电力系统自动化实验培训系统实验指导书
CHANG SHA TONG QING ELECTRICAL AND INFORMATION CO.LTD
TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统
实验指导书
长沙同庆电气信息
目 录
第1章 概 述 ................................................. 1
1.1 系统简介 ......................................................................................................................... 1 1.2 系统特点 ......................................................................................................................... 1 1.3 系统构成 ......................................................................................................................... 1
1.3.1发电机组及操纵屏………………………………………………….……….………1 1.3.2电力系统自动化实验培训系统………………………………….……8
1.3.3组态接线屏……………………………………………………….…………………13
第2章 电力系统自动装置课程实验 ............................. 17
2.1 同步发电机准同期并列实验 ....................................................................................... 17
2.1.3.1 机组启动和建压………………………………………………….…………...17 2.1.3.1.3 恒定越前时刻测试……………………………………………………………18 2.1.3.2 手动准同期并列实验……………………………………………….………...19
A. 按准同期条件手动合闸…………………………………………….…………..19 B. 偏离准同期并列条件合闸………………………………………….………..…20 2.1.3.5 半自动准同期并列………………………………………………….……...…21 2.1.3.6 全自动准同期并列……………………………………………….………...…21 2.1.3.7 不同准同期条件对比实验……………………………………….…………...22
2.2 同步发电机励磁操纵实验 ........................................................................................... 24
2.2.3.1 不同Α角对应的励磁电压测试…..………….……………………………..…...25 2.2.3.2 同步发电机起励…………………………………………………………………26
A. 恒机端电压方式起励……………………….…………………………………..26 B. 恒励磁电流方式起励………………………………………….……………..…26 2.2.3.3 伏/赫限制实验……………………………………………………...…………...27 2.2.3.4 调差特性实验………………………………………………………………....…28
2.2.3.5 强励实验……………………………………………………………….……...…30 2.2.3.6 欠励限制实验……………………….…………………………………………...31 2.2.3.7 过励限制实验……………………….…………………………………………...32
第3章 电力系统分析课程实验 ................................. 34
3.1 电力系统稳固性实验 ................................................................................................... 35
3.1.3.1 负荷调剂实验……………………………………………………...………….....35 3.1.3.2 单回路与双回路稳态对称运行比较实验…………………………………....…35
A. 单回路稳态对称运行实验……..…………………………………………...…35 B. 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验……..……………………...…36
3.2 单机带负荷实验 ........................................................................................................... 37
3.2.3.1 原动机转速自动方式〔自动调剂〕下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍.37 3.2.3.2原动机转速手动方式〔无调剂〕下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍……38 3.2.3.3励磁系统无调剂下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍………………....39
第4章 电力系统综合实验 ..................................... 41
4.1 发电厂自动化综合实验 ............................................................................................... 41
4.1.3.2 各机组依次并网实验…………………………………………………………….42 4.1.3.3 发电厂机组监控实验…………………………………………………………...44 4.1.3.4 发电厂机组调剂实验………………………………………………….……....44 4.1.3.5 并联运行机组间无功功率的分配实验…………………………….……......44
4.2 电力系统自动化综合实验 ........................................................................................... 46
4.2.3.1 多台机组依次并网实验………………………………………………………….47 4.2.3.2 不改变网络结构的潮流分布实验……………………………………………...48 4.2.3.3 改变网络结构的潮流分布实验……………………………………….……....50 4.2.3.4 四遥实验……………………………….…..............................51 4.2.3.5 电力系统有功功率平稳和频率调整实验……...........................51 4.2.3.6 电力系统无功功率平稳和电压调整实验……...........................51 4.2.3.7 多台机组依次退出实验…….........................................51
4.3 分区调频实验 ............................................................................................................... 52
A. PAB0时，分区调频实验……...........................................53 B. PAB1KW时，分区调频实验……........................................53
