内容发布更新时间 : 2025/10/22 9:44:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
单机—无穷大系统稳态运行实验
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；不对称对运行参数的影响；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 1.1实验操作步骤
(1)检查与运行状态的调整
①合上电源前，先检查各模拟仪表仪器的指针是否归零。
②合上状态开关QF2、QF6、QF4、QFS，使系统运行在单回路状态下；并检查个数字仪器仪表是否正常。
(2)进行同步发电机的并网
①发出开机命令，让直流电机转起来，带动同步电机。
②调节同步机的转速使其频率与电网的频率非常接近，并且使同步发电机的频率略高于电网频率，以利于并网。
③调节励磁使同步发电机的机端电压 与无穷大母线电压相等。 ④然后观察同期系统，当红色光点接近0时（亦即发电机电压与电网电压相位差为0），力气进行手动并网，最后并网成功。
(3)模拟小干扰稳定
①通过调速器中的“加速”“减速”按钮改变原动机功率，通过励磁调节器中“增磁”、“减磁”调节无功功率的输出。
②在稳定运行点，调节“加速”“减速”按钮使发电机输出功率在小范围内上下浮动，我们发现仪器仪表并没有出现不稳定状态，可见在此运行点系统是静态稳定的。
(4）实验数据记录
按钮改变发电机功率，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），观察并记录线路首端电压值、线路末端电压值、线路开关站的电压值。
(5)进行解列操作、灭磁操作和停机操作。
1.2实验数据要求
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，即电压损耗、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 2.1实验操作步骤
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EAL-02 上的继电器QF1、QF3、QF5 合上）。 2.2实验数据要求
将实验1的结果与实验2进行比较和分析。
表3-1 单回路 P 0.8 1.0 1.2 1.4 0.8 1.0 1.2 1.4 Q 0.2 0.1 0.2 0.4 0 0 0 0 2.1 2.1 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 UF 376 371 360 340 380 372 370 370 UZ 371 370 350 328 380 372 370 370 U? 385 385 385 381 381 382 382 385 ?U -9 -14 -25 -41 -1 -10 -12 -15 ?△U 双回路 -9 -14 -25 -41 -1 -10 -12 -15 注：—中间开关站电压；
—输电线路的电压损耗； ?—?U 输电线路的电压降落
四、实验注意事项
1．实验台上能进行的操作，在实验界面上都可以通过相应的按钮来实现； 2．当EAL-01、EAL-04 或EAL-05 过流指示灯亮时，不能进行其他操作，要进行相应的复位后，重新做实验。
五、实验数据处理与结果分析
为了方便在matlab中对实验原始数据的使用与处理，我们将实验原始数据写在Excel表中，然后在matlab中载入实验数据，并进行相关处理。
由于发电机的机端电压与无穷大容量母线电压相位相差不大，我们可以近似认为，电压损耗等于电压降落。
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。