电力自动实验报告—李超红

实 验 报 告

实验课程：电力系统自动装置原理 学生姓名：李超红 学号：6100311096

专业班级：电力系统及其自动化11级113班

2014年 6月 5日

南昌大学实验报告

学生姓名：李超红学号：6100311096专业班级：电自113

实验类型：□ 验证 □ 综合 ■ 设计□ 创新 实验日期：2014.5.21实验成绩：

实验一 无功调差及自动检测实验

1．无功调差回路

为了改变发电机外特性曲线，使并列运行的各台机组之间合理分配无功负荷，或者为了维持系统某一点电压恒定，在负荷变化时，要对电力网电压损耗进行补偿，因而设置了无功调差电路。

常用的电流调差电路有两种：一是取两相电流信号；二是取单相电流信号。 电流调差电路的工作原理：主要是利用电流信号在调差电阻R上的压降，迭加到测量电压信号上去，从而使发电机的外特性陡度发生变化。当上述压降叠加后使外特性陡度向右下方向倾斜时，为正调差特性如图1-2曲线3，表现为负载无功电流增加时，端电压下降。如果将中间电流互感器ZTA的极性反接，则使外特性陡度向右上方倾斜，为负调差特性，如图1-2曲线4。表现为负载无功电流增加时，端电压上升，适用于电力系统要求某点电压恒定，在负荷增加时，需要补偿线路和变压器电压损耗的特殊场合。当调差电阻经切换开关短接时，则调差电路基本不起作用，为 自然调差。如图 1-2，曲线 2。

UVW

G

G

TAa

TA TV UVTAcW

TV

1-3T Y/?-1 ZTAc R 检检检检检检检检检检

R R ZTAa ZTA

整流滤波与 检检检检检

（a）单相电流信号

号 图1-1

（b）两相电流信调差电路接线图

UG

4

UGN

1 2 3

IQQN 1

无差调节特性 自然调差特性 正调差特性 负调差特性

I

2

3

4

图1-2 发电机外特性曲线

2．测量比较电路

测量比较电路由测量变压器 1-3T、电压调差回路中间变流器 ZTA 和 R、C 整

流 滤波回路、电压给定回路和检测桥等环节所组成。

1）测量部分

测量部分主要是利用电压互感器 TV、测量变压器 1-3T、整流和 R-CL 型滤波电 路，将发电机端电压的变化变换为平滑的直流电压信号。

测量变压整流电路通常有三相、六相等桥式整流电路。采用多相整流的目的在于 减少整流输出电压的波纹系数，简化滤波电路，提高装置的反应速度。测量电压整流

电路常用的两种型式见图 1-5。 2）电压给定和检测较

同步发电机的输出端电压经常要根据电力系统电压调整的要求改变电压给定值。 将测量部分测得的发电机输出端电压信号与给定值进行比较，通过检测桥输出一个电 压偏差信号△U，经过放大并转变为移相触发脉冲去控制可控桥的导通角，调整发电 机励磁，达到保持端电压为给定值。给定电压通常是通过整定电位器 RP 进行调整。

检测桥又称测量比较桥，由 2R 和 1VW 构成比较回路（图 1-5（b）为例），以 U1VW 作为门槛电压进行给定值比较，在输入信号大于门槛信号时，检测桥有输出电 压△U。检测桥的输出信号与测量信号有反调节关系，即发电机输出端电压升高时，

△U 减少；输出端电压下降时，△U 增加。检测桥与给定电压调节整定电位器 RP 组 合方式的不同，又可分为对称检测桥和不对称检测桥。

① 对称检测桥

图1-6（a）中的检测桥为对称检测桥，由两只型号参数相同的稳压管1VW、2VW

和两只电阻2R、3R 组成桥式电路。

对称检测桥的工作原理：先分析Uab与输入mUf 之间的关系。Uab是加到检测桥上 的电压，mUf为测量变压器输出的交流电压经整流滤波后的输出直流信号电压。设 2R=3R，且忽略检测桥负载。当Uab≤UVW时，（UVW为稳压管击穿电压）二个稳压管 均不击穿，电路相当于开路，1R和RP无压降，故：Uab=mUf

1R 机 检检 检 检检 mUf + a 1R RP a b检 2R 3VW 2Ivw 2R c 2VW + d

检 □ 检 检检 mUf 1VW ?U - 3R 1C - 2VW 9R 1VW RP c f 4VW d e ?U

b 3R b （a）对称检测桥 （b）不对称检测桥

图1-6 检测桥原理接线图

②不对称检测桥

图1-6（b）为不对称检测桥。 不对称检测桥特殊之点在于给定电压整定电位器不串接于整流输出回路中，而是

并接于1VW二端。因此，输入检测桥的比较电压信号mUf 不会受到RP衰减的影响。 从而能够在不同的整定电压下，提供相同的检测灵敏度，可以克服低整定电压时出现 的振荡，而且，保存了有用的比较信号，减轻了后一级放大倍数的要求，提高了可靠 性。

不对称检测桥的工作原理与对称检测桥相似，主要不同之处是每一检测臂上用两 只稳压管串联使用。为便于分析，先令图1-6（b）电路中的9R短接。

改变电位器RP触头c 的位置，得到一组输出特性曲线，见图1-8（b）所示。RP 整定圈数减少时，c 点向f点靠拢，曲线在横坐标上向左移动，因而发电机电压减少； 相反，RP的整定圈数增加时，发电机电压就提升。调整RP时，曲线组工作段的斜 率不变，因而具有相同的灵敏度。

四、实验设备

序号 设备名称 ZBL58 使用仪器名称 可控励磁发电系统组件（五） 真有效值交流电压表 直流数字电压电流表 三相自耦调压器 数量 1 台 1 台 1 台 1 台 1 路 1 2 ZB36 ZB31 3 4 DZB01 三相交流电源 五、实验内容与步骤

1．无功调差和自动检测实验接线见实验指导书，将三相调压器输出调至零输出位置， 电源开关处于断开状态，按图接线，接线完毕后要自行检查接线正确性，然后，请指

导老师检查，确定无误后，接入交流电源（注意：在整个实验过程中，由三相调压器

输入实验电路测量变压器1-3T 一次侧的电压不得大于120V“线电压”，并且

UAB=UBC=UCA）。

2．将调差整定开关置于“0”档。“调试”“运行”插头插入“运行”位置。“远” “近”控开关置于“近”控位置。

3．将输入电压调至UAB=UBC=UCA=105V，按表1-1要求进行检测：

① 检测测量变压器的变比（测出二次侧线电压进行计算）。

② 检测三相桥式整流器的输出电压

③检测二个比较桥上四个稳压管反向击穿后的稳压值。把各项测试数据记录在

表2-1 中。

4．用示波器观察测试整流输出直流电压叠加的交流纹波。

5．比较桥检测特性实验

实验接线见图1-9，当电压整定电位器RP分别置于“0 圈”“5 圈”“10 圈”位置 时，在测量变压器一次侧加入三相交流电压Uf，按表1-2改变交流电压输入值，用高 内阻电压表测出Uf从小到大调节变化过程中各对应点的UCB、UDB、UCD（即△U） 及UEB、UFB，记录在表1-2中。

6．根据表1-2 中测得的数据绘制检测桥的特性曲线

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