附录1：自动装置参数设定参考表....................................................55 附录2：TQTS-III微机型自动调速装置用户手册........................................56 附录3：TQTQ-III微机型同期装置用户手册............................................63附录4：TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册........................................79
第1章 概 述
1.1 系统简介
〝TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统〞是依照教育部«电力系统分析»、«电力系统自动装置原理»、«电力系统自动化»、«电力系统调度自动化»、«电力系统远动技术»、«电力工程»、«工厂供电»等相关课程实验教学的需求，结合最新的电力系统自动化技术而研发的实验培训系统。既适用于相关课程的实验教学、培养学生的实践技能，也可作为学生课程设计和毕业设计的开放平台，还可作为专业技术人员上岗培训平台。
1.2 系统特点
〔1〕多功能：一套实验系统可完成包括同期、励磁调剂、静态稳固、暂态稳固、功率特性、继电爱护等多种实验功能，且提供手动、自动等不同的实验方法，供学生比较。
〔2〕可视化界面：每台自动装置本身都有液晶显示屏，能够方便的观看数据、设置参数。 〔3〕实验系统配置PC机，可将实验中的各种数据及波形上传到PC机，能够实时地观看各种实验波形和数据，还能够储备，以供分析，在PC机上也能够对自动装置进行操纵调剂。
〔4〕贴近现场实际：实验系统是一个完整的电力系统典型模型，与电力系统的实际情形差不多相符。
1.3 系统构成
TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统由发电机组及操纵屏、电力系统自动化实验培训系统和组态接线屏组成。具体结构及面板示意图详见下文： 1.3.1发电机组及操纵屏 1.3.1.1 结构与外形
三相同步发电机组长118CM，宽50CM，高48CM。 TQPFK-II发电机组操纵屏长75CM，宽65CM，高175CM。
发电机组操纵屏面板上包括指示外表、一次电路示意图、微机调速、微机同期、微机励磁装置、二次电路以及电源操纵几个部分，如图1 -1所示。
图1-1 发电机组操纵屏面板示意图
注：个别型号产品第6区差不多并到第2区示意图上，视具体情形而定。
发电机组操纵屏左侧面插座有励磁出线、电动机出线、发电机出线；右侧面插座有发电机出线、380V电源、220V电源、通讯线等。如图1-2所示。
〝励磁出线〞与应发电机组的发电机励磁端子F+，F-相连；〝电动机出线〞与发电机组的电动机操纵电压相连；〝发电机进线〞与发电机组发电机电压输出端子的U、V、W、N相连；〝发电机出线〞应与系统电源相连；〝380V电源〞接市电三相交流380V电源。220V电源接市电220V单相交流电源，TV与实验台TV相连。
图1-2 发电机组操纵屏侧面示意图
1.3.1.2 技术参数
发电机组及操纵屏容量2.8KVA。 1.3.1.2.1 发电机组
〔1〕三相同步发电机(SN=2.5KVA，UN=400，NN=1500R.P.M)
〔2〕直流电动机(PN=2.2KW，UN=220V)，用来模拟原动机，配有测速装置 1.3.1.2.2 TQTS-III微机型自动调速装置
〔1〕测量发电机转速精度：≤0.2% 〔2〕可自动调剂/手动调剂 〔3〕工作环境条件
环境温度：-10℃－40℃ 相对湿度：5%－95% 〔4〕交流电源
额定电压： AC220V 承诺偏差：-15%－+15% 频率：50HZ±0.5 HZ
波形：正弦波，波形畸变<5% 〔5〕开关量输入输出路数
12路光电隔离输入 5路光电隔离输出 〔6〕网络接口
1路RS485接口，带光电隔离 〔9〕指标参数
* 速度采纳光电脉冲输入，每转1000个脉冲 * 操纵运算周期10MS
* 调速范畴20%~120%，可控硅移相范畴10~150度
* 在空载额定电压情形下，当发电机给定阶跃为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调剂小于5秒〔此参数与调剂器参数有关〕
1.3.1.2.3 TQLC-III微机型自动励磁装置
〔1〕工作环境条件
环境温度：-10℃－40℃； 相对湿度：5%－95%； 〔2〕交流电源
额定电压： AC220V； 承诺偏差：-15%－+15%； 频率：50HZ±0.5 HZ；
波形：正弦波，波形畸变<5%； 〔3〕模拟量输入参数
定子电流〔三相〕：额定值5A；
机端电压〔三相〕：额定值相电压57.7V〔二次〕； 励磁电压：额定值220V； 励磁电流：额定值3.60A ； 频率：额定值50HZ； 〔4〕开关量输入输出路数
12路光电隔离输入； 5路光电隔离输出； 〔5〕网络接口
1路RS485接口，带光电隔离 〔6〕指标参数
* 调压范畴20%~120%。可控硅移相范畴10~150度； * 起励超调≤10%，甩负荷超调≤15%； * 调差率±15%可调；
* 频率特性：频率每变化1%，发电机机端电压变化不大于额定值的0.25%； * 电流测量精度：0.5%，电压精度：0.5%。
* 在空载额定电压情形下，当发电机给定阶跃为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调剂小于5秒〔此参数与调剂器参数有关〕 1.3.1.2.4 TQTQ-III微机型自动同期装置
〔1〕工作环境条件
环境温度：-10℃－40℃； 相对湿度：5%－95%； 〔2〕交流电源
额定电压： AC220V； 承诺偏差：-15%－+15%； 频率：50HZ±0.5 HZ；
波形：正弦波，波形畸变<5%； 〔3〕模拟量输入参数
机端电压〔三相〕：额定值相电压57.7V〔二次〕； 机端电留〔三相〕：额定值10A〔二次〕； 频率：额定值50HZ； 〔4〕开关量输入输出路数
12路光电隔离输入； 10路继电器触点输出；
〔5〕测量系统频率、机端电压、系统电压精度优于0.5% 〔6〕全自动准同期合闸 〔7〕半自动准同期合闸 〔8〕断路器合闸时刻测定
〔9〕多种参数的修改，可在装置上通过液晶屏修改，也可通过PC机修改 〔10〕通讯功能，可在PC机上实时观测多种波形、并能够储存数据
注：通讯功能视具体型号而定，部分产品未加载通讯功能。此注释适用于同期装置。
1.3.1.2.5 互感器
〔1〕电压互感器：变比为380V/100V。 〔2〕电流互感器：变比为10A/5A。 1.3.1.2.6 励磁整流模块
〔1〕最大输出电流：30A 〔2〕额定工作电压：380V 〔3〕操纵电源电压：12V直流 〔4〕操纵信号：0~10V 1.3.1.2.7 调速整流模块
〔1〕最大输出电流：30A 〔2〕额定工作电压：450V 〔3〕操纵电源电压：12V直流 〔4〕操纵信号：0~10V 1.3.1.3 发电机组操纵屏构成
发电机组操纵屏由以下几部分构成： 1) 台体
2) 测量表计：励磁电流表、励磁电压表、机端电压表、系统电压表、有功表、无功表、机端频率表。
3) 一次接线图：发电机组与系统之间的连接示意图。 4) 三相模拟断路器：用三相交流接触器模拟实现。 5) 电压互感器：用来采集发电机机端电压和系统电压。 6) 电流互感器：用来采集发电机电流。
7) TQTS-III微机型自动调速装置：用来调剂电动机转速。
8) TQTQ-III微机型自动同期装置：实现发电机组与无穷大系统并网操作。 9) TQLC-III微机型自动励磁装置：用来调剂发电机励磁。 10) 励磁整流模块：受自动励磁装置操纵输动身电机励磁电流。 11) 调速整流模块：受自动调速装置操纵输出调速操纵电流。 1.3.1.4 发电机组操纵屏面板介绍
发电机组操纵屏面板如图2-1，分6个区分别介绍。
注：个别型号产品第6区差不多并到第2区示意图上，视具体情形而定。
1.3.1.4.1 发电机组操纵屏1区
发电机组操纵屏1区为指示外表，包含励磁电流表、励磁电压表、机端电压表、系统电压表、有功表、无功表、机端频率表、系统频率表，如图1-3所示。
各表对应的测量点均与名称符合，机端表测量点为通过T1变压器之后的数据。
图1-3 发电机组操纵屏1区示意图
1.3.1.4.2 发电机组操纵屏2区
发电机组操纵屏2区为发电机组与系统连接的一次电路示意图，如图1-4所示。断路器1QF即为并网开关，1QF处安装有带灯操作按键，按红灯按键可对断路器进行合闸，按绿灯按键可进行跳闸。当断路器处于合位时，红灯亮，绿灯灭；处于跳位时，绿灯亮，红灯灭。
用红绿带灯按键模拟，红灯亮模拟断路器合闸，绿灯亮模拟断路器跳闸；G表示发电机组，T1为380V/380V变压器，1TA、1TV、2TV分别为电流互感器、机端电压互感器、系统电压互感器。1TA、1TV和2TV的二次信号连接到操纵屏下方接线端子上。
