时与与1TV和22TV的“x”端子两连。这这样同期装置置可同时采集集到发电机和和系统两侧的的电压信号。注：台体内部已已将

47、b、c项项电压及电流流接至同期装装置，同时11TV和2TTV的x端已已短接。注意：1TV和和2TV电压压信号必须为为同一相，否否则相角差检检测不准确。3) 设置同期期参数需要设置如下几几个同期参数数：*压差允许值：当发电机和和系统两侧的的电压差在压压差允许值范范围内时，则则认为压差满满足合闸要求求；*频差允许值：当发电机和和系统两侧的的频率差在频频差允许值范范围内时，则则认为频差满满足合闸条件件；*合闸时间：断断路器的实际际合闸时间（要要求与测得的的恒定越前时时间一致）；*均频均压参数数：同期装置置在检测到频频差和压差不不满足条件时时，向调速装装置和励磁装装置发出的均均频均压脉冲冲的宽度和周周

48、期。改变均均频均压参数数可改变同期期装置均频均均压的快慢。在同期装置的主主界面状态下下，按“ESC”进入功能表表菜单，选择择“定值管理”可进行相应应设置。具体可参考附录录4TQTQ-IIII 微机型自自动同期装置用户户手册。提示：设置压差差允许值为11.0V，频差允允许值为0.3Hz，合合闸时间值设设为恒定越前前时间测试的的时间值，合合闸相角值设设为10，均均频系数值为为7，均频周周期为0.55，均压系数数为7，均压压周期为0.5。4) 将同期装装置“方式选择”开关选择为为“手动”方式。手动动调节机组频率和电电压，观察机端电压压表和发电机机频率表的数数值有何变化化（也可在同同期装置液晶晶屏上查

49、看）。5) 根据发电电机电压和系系统电压的大大小，相应操操作励磁装置置增磁或减磁磁按钮进行调调压，直至发发电机的端电电压近似等于于系统电压。根据发电机频频率和系统频频率的大小，相应应操作调速装装置上的增速速或减速按钮钮进行调速，直直至发电机频频率近似等于于系统频率。此时表示压差、频频差均满足条条件，观察同同期装置液晶晶显示屏上的相角图，当当旋转至0度度位置前某一一合适时刻时时，按下机组控制制屏上的1QQF，将发电电机并网。由由于人的反应应时间，应选选择在即将接接近0度之前前按1QF。在同期装置主界界面下按“ESC”键，进入“功能表”，选择“报告管理”选项，再选择择“浏览事件报报告”选择，观察察

50、冲击电流大大小。注意：1) 此实验中中同期装置应应打到停止位位2) 由于发电电机组容量较小，冲击电电流可能不明明显。3) 在发电机机未与系统解解列之前，不不应再次同期期。B. 偏离准同同期并列条件件合闸本实验项目仅限限于实验室进行，不得得在电厂机组组上使用！实验分别在单独独一种并列条条件不满足的的情况下合闸闸，记录功率率表冲击情况况：(1) 电压差差、相角差条件件满足，频率率差不满足，分别在和时手动合闸，观察并记录机组控制屏上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，填入表2-1。注意：频率差不不要大于1.0Hz。(2) 频率差差、相角差条件件满足，电压压差不满足，分别在和时手动合

51、闸，观察并记录机组控制屏上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，填入表2-1。注意：电压差不不要大于额定定电压的100%。 (3) 频率率差、电压差条件件满足，相角角差不满足，调节调速装置的增减速控制相角差指针，使指针分别在顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观察机组控制屏上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，从励磁装置显示屏上读取有功和无功数值填入表2-1。注意：相角差不不要大于20度。表2-1 不同同频差下的有有功和无功量量顺时针逆时针P（kW）Q（kVAR）2.1.3.55 半自动准准同期并列1) 将同期装装置的“启动/停止止”开关选择为“停止”，然后将发

52、发电机与系统统解列（跳开开1QF）；2) 将发电机机电压和系统统电压引接到到同期装置上上，将“合闸输出信信号”连接到“1QF合闸闸回路”，方法同上上。由于全自自动准同期自自动发出均频频、均压脉冲冲，因此将同同期装置右侧侧的“升压”、“降压”端子接到励励磁装置的“升压”、“降压”端子。这样样，励磁装置置就可以接收收到同期装置置发出的调压压信号，进行行相应的调节节；将同期装装置的“加速”、“减速”信号端子与与调速装置的的“加速”、“减速”信号端子相相接，这样调调速装置就可可以接到同期期装置发出的的调速信号，进进行相应的调调节。3) 参数设置置：确认同期期条件的设置置，进入“同期参数”选项，如果果参

