实验二 单机-无穷大系统并网实验

一、实验目的

通过实验分析，进一步掌握简单电力系统潮流分布的概念。了解和掌握对称稳定情况下，输电系统网络结构和运行方式变化对简单电力系统潮流分布的影响。

二、实验原理

1、功率无限大电源条件：电源电压幅值和频率恒定。

（1）电源功率无限大时，外电路发生短路（一种扰动）引起的功率改变对于电源来说是为不足道的，因而电源电压幅值和频率恒定（对于同步电机的转速）。

（2）可以看成是由多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗伟零，电源电压保持恒定。

实际上功率无限大电源是不存在的，只有在供电电源的内阻抗小于短路回路的总阻抗的10%时，可以认为是功率无限大电源。

发电机并网的理想条件：

（1）发电机电压与系统电压相等。 （2）发电机频率与系统频率相等。 （3）相位差等于0。 （4）相序也得相同。

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。 2、电力系统稳态对称和不对称运行分析

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2-1所示：

L2QF3D1L1QF1XL1XL2XL3QF2XL0D2QF4

图2-1 一次系统接线图

本实验系统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。

三、实验设备连接原理图

市电总开关调压器开关4开关3开关2开关1开关5开关7变压器Y侧?侧3#发电机出线电源2#发电机出线电源1#发电机出线电源工作电源快切装置备用电源开关10开关6开关8备投装置Ⅰ母Ⅱ母Ⅲ母Ⅳ母线路装置开关11开关16开关12开关15开关13开关9开关14注：单台子实验时，合开关1-10，其它全断开；（保持快切切换开关在1位） 单机对无穷大系统时，合开关1、7、8、11、15，其它全断开； 三机环网时，除开关4、10、9外其他全部合上；（建议两个以上老师在场） 三机环网需要甩系统时，断开开关7即可。

图2-2 设备连接原理图

四、实验步骤

按照前面微机准同期或手动准同期方式首先将发电机并入系统电网，调整发电机电压和和原动机功率，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），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）。