注：个别型号产品第6区差不多并到第2区示意图上，视具体情形而定。部分型号1TA、1TV和2TV的二次信号已连接示意图接线端子上。
1.3.1.4.3 发电机组操纵屏3区
发电机组操纵屏3区为TQTS-III微机型自动调速装置及其操纵区，见图1-5所示。
装置具体操作详见附录3«TQTS-III微机型自动调速装置用户手册»，此处着重介绍装置操纵开关及按键操作。
启动/停止：此拨码开关为装置主操纵，只有在启动状态下，其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。〔注意：在并网状态时切勿改变其状态〕
远方/就地：即远程操纵方式/就地操纵方式的切换。在一种状态时，另一种操纵方式的任何操作均不起作用。
AGC/自动/手动：即三种操纵方式
图1-4 发电机组与系统相连一次接线示意图
注：多数版本系统中AGC方式暂未启用
增速/减速按钮：利用该按钮可对电动机转速进行操纵。
加速/减速端子：当与同期装置〝加速〞、〝减速〞端子相连时，可由同期装置自动调速。
图1-5 发电机组操纵屏3区示意图
1.3.1.4.4 发电机组操纵屏4区
发电机组操纵屏4区为TQTQ-III微机型自动同期装置及其操纵区，见图1-6所示。
装置具体操作详见附录4«TQTQ-III微机型自动同期装置用户手册»，此处着重介绍装置操纵开关及按键操作。
启动/停止：此拨码开关为装置主操纵，只有在启动状态下其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。〔注意：在并网状态时切勿改变其状态〕
远方/就地：即远程操纵方式/就地操纵方式的切换。在一种状态时，另一种操纵方式的任何操作均不起作用。
自动/半自动/手动：同期的三种操纵方式。 恒定越前时刻/恒定越前相角：合闸操纵方式选择。
UG、US、UN：为测量输入接口。
合闸输出：即合闸操纵输出，应与操纵屏6区的1QF合闸操纵回路红色接线端相连。
注：个别型号产品第6区差不多并到第2区示意图上，视具体情形而定。部分型号合闸机构已连接示意图接线端子上。
升压、降压、加速、减速：应分别与励磁装置的升压、降压；调速装置的加速、减速端子相连，实现均压和均频操纵。
图1-6 发电机组操纵屏4区示意图
1.3.1.4.5 发电机组操纵屏5区
发电机组操纵屏5区为TQLC-III微机型自动励磁装置及其操纵区，见图1-7所示。
装置具体操作详见附录5«TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册»，此处着重介绍装置操纵开关及按键操作。
启动/停止：此拨码开关为装置主操纵，只有在启动状态下其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。〔注意：在并网状态时切勿改变其状态〕
远方/就地：即远程操纵方式/就地操纵方式的切换。在一种状态时，另一种操纵方式的任何操作均不起作用。
恒UG/恒IL/恒Q/恒Α：即4种操纵方式。注意在将励磁装置〝方式选择〞开关拨到中间位置〔〝恒Q/恒Α〞〕后，应等待10秒再选择〝恒Q〞或〝恒Α〞方式。
增磁/减磁：利用该按钮可对发电机励磁进行操纵。
升压/降压：当与同期装置〝升压〞、〝降压〞端子相连时，可由同期装置自动调速。
图1-7 发电机组操纵屏5区示意图
1.3.1.4.6 发电机组操纵屏6区
发电机组操纵屏6区为联机方式及电源开关区。见图1-8。
注意：
打开电源时请注意顺序：第一将220V电源开启，然后检查各自动装置启动情形，再开启调速励磁电源；关闭电源时顺序相反，应先关闭调速励磁电源，防止破坏整流模块。
图1-8 发电机组操纵屏6区示意图
1.3.2电力系统自动化实验培训系统 1.3.2.1 结构与外形
电力系统自动化实验培训系统总长为176CM，宽80CM，高185CM。电力系统自动化实验培训系统由一次主接线、多功能微机爱护装置及接线区、二次输出区、操纵回路区、电源开关等几部分。
电力系统自动化实验培训系统面板由3部分组成，如图1-9所示。
图1-9 TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统
1.3.2.2技术参数
实验台三相功率为3000W。
1.3.2.2.1 TQWB-IV多功能微机爱护实验装置
〔1〕工作环境条件
环境温度：-10℃－40℃ 相对湿度：5%－95% 〔2〕交流电源
额定电压：AC220V 承诺偏差：-15%－+15% 频率：50HZ±0.5 HZ 波形：正弦波，波形畸变<5% 〔3〕额定参数
交流电流：5A
交流电压：相电压57.7V 频率：50HZ
直流电压输出：DC24V 爱护电流工作范畴：2.5A－40A 爱护电压工作范畴：5V－120V 〔4〕爱护精度
电流精度：3% 电压精度：3% 时刻精度：±10MS
装置瞬动时刻：≤40MS
1.3.2.2.2 线路电抗
4组电抗器组，两组36MH，两组48MH。 1.3.2.2.3 互感器
〔1〕电压互感器：变比为380V/100V。 〔2〕电流互感器：变比为10A/5A。 1.3.2.2.4 三相调压器
〔1〕输入电压：380V 〔2〕输出电压：0~450V 〔3〕容量：9KVA
1.3.2.3电力系统自动化实验培训系统构成
电力系统自动化实验培训系统由以下几部分构成： 1) 实验台体 2) 一次接线图
3) 三相模拟断路器：用三相交流接触器模拟实现 4) 模拟线路：用4组电抗器组模拟，可构成双回线
5) TQWB-IV多功能微机爱护实验装置：用来爱护输电线路。 6) 三相调压器：用来模拟无穷大电源。 7) 电压互感器：用来采集母线电压。 8) 电流互感器：用来采集线路电流。
9) 短路故障设置模块：用来设置瞬时性和永久性故障，三相短路及两相短路。 1.3.2.4 电力系统自动化实验培训系统面板介绍 1.3.2.4.1 电力系统自动化实验培训系统1区
电力系统自动化实验培训系统1区为一次主接线区，如图1-10所示。
在一次主接线区包含实验台一次回路接线图和短路设置点，短路性质分瞬时性和永久性，短路类型分两相短路和三相短路，图中左侧虚线部分表示该部分实际设备不在本实验台上，在机组操纵屏上。
图1-10 一次主接线
注：电力系统自动化实验培训系统存在与继电爱护实验台合并的型号，在此只以此型号做说明，
具体请参照实物。
1.3.2.4.2 电力系统自动化实验培训系统2区
电力系统自动化实验培训系统2区为多功能微机爱护装置及其接线区，其接线区分四个部分：电压输入、电流输入、跳合位监视、跳合闸操纵。如图1-11所示。
图1-11 微机爱护装置及其接线区
电压输入端子可与机组操纵屏或实验台上的电压互感器二次侧相连，监测电压信号；电流输入端子可与机组操纵屏或实验台上的电流互感器二次侧相连，注意公共端也应分别连接。跳合闸端子应与实验台上的断路器合闸回路绿色端子和跳闸回路绿色端子相连。 1.3.2.4.5 电力系统自动化实验培训系统3区
电力系统自动化实验培训系统3区为互感器输出及断路器操纵区，如图1-12所示。详见继电爱护部分说明书。
图1-12 互感器输出及断路器操纵区
1.3.3组态接线屏 1.3.3.1 结构与外形
组态接线屏长85CM，宽60CM，高185CM。组态接线屏包含线路变压器等一次区、断路器刀闸
一次区、断路器刀闸手动操纵区、二次电流电压输出区、电容器操纵区等，如图1-13所示。
图1-13 组态接线屏面板图
1.3.3.2 技术参数
〔1〕三相功率：1200W 〔2〕线路参数：36MH，3.6A 〔3〕变压器T1：380V/380V，3KVA 〔4〕电压互感器：380V/100V 〔5〕电流互感器：10A/5A
〔6〕电容器组：1，2，3，4号电容器值分别为2ΜF，4ΜF，8ΜF，15ΜF 1.3.3.3 组态接线屏面板介绍 1.3.3.3.1 组态接线屏1区
组态接线屏1区为线路变压器等一次区，包含6条线路阻抗接入区、变压器接入区、电容器接入区、电流互感器接入区、电压互感器接入区。如图1-14所示。
图1-14 线路变压器等一次区
1.3.3.3.2 组态接线屏2区
组态接线屏2区为断路器刀闸一次区，包含6个断路器和7个刀闸的一次接入区。如图1-15所示。
图1-15 断路器刀闸一次接入区
1.3.3.3.3 组态接线屏3区
组态接线屏3区为断路器QF、刀闸QS和电容器投切的手动操纵区，如图1-16所示。
图1-16 断路器和刀闸手动操纵区
1.3.3.3.4 组态接线屏4区
组态接线屏4区为接入区，包含5个接入点和1个无穷大电源接入点，如图1-17所示。