53、数设置与与手动准同期期的参数设置置一致，则不不用再修改；否则对参数数进行修改成成手动准同期期时的参数。4) 并列：将将调速装置的的工作方式设设置为“自动动”、励磁装装置的工作方方式设置为“自自动”，调节节发电机电压压和频率，使使其偏离合闸闸允许条件。将同期装置的的“方式选择择”开关选择为“半自动”。根据当前压差、频差数值进行手动调压、调速，方法同手动准同期。当压差、频差条件满足时，同期装置自动发出合闸命令，此时机组控制屏上的1QF应红灯亮，绿灯灭，表示已经合闸。同期装置液晶显示屏上显示合闸后的系统电压、发电机电压、系统频率、发电机频率和相角信息。注意：1) 一一定要首先将将同期装置停停止，然后

54、再再跳开1QFF，防止同期期装置再次合合闸。2) 在发电机机与系统未解解列之前，不不应再次选择择同期操作，此此实验中同期期装置打在停停止位。2.1.3.66 全自动准准同期并列1) 将同期装装置的“启动/停止止”开关选择为“停止”，然后将发发电机与系统统解列（跳开开1QF）；2) 将发电机机电压和系统统电压引接到到同期装置上上，将“合闸输出信信号”连接到“1QF合闸闸回路”，方法同上上。由于全自自动准同期自自动发出均频频、均压脉冲冲，因此将同同期装置右侧侧的“升压”、“降压”端子接到励励磁装置的“升压”、“降压”端子。这样样，励磁装置置就可以接收收到同期装置置发出的调压压信号，进行行相应的调节

55、节；将同期装装置的“加速”、“减速”信号端子与与调速装置的的“加速”、“减速”信号端子相相接，这样调调速装置就可可以接到同期期装置发出的的调速信号，进进行相应的调调节。3) 参数整定定：方法同半半自动准同期期。4) 启动、建建压：将调速速装置的工作作方式设置为为“自动”，“启动/停止止”打到“启动”，按“增速”按钮，调节节发电机转速速到15000转/分；将将励磁装置的的工作方式设设置为“自动”， “启动/停止止”打到“启动”，按“升压”按钮，调节节发电机极端端电压到系统统电压附近（可可根据同期装装置对比观察察）。5) 并列：稍稍微调节转速速和电压，使使其偏离合闸闸允许条件，选择微机型同期装置的

56、“方式选择”开关，选择为“自动”。 “启动/停止”打到“启动”，微机准同期装置将自动进行均压、均频控制并检测合闸条件，一旦合闸条件满足即发出合闸命令。在全自动过程中，观察当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，励磁装置上有什么反应。观察合闸时机组控制屏上电流表和有功表、无功表的摆动情况。合闸后同期装置主界面显示合闸后发电机端电压、系统电压，发电机频率、系统频率和相角的情况。注意：1) 一一定要首先将将同期装置停停止，然后再再跳开1QFF，防止同期期装置再次合合闸。2) 在发电机机与系统未解解列之前，不不应再次选择择同期操作。2.1.3.77

57、 不同准同期条条件对比实验验改变准同期条件件再做一组自自动准同期实实验，设置频频差允许值f=1.5Hz，压差差允许值UU=4.0V，越前时间553ms，均频系系数为7，均均频周期为00.4s，均压系数数为7，均压压周期为0.4s，观察合闸闸时机组控制制屏上的电流流表和有功、无无功表的摆动动情况。观察察冲击电流，并并记录。2.1.3.88 停机操作首先将同期装置置的“启动/停止止”开关打到“停止”位，调节转速速和电压使机机组负荷接近近0（观察有有功、无功接接近0即可），跳开同期开关1QF，使同步发电机与系统解列。在发电机与系统解列之后，将励磁的“启动/停止”开关打到“停止”位置，使发电机端电压迅

58、速降为零，或者通过“减磁”按钮使发电机电压降低到零时再选择“停止”，励磁装置将停止功率单元的输出。此时，将调速装置的“启动/停止”开关打到“停止”，使电动机转速迅速降为零，或者通过“减速”按钮使电动机转速降低到零时再选择“停止”。调速装置将停止功率单元的输出。待机组停稳后先断开“励磁调速电源开关”，再断开“220V电源”开关。注意：1) 一定要首首先将同期装装置停止，然然后再跳开11QF，防止止同期装置再再次合闸。2) 一定要先先断开“励磁调速电电源开关”再断开“220V电电源”开关，先断2220V电源源的话功率输输出模块可能能失控！2.1.4 实实验报告要求求1) 比较手动动准同期和自自动准同期的的调整并列过过程。2) 分析合闸闸冲击电流的的大小与哪些些因素有关？2