图1-17 电流电压二次输出区
1.4 本卷须知
〔1〕在电流电压互感器输出端取电流电压信号时电流电压不能接反，防止烧坏电压互感器。 〔2〕接跳合闸回路时要注意跳合闸操纵接点的接线顺序，防止24V电源短路。 〔3〕在上电的情形下禁止打开后门，有触电危险。 〔4〕在连接一次回路时严禁上380V电，有触电危险。
〔5〕面板上接一次回路时要严格按照实验说明书接线，接完线后要由另一个人检查后方可上电，防止触电危险。
〔6〕接跳合闸回路时要注意跳合闸操纵接点的接线顺序，防止24V电源短路。 〔7〕微机爱护装置在不使用的情形下应将其电源关闭，长时刻运行会阻碍其使用寿命。 〔8〕操纵屏在不使用的情形下应将其电源关闭，长时刻运行会阻碍其使用寿命。
〔9〕屏中的进出线在不使用的情形下应将插座上的连线拔掉，防止380V电通过连线裸露在外部，造成触电危险。
〔10〕在测试合闸时刻时，应确保系统电源未带电，否那么将显现非同期合闸！ 〔11〕发电机起动必须按以下顺序操作：
A. 检查机组操纵屏上各指示外表的指针是否指在0位置，如不在那么应调到0位置。
B. 合上机组操纵屏上的〝220V电源〞开关，检查开关状态：操纵屏一次系统图上1QF处信号灯
应绿灯亮，红灯熄灭。观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置〔以下分别简称为〝调速装置〞、〝励磁装置〞和〝同期装置〞〕面板上的〝运行〞灯，正常应亮或闪耀。
C. 对调速装置和励磁装置的参数进行合理设置。 D. 合上〝调速励磁电源〞开关〔380V〕。
E. 将机组操纵屏上的调速装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〞方式，〝远方/就地〞选择为
〝就地〞〔选择为〝远方〞时，就地操纵失效〕。〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，调速装置开始输出操纵信号。
通过〝增速〞按钮逐步升高电动机转速，当按住〝增速〞按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，松开〝增速〞按钮〔防止超过额定转速〕，然后采纳点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。
F. 确认机组转速在额定转速邻近〔假如未达到，重复步骤5〕，将机组操纵屏上的励磁调剂装置
〝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，就地操纵失效〕，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，励磁调剂装置开始输出操纵信号。
通过〝增磁〞按钮逐步升高发电机电压，当按住〝增磁〞按钮不动时，发电机电压将快速升高。接近额定电压时，松开〝增磁〞按钮〔防止超过额定电压〕，然后采纳点动的方式操作按钮，直到达到需要的电压。
〔12〕发电机组停机必须按以下顺序操作：
第一将同期装置的〝启动/停止〞开关打到〝停止〞位，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。现在，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：实验前请认真阅读附录中各个装置及软件的说明，已熟悉操作、防止误操作。 1.5 简单故障处理
〔1〕24V电源短路后24V电源自动爱护，需关闭220V电源，5S后重新上电即可。 〔2〕带灯按键不能正常跳合时，将台子里面的继电器都按紧，看是不是继电器松动造成的。 〔3〕带灯按键的灯不亮，测量带灯按键的X1、X2之间是否有24V电压，如有那么是带灯按〔4〕键的灯坏了，更换即可，如没有那么是回路中有断线的情形。
〔4〕装置不能通讯，将220V电源关闭5S后重新上电，假如依旧通讯不上，检查装置与PC之间的通讯线是否松动。
第2章 电力系统自动装置课程实验
2.1 同步发电机准同期并列实验
2.1.1 实验目的
1) 加深明白得同步发电机准同期并列原理，把握准同期并列条件。2) 熟悉同步发电机准同期并列过程。
2.1.2 原理与说明
将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采纳准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，依照〝恒定越前时刻原理〞，由运行操作人员手动或由准同期操纵器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一样专门小，同时机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。依照并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情形，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，同时不受电压幅值差的阻碍，因此得到广泛应用。
手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点〔同相点〕时合闸，考虑到断路器和继电器固有的合闸时刻，实际发出合闸命令的时刻应提早一个相应的时刻或角度。自动准同期并列，通常采纳恒定越前时刻原理工作，那个越前时刻可按断路器的合闸时刻整定。准同期操纵器依照给定的承诺压差和承诺频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸同时发出均压均频操纵脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。
同期装置一样在发电机端的电压和频率与系统侧电压和频率相差不大时投入，而在同期终止后就可退出运行。
2.1.3 实验项目和方法
2.1.3.1 机组启动和建压
1) 将发电机组电动机三相电源插头与机组操纵屏侧面〝电动机出线〞插座连接，发电机三相输出电压插头与〝发电机进线〞插座连接，发电机励磁电源插头与〝励磁出线〞插座连接。机组操纵屏侧面的〝380V电源〞插座与实验室380V三相交流电源连接，220V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) 检查机组操纵屏上各指示外表的指针是否指在0位置，如不在那么应调到0位置。
3) 合上机组操纵屏上的〝220V电源〞开关，检查开关状态：操纵屏一次系统图上1QF处信号灯应绿灯亮，红灯熄灭。观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置〔以下分别简称为〝调速装置〞、〝励磁装置〞和〝同期装置〞〕面板上的〝运行〞灯，正常应亮或闪耀。
4) 按附表1对调速装置和励磁装置的参数进行设置。具体的设置方法参考«TQTS-ITI 微机型自动调速装置用户手册»和«TQLC-III 微机型自动励磁装置用户手册»。
5) 合上〝调速励磁电源〞开关〔380V〕。
注意：
一定要先合〝220V电源〞开关，再合〝调速励磁电源〞开关，否那么，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态。
6) 将机组操纵屏上的调速装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞〔选择为〝远方〞时，就地操纵失效〕。〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，调速装置开始输出操纵信号。
通过〝增速〞按钮逐步升高电动机转速，当按住〝增速〞按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，松开〝增速〞按钮〔防止超过额定转速〕，然后采纳点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。
7) 确认机组转速在额定转速 (1500转/分) 邻近〔假如未达到，重复步骤5〕，将机组操纵屏上的励磁调剂装置〝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，就地操纵失效〕，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，励磁调剂装置开始输出操纵信号。
通过〝增磁〞按钮逐步升高发电机电压，当按住〝增磁〞按钮不动时，发电机电压将快速升高。接近额定电压时，松开〝增磁〞按钮〔防止超过额定电压〕，然后采纳点动的方式操作按钮，直到达到需要的电压。
由于励磁电流作用可能使机组转速少许下降，在建压完成后需细微调整转速至额定值〔1500转/分〕。
2.1.3.1.2 观看与分析
1) 操作机组操纵屏上的增速或减速按钮调整机组转速，观看发电机频率的变化。 2) 操作机组操纵屏上的增磁或减磁按钮调剂发电机端电压，观看发电机机端电压的变化。
注：励磁装置上频率及灭磁开关均无意义，观看发电机频率应以同期装置为准。
2.1.3.1.3 恒定越前时刻测试
由于一样断路器的合闸机构为机械操作机构，从合闸命令发出，到断路器主触头闭合瞬时止，需要经历一段合闸时刻〔一样为0.1-0.7S〕，因而自动同期装置在检查压差和频差已符合并列条件时，还必须在角差为零的时刻前，发出合闸命令才能使断路器主触头闭合瞬时的相角差恰好为零，这一时段称为〝越前时刻〞。由于该越前时刻只需按断路器的合闸时刻进行整定，与滑差及压差无
关，故称其为〝恒定越前时刻〞。
将同期装置的〝合闸输出〞接线端与〝1QF合闸回路〞左侧红色端子相连。先断开操纵屏一次系统图上的1QF，即：应绿灯亮，红灯灭，然后进行合闸时刻测试。
注意：
测试前确保系统电源未带电，否那么可能进行合闸测试时将显现非同期合闸！
在同期装置主界面下按〝ESC〞键进入〝功能表〞，进入〝装置检查〞菜单，选择〝合闸时刻〞，稍等片刻，检查完毕后，界面显示〝动作时刻 XX〞〔XX表示动作时刻数值，单位MS〕。记下此动作值，大致等于恒定越前时刻。之后，再次手动断开操纵屏一次系统图上的1QF，同上。 2.1.3.2 手动准同期并列实验
GT11TA1QF1TV2TV
图2-1 发电机组准同期并列示意图
发电机组准同期并列示意图如图2-1，1QF作为同期开关〔位于机组操纵屏上〕。将机组操纵屏侧面的〝发电机出线〞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. 按准同期条件手动合闸
1) 依次合上实验台上的6QF、4QF、2QF、5QF、3QF、1QF按钮，使系统侧母线带电。各QF〔即断路器〕处指示灯应红灯亮、绿灯灭。
2) 在机组操纵屏上完成如下实验接线：
将同期装置右侧的〝UG〞〔发电机电压〕端子与1TV接线区〝A〞端子相连，〝US〞〔系统电压〕端子与2TV接线区〝A〞端子相连，〝UN〞端子同时与1TV和2TV的〝X〞端子两连。如此同期装置可同时采集到发电机和系统两侧的电压信号。
注：台体内部已将B、C项电压及电流接至同期装置，同时1TV和2TV的X端已短接。
注意：1TV和2TV电压信号必须为同一相，否那么相角差检测不准确。
3) 设置同期参数
需要设置如下几个同期参数：
*压差承诺值：当发电机和系统两侧的电压差在压差承诺值范畴内时，那么认为压差满足合闸要求；
*频差承诺值：当发电机和系统两侧的频率差在频差承诺值范畴内时，那么认为频差满足合闸条件；
*合闸时刻：断路器的实际合闸时刻〔要求与测得的恒定越前时刻一致〕；
*均频均压参数：同期装置在检测到频差和压差不满足条件时，向调速装置和励磁装置发出的均频均压脉冲的宽度和周期。改变均频均压参数可改变同期装置均频均压的快慢。
在同期装置的主界面状态下，按〝ESC〞进入功能表菜单，选择〝定值治理〞可进行相应设置。 具体可参考附录4«TQTQ-III 微机型自动同期装置用户手册»。
提示：设置压差承诺值为1.0V，频差承诺值为0.3HZ，合闸时刻值设为恒定越前时刻测试的时刻值，合闸相角值设为10，均频系数值为7，均频周期为0.5，均压系数为7，均压周期为0.5。
4) 将同期装置〝方式选择〞开关选择为〝手动〞方式。手动调剂机组频率和电压，观看机端电压表和发电机频率表的数值有何变化〔也可在同期装置液晶屏上查看〕。
5) 依照发电机电压和系统电压的大小，相应操作励磁装置增磁或减磁按钮进行调压，直至发电机的端电压近似等于系统电压。依照发电机频率和系统频率的大小，相应操作调速装置上的增速或减速按钮进行调速，直至发电机频率近似等于系统频率。
现在表示压差、频差均满足条件，观看同期装置液晶显示屏上的相角图，当旋转至0度位置前某一合适时刻时，按下机组操纵屏上的1QF，将发电机并网。由于人的反应时刻，应选择在立即接近0度之前按1QF。
在同期装置主界面下按〝ESC〞键，进入〝功能表〞，选择〝报告治理〞选项，再选择〝扫瞄事件报告〞选择，观看冲击电流大小。
注意：
1) 此实验中同期装置应打到停止位
2) 由于发电机组容量较小，冲击电流可能不明显。 3) 在发电机未与系统解列之前，不应再次同期。
B. 偏离准同期并列条件合闸
本实验项目仅限于实验室进行，不得在电厂机组上使用！！！
实验分别在单独一种并列条件不满足的情形下合闸，记录功率表冲击情形：
(1) 电压差、相角差条件满足，频率差不满足，分别在fgfs和fgfs时手动合闸，观看并记录机组操纵屏上有功功率表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：频率差不要大于1.0HZ。
(2) 频率差、相角差条件满足，电压差不满足，分别在UgUs和UgUs时手动合闸，观看并记录机组操纵屏上有功功率表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：电压差不要大于额定电压的10%。
(3) 频率差、电压差条件满足，相角差不满足，调剂调速装置的增减速操纵相角差指针，使指针
分别在顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观看机组操纵屏上有功功率表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：相角差不要大于20度。
表2-1 不同频差下的有功和无功量
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 fgfs fgfs UgUs UgUs 顺时针 逆时针 2.1.3.5 半自动准同期并列
1) 将同期装置的〝启动/停止〞开关选择为〝停止〞，然后将发电机与系统解列〔跳开1QF〕； 2) 将发电机电压和系统电压引接到同期装置上，将〝合闸输出信号〞连接到〝1QF合闸回路〞，方法同上。由于全自动准同期自动发出均频、均压脉冲，因此将同期装置右侧的〝升压〞、〝降压〞端子接到励磁装置的〝升压〞、〝降压〞端子。如此，励磁装置就能够接收到同期装置发出的调压信号，进行相应的调剂；将同期装置的〝加速〞、〝减速〞信号端子与调速装置的〝加速〞、〝减速〞信号端子相接，如此调速装置就能够接到同期装置发出的调速信号，进行相应的调剂。
3) 参数设置：确认同期条件的设置，进入〝同期参数〞选项，假如参数设置与手动准同期的参数设置一致，那么不用再修改；否那么对参数进行修改成手动准同期时的参数。
4) 并列：将调速装置的工作方式设置为〝自动〞、励磁装置的工作方式设置为〝自动〞，调剂发电机电压和频率，使其偏离合闸承诺条件。将同期装置的〝方式选择〞开关选择为〝半自动〞。依照当前压差、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，现在机组操纵屏上的1QF应红灯亮，绿灯灭，表示差不多合闸。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) 一定要第一将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。
2) 在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作，此实验中同期装置打在停止位。
2.1.3.6 全自动准同期并列
1) 将同期装置的〝启动/停止〞开关选择为〝停止〞，然后将发电机与系统解列〔跳开1QF〕； 2) 将发电机电压和系统电压引接到同期装置上，将〝合闸输出信号〞连接到〝1QF合闸回路〞，方法同上。由于全自动准同期自动发出均频、均压脉冲，因此将同期装置右侧的〝升压〞、〝降压〞端子接到励磁装置的〝升压〞、〝降压〞端子。如此，励磁装置就能够接收到同期装置发出的调压信号，进行相应的调剂；将同期装置的〝加速〞、〝减速〞信号端子与调速装置的〝加速〞、〝减速〞信号端子相接，如此调速装置就能够接到同期装置发出的调速信号，进行相应的调剂。
3) 参数整定：方法同半自动准同期。
4) 启动、建压：将调速装置的工作方式设置为〝自动〞，〝启动/停止〞打到〝启动〞，按〝增速〞按钮，调剂发电机转速到1500转/分；将励磁装置的工作方式设置为〝自动〞， 〝启动/停止〞
打到〝启动〞，按〝升压〞按钮，调剂发电机极端电压到系统电压邻近〔可依照同期装置对比观看〕。
5) 并列：略微调剂转速和电压，使其偏离合闸承诺条件，选择微机型同期装置的〝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、均频操纵并检测合闸条件，一旦合闸条件满足即发出合闸命令。在全自动过程中，观看当〝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。观看合闸时机组操纵屏上电流表和有功表、无功表的摆动情形。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形。 注意：1) 一定要第一将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。
2) 在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作。
2.1.3.7 不同准同期条件对比实验
改变准同期条件再做一组自动准同期实验，设置频差承诺值△F=1.5HZ，压差承诺值△U=4.0V，越前时刻53MS，均频系数为7，均频周期为0.4S，均压系数为7，均压周期为0.4S，观看合闸时机组操纵屏上的电流表和有功、无功表的摆动情形。观看冲击电流，并记录。 2.1.3.8 停机操作
第一将同期装置的〝启动/停止〞开关打到〝停止〞位，调剂转速和电压使机组负荷接近0〔观看有功、无功接近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。现在，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) 一定要第一将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。
2) 一定要先断开〝励磁调速电源开关〞再断开〝220V电源〞开关，先断220V电源的话功率输出模块可能失控！
2.1.4 实验报告要求
1) 比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程。 2) 分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？
2.1.5 摸索题
1) 相序不对(如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B)，能否并列？什么缘故？ 注：由于同期装置只采纳一相电压作为同期条件的判定，在没有我司技术人员的情形下请勿随意改动实验室内电源相序及机组、调压器接线，如需修改，请与我司技术人员联系。
2) 电压互感器的极性假如有一侧(系统侧或发电机侧)接反，会有何结果？ 3) 合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？
4) 当两侧频率几乎相等，电压差也在承诺范畴内，但合闸命令迟迟不能发出，这是一种什么现象？应采取什么措施解决？
本实验本卷须知：
1) 在起励建压时，只有当原动机的转速在额定邻近时，方可投入励磁调剂装置的〝自动〞运行方式，否那么可能会造成发电机过电压，对发电机造成危害。
2) 手动合闸时，认真观看同期装置显示器上的相角差指示，在接近360°位置之前某一时刻合闸。 3) 在做三种同期切换方式时，做完一项后，需做另一项时，断开断路器开关，重新选择同期方式。 4) 同期装置合闸成功后，退回到主菜单，同时在发电机未与系统解列之前，不应再次选择同期操作。 5) 停机时，应先将发电机灭磁，使发电机电压降下来，再降电动机的转速。
2.2 同步发电机励磁操纵实验
2.2.1 实验目的
1) 加深明白得同步发电机励磁调剂原理和励磁操纵系统的差不多任务。 2) 了解微机励磁调剂装置的差不多操纵方式。 3) 了解几种常用励磁限制器的作用。 4) 把握励磁调剂装置的差不多使用方法。
2.2.2 原理与说明
同步发电机是将旋转形式的机械功率转换成三相交流电功率的特定的机器设备。为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生那个磁场的直流电流成为同步发电机的励磁电流，又称为转子电流。具有自动操纵与自动调剂设备的励磁系统称为自动调剂励磁系统或称发电机自动电压调剂系统。
同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调剂装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈操纵系统，称为发电机励磁操纵系统。励磁操纵系统的三大差不多任务是：稳固电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳固性。
实验用的励磁操纵系统示意图2-2如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置操纵。
市电TQLC-III型微机自动励磁装置F1~GF2
图2-2 励磁操纵系统示意图
TQLC-III型微机自动励磁装置的操纵方式有四种：恒UG〔恒机端电压方式，保持机端电压稳固〕、恒IL〔恒励磁电流方式，保持励磁电流稳固〕、恒Q〔恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳固〕和恒Α〔恒操纵角方式，保持操纵角稳固〕，能够任选一种方式运行。恒Q和恒Α方式一样在抢发无功的时候才投入。大多数情形下应选择恒电压方式运行，如此能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。
注：具体励磁装置的说明请参照附录«TQLC-III 微机型自动励磁装置用户手册»。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调剂装置能坚持机端电压在给定水平。当操作励磁调剂装置的增减磁按钮，能够升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调剂装置的增减磁按钮，能够增加或减少发电机的无功输出。
不管是在〝手动〞依旧〝自动〞方式下，都能够操作增减磁按钮，所不同的是调剂的参数不同。在〝自动〞方式下，调剂是的机端电压，也确实是上下平移特性曲线，在〝手动〞方式下，改变的
是励磁电流的大小，现在即使在并网的情形下，也不具备调差特性。
2.2.3 实验项目与方法
2.2.3.1 不同Α角对应的励磁电压测试
注：本实验机组不并网。
1) 参照〝同步发电机准同期并列实验〞完成实验接线。
2) 检查机组操纵屏上各指示外表的指针是否指在0位置，如不在那么应调到0位置。
3) 合上机组操纵屏上的〝220V电源〞开关，检查开关状态：操纵屏一次系统图上1QF处信号灯应绿灯亮，红灯熄灭。
4) 合上〝调速励磁电源〞开关〔380V〕。
注意，一定要先合〝220V电源〞开关，再合〝调速励磁电源〞开关，否那么，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态！
5) 依照液晶显示屏显示和面板指示灯状态检查调速、励磁、同期装置是否正常；通过菜单检查各项参数是否设置正确，参数请参考附录中的«参考参数»。
6) 将调速装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〞或〝手动〞方式均可，〝远方/就地〞选择为〝就地〞〔选择为〝远方〞时，就地操纵失效〕。〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，调速装置开始输出操纵信号。
注：〝自动〞和〝手动〞方式均可，但实验结果可能有所差别。
通过〝增速〞按钮逐步升高电动机转速，当按住〝增速〞按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，采纳〝点动〞的方式操作按钮，使电动机达到需要的转速〔1500转/分〕。
7) 将励磁装置〝方式选择〞开关拨到中间位置〔〝恒Q/恒Α〞〕，10秒后，将〝恒Q/恒Α〞开关选择为〝恒Α〞〔现在的增磁、减磁按钮操纵导通角Α的减小和增大〕，〝远方/就地〞开关选择为〝就地〞。当机组转速升到额定邻近时，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，调剂器开始输出操纵信号。
启动后，励磁装置事实上操纵导通角Α为90°，对应建压在400V左右。
通过〝增磁〞按钮逐步降低发电机电压，当按住〝增磁〞按钮不动时，电压将快速降低。接近额定电压时，采纳〝点动〞的方式操作按钮，使发电机达到需要的电压。
实验时，调剂励磁电流为表2-2规定的假设干值，记下对应的Α角，对应的励磁电压，观看其变化规律。〔励磁电流、Α角及励磁电压在励磁装置液晶显示屏上读取〕
实验完毕后停机，应严格按照〝同步发电机准同期并列实验〞中的停机步骤执行。
表2-2 不同操纵角下的状态参数
励磁电流 IFD〔A〕 显示操纵角 Α 励磁电压 UFD〔V〕 0.0 0.25 0.5 0.75 1.0
2.2.3.2 同步发电机起励
同步发电机的起励方式有两种：恒机端电压方式起励，恒励磁电流方式起励。恒机端电压方式起励，起励后的发电机电压稳固在手动设定的电压水平上；恒励磁电流方式起励，起励后的发电机励磁电流稳固在手动设定的电流水平上。
本实验机组不并网。
A. 恒机端电压方式起励
1) 将调速装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〞或〝手动〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞。〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞。按增速按钮，使发电机组频率达到表2-3所示数值。
注：实验中所涉及到频率均以同期装置上显示为准，在未建压的情形下所有频率均不准确。
2) 将励磁装置〝方式选择〞开关选择为〝恒UG〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞。当机组转速升到额定邻近时，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞。按〝增磁〞按钮，使发电机电压达到接近需要电压。
说明：
在恒UG方式下，按〝增磁〞按钮表示增加发电机机端电压给定值。
3) 观测在起励时励磁电流和励磁电压的变化，并记录起励后的发电机稳态电压、励磁电流、励磁电压和操纵角Α。
每次实验完毕后停机，应严格按照〝同步发电机准同期并列实验〞中的停机步骤执行。 改变起动时机组转速，重复步骤1)~3)，将记录数据填入表2-3。
表2-3 恒UG方式起励测试
发电机组频率〔HZ〕 47 48 49 50 51 52 53 发电机电压(V) 励磁电流(A) 励磁电压(V) 操纵角Α(°) B. 恒励磁电流方式起励
1) 将调速装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〞或〝手动〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞。〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞。按增速按钮，使发电机组频率达到表2-4所示数值。
2) 将励磁调剂装置〝方式选择〞开关选择为〝恒IL〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞。当机组转速升到额定邻近时，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，按〝增磁〞按钮，使发电机电压达到接近需要电压。
说明：
在恒IL方式下，按〝增磁〞按钮表示增加发电机励磁电流给定值，进而改变发电机电压。
每次实验完毕后停机，应严格按照〝同步发电机准同期并列实验〞中的停机步骤执行。 改变起动时机组转速，重复步骤1)~3)，将记录数据填入表2-4。
表2-4 恒IL方式起励测试
发电机组频率〔HZ〕 47 48 49 50 51 52 53 发电机电压(V) 励磁电流(A) 励磁电压(V) 操纵角Α(°) 2.2.3.3 伏/赫限制实验
单元接线的大型同步发电机解列运行时，其机端电压有可能升得较高，而其频率有可能降得较低。假如其机端电压UG与频率F的比值B=UG/F过高，那么同步发电机及其主变压器的铁芯就会饱和，使空载激磁电流加大，造成发电机和主变过热。因此有必要对UF/F加以限制。伏赫限制器工作原理确实是：依照整定的最大承诺伏赫比BMAX和当前频率，运算出当前承诺的最高电压UGH=BMAX*F，将其与电压给定值UG比较，取二者中较小值作为运算电压偏差的基准UB，由此调剂的结果必定是发电机电压UG≤UGH。以上数值均按标幺值运算。伏赫限制器在解列运行时投入，并网后退出。
实验步骤：
1) 启动机组，见〝同步发电机准同期并列实验〞。
2) 励磁装置〝方式选择〞开关选择为〝自动〔恒UG〕〞方式，〝远方/就地〞选择为〝就地〞。 3) 当机组转速升到额定邻近时，〝启动/停止〞开关选择为〝启动〞，现在，调剂器开始输出操纵信号。通过〝增磁〞按钮逐步升高发电机电压，当按住〝增磁〞按钮不动时，发电机将快速升高电压。接近额定电压时，采纳〝点动〞的方式操作按钮，使发电机达到需要的电压。本实验要求发电机稳固运行在空载额定以上。
4) 在励磁装置主界面下，按〝OK〞键进入主菜单，进入〝参数设定〞选项，设置〝V/HZ倍数〞的值为1.1。
5) 在励磁装置主界面下，按〝OK〞键进入主菜单，进入〝投退爱护〞选项，将〝V/HZ限制〞选为〝投〞，其他两项设为〝退〞。退出并储存设置。
注意：
此功能假设未投入，实验所要求的功能将无法实现。
6) 调剂调速装置〝减速〞按钮，使机组从额定转速开始下降。
7) 从50HZ～44HZ，每间隔1HZ记录发电机电压随频率变化的关系数据，填入表2-5。 8) 依照实验数据描出电压与频率的关系曲线，并运算设定的BMAX值〔用限制动作后的数据运算，伏赫限制指示灯亮表示伏赫限制动作〕。做本实验时先增磁到一个比较高的机端电压后再慢慢减
速。〔假设机组不稳，励磁和同期装置上显示的频率摆动剧烈，可读取调速装置上的转速进行运算〕
实验完毕后停机，应严格按照〝同步发电机准同期并列实验〞中的停机步骤执行。
表2-5 不同频率下的发电机电压
发电机频率F〔HZ〕 机端电压UG〔V〕 50 49 48 47 46 45 44 2.2.3.4 调差特性实验 A. 调差系数的测定
同步发电机的调差调整特性是发电机在不同电压值时，发电机转子电流IE与无功负荷电流IW的关系。发电机的调差系数决定于自动励磁调剂系统总的放大系数。 调差系数与励磁系统的总放大倍数成反比。它决定并联机组间无功电流的分配关系。
当调差系数大于零即为正调差系数时，表示发电机外特性下倾，即发电机无功电流增加，其极端电压降低。当调差系数小于零即为负调差系数时，表示发电机外特性上翘，即发电机无功电流增加，其极端电压上升。调差系数等于零为无差调剂。在实际运行中，发电机一样采纳正调差系数，因为它具有系统电压下降而发电机的无功电流增加的这一特性，这关于坚持系统稳固运行是十分必要的。至于负调差系数，一样只能在大型发电机-变压器组单元接线时采纳。
在励磁装置中，使用的调差公式为〔按标么值运算〕：UBUgKq*Q，它是将无功功率的一部分叠加到电压给定值上，其中UG为电压给定值，Q为无功功率，KQ为调差系数。
实验步骤：
1〕启动机组，满足条件后并网运行，并退出同期装置，并网步骤见〝同步发电机准同期并列实验〞。
注：调速装置设置为〝自动〞方式，励磁装置设置为〝恒UG〞方式。
2〕用降低系统电压的方法〔调剂调压器〕以增加发电机无功输出，记录一系列机端电压和无功功率的数据，将数据填入表2-6。〔假如记录数据时，励磁调剂装置上的数值显示有波动，那么能够参考实验台上方的电压表和无功表，运算时额定无功功率为KVAR，额定电压380V〕
3〕作出调剂特性曲线，并运算出调差系数。比较运算得出的调差系数与设置的调差系数是否大致相同。〔设置的〝调差系数〞可在励磁装置的主界面下按〝OK〞键，进入主菜单，进入〝参数设置〞选项查看〕
表2-6 机端电压与无功关系表
1 2 3 4 发电机机端电压〔UG〕 发电机无功输出〔Q〕 UGQ
图2-3 调剂特性曲线
B. 零调差实验
设置调差系数＝0，在励磁装置的主界面下按〝OK〞键，进入主菜单，进入〝参数设置〞选项，将调差系数设为〝00.0％〞。退出储存设置。实验步骤同A。
用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，将数据填入表2-7，作出调剂特性曲线。
UGQ
图2-4 调剂特性曲线
C. 正调差实验
设置调差系数＝5％，在励磁装置主界面下按〝OK〞键，进入主菜单，进入〝参数设置〞选项，将〝调差系数〞设为〝05.0％〞。将〝调差极性〞设为〝＋〞。退出储存设置。实验步骤同A。
用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，将数据填入表2-7，作出调剂特性曲线。
UGQ
图2-5 调剂特性曲线
D. 负调差实验
设置调差系数＝－5％，在励磁装置主界面下按〝OK〞键，进入主菜单，进入〝参数设置〞选项，将〝调差系数〞设为〝05.0％〞。将〝调差极性〞设为〝－〞。退出储存设置。实验步骤同A。
用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，将数据填入表2-7，作出调剂特性曲线。
表2-7不同调差系数下机端电压与无功关系表
KQ＝0 UG Q UG KQ＝＋5％ Q UG KQ＝－5％ Q
2.2.3.5 强励实验
强励作用是强行励磁作用的简称。当系统发生短路性故障时，有关的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发电机转子回路送出远较正常额定值为多的励磁电流，即向系统输送尽可能多的无功功率，以利系统的安全运行，励磁系统的这种功能称为强励作用。强励作用有助于继电爱护的正确动作，专门有益于故障排除后用户发电机的自启动过程，缩短电力系统复原到正常运行的时刻。
在并网时，模拟两相短路和三相短路故障能够观看强励过程。
实验步骤：
1〕启动机组，满足条件后并网运行，并退出同期装置，并网步骤见〝同步发电机准同期并列实验〞。
注：调速装置设置为〝自动〞方式，励磁装置设置为〝恒UG〞方式。
2) 在发电机有功和无功输出为50％额定负载时，将实验台上的〝瞬时/永久〞故障类型拨码开关打到〝永久〞位，按下〝两相短路〞按钮。注意观看发电机电流和励磁电流、励磁电压的变化情形，将数据记入表2-8。
注意：
个别型号设备上取消了〝瞬时/永久〞故障类型拨码开关。做永久短路实验时需要长时刻按住短路按钮即可；
由于未投入线路爱护，设置故障的时刻只是太长，将〝瞬时/永久〞开关打到〝瞬时〞位能够清除故障；
有功和无功输出为50％额定负载---不要求完全符合，记录对应的有功无功值即可。
3) 将〝瞬时/永久〞开关打到〝瞬时〞位以清除故障。再将〝瞬时/永久〞故障类型开关打到〝永久〞，按下〝三相短路〞按钮。观看发电机机电流和励磁电压、励磁电流的变化情形，将数据记入表2-8。
实验完毕后把故障类型拨码开关打到〝瞬时〞位以清除故障。
表2-8 不同故障类型下励磁与发电机的最大电流值
类型 电流值 励磁电流最大值〔A〕 发电机电流最大值〔A〕 两相短路 三相短路 2.2.3.6 欠励限制实验
欠励限制器的作用是用来防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相引起定子端部过热。欠励限制器的任务是：确保机组在并网运行时，将发电机的功率运行点(P、Q)限制在欠励限制曲线上方。
欠励限制器的工作原理：依照给定的欠励限制方程和当前有功功率P运算出对应的无功功率下限：Qmin(A/B)(PB)。将Qmin与当前Q比较，假设：QQmin，欠励限制器不动作；QQmin，欠励限制器动作，自动增加无功输出，使QQmin。〔均为绝对值运算〕。
实验步骤：
1〕启动机组，满足条件后并网运行，并退出同期装置，并网步骤见〝同步发电机准同期并列实验〞。
注：调速装置设置为〝自动〞方式，励磁装置设置为〝恒UG〞方式。
2) 在励磁装置主界面下按〝OK〞键，进入主菜单。进入〝参数设置〞选项，设置〝欠励限制〞A〔如A=1.5〕和B(如B＝0.75)的值。退出并储存设置。
3) 进入〝爱护投退〞选项，将〝欠励限制〞选为〝投〞，其他两项设为〝退〞。退出并储存设
置。
注意：
此功能假设未投入，实验所要求的功能将无法实现。
4) 调剂有功功率和无功功率输出分别为0，用增大系统电压的方法使发电机进相运行，直到欠励限制器动作〔励磁装置的欠励限制指示灯亮〕，记下现在的有功P和无功Q，现在再升高系统电压或按〝减磁〞按钮励磁调剂均不起作用。假如系统电压上升到450V左右时，仍不能使欠励限制器动作，那么能够进一步按励磁装置的减磁按钮，使发电机进相程度更深，从而使欠励限制器动作。
5) 复原系统电压为正常值〔380V〕，使发电机复原运行在非欠励区，调剂有功、无功输出均为0。
注：50%、100%额定有功重复试验时应调剂无功为0。
6) 调剂50%、100%额定有功，重复上面的实验，并记录欠励限制时的无功值，填入表2-9。
表2-9 不同有功下欠励限制动作时的无功值 发电机有功功率P值 零功率 50%额定有功 100％额定有功 欠励限制动作时的Q值 7) 依照试验数据作出欠励限制曲线P=F(Q)〔如图2-4〕，并运算出该直线的斜率。
图2-6 欠励限制曲线
2.2.3.7 过励限制实验
发电机励磁电流超过额定励磁电流1.1倍称为过励。励磁电流在1.1倍以下承诺长期运行，1.1～2.0之间按反时限原那么延时动作，限制励磁电流到1.1倍以上，2.0倍以下，瞬时动作限制励磁电流在2.0倍以上。过励限制器动作时励磁装置的过励限制指示灯亮。
实验步骤：
1) 启动机组，满足条件后并网运行，调速装置设置为〝自动〞方式，励磁调剂装置设置为〝恒
UG〞方式。
2) 在〝参数设置〞中，将瞬时过励设置为1.1。在〝投退爱护〞中，将过励限制功能投入。
注意：
此功能假设未投入，实验所要求的功能将无法实现。
3) 长按〝OK〞键进入〝功能表〞，在〝机组参数〞中修改额定励磁电流〔参照表2-10额定励磁电流值修改〕，如3A；
4〕改变励磁电流大小，即增加励磁；使励磁电流接近设定的励磁电流值，注意观看励磁装置面板上指示灯；
5〕连续增加励磁，使励磁电流超过设定的额定励磁电流，观看励磁装置上指示灯及机组的现象； 并记录过励限制动作时的励磁电流值填入表2-10；
注：用降低额定励磁电流定值的方法模拟励磁电流过励，实际操作时的额定励磁电流值可随机变动。
2.2.3.8 停机
调剂有功输出和无功输出分别为零，在不带负载的情形下跳开同期开关1QF，使同步发电机与系统解列。在发电机与系统解列之后，将励磁调剂装置〝启动/停止〞选择为〝停止〞，使发电机端电压降为零，将调速装置〝启动/停止〞选择为〝停止〞，使电动机转速降为零。待机组停稳后依次断开机组操纵屏上的〝调速励磁电源开关〞〝220V电源〞开关、实验台上的开关6QF、5QF、4QF、3QF、2QF、1QF开关，断开机组操纵屏和实验台的〝总电源〞开关，最后断开市电总电源开关。2.2.4
实验报告要求
1) 整理各项实数据
2) 分析各项负载实验的测试结果
3) 分析什么缘故励磁调剂装置工作在〝自动〞方式时，调剂有功功率的输出时，无功功率会随之变化，而在调剂无功功率时有功功率不变？
2.2.5 摸索题
1) 三相可控桥对触发脉冲有什么要求？
2) 比较恒机端电压方式起励、恒励磁电流方式起励有何不同？ 3) 什么缘故在并网时不需要伏赫限制？
4) 比较四种运行方式：恒机端电压、恒励磁电流、恒无功功率和恒Α的特点，说说他们各适合在何种场合应用？对电力系统运行而言，哪一种运行方式最好？试就电压质量，无功负荷平稳，电力系统稳固等方面进行比较。
第3章 电力系统分析课程实验
3.1 电力系统稳固性实验
3.1.1 实验目的
1) 加深明白得电力系统静态稳固的原理。 2) 了解提高电力系统静态稳固的方法。
3.1.2 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畴，是用于判定运行报表或监视操纵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，让学生把握此类〝数值概念〞外，实验也是一条专门好的、更为直观、易于形成深刻经历的手段之一。实验用一次系统接线图如图3-1所示。
本实验系统是一种物理模型。原动机采纳直流电动机来模拟，因此，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剂。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，尽管其参数不能与大型发电机相似，但也能够看成是一种具有专门参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统能够用外加直流电源通过手动来调剂，也能够切换到台上的微机励磁调剂装置来实现自动调剂。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〞母线就直截了当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，它差不多上符合〝无穷大〞母线的条件。
实验台上安装有TQWB-IV多功能微机爱护实验装置，能够用来测量电压、电流、功率和频率。实验台上还设置了模拟短路故障等操纵设备。
BGT11TAA1QF2QF2TA4TA4QFC6QF6TA无穷大系统3QF1TV2TV3TA5TA5QF7QF7TA8TA图3-1 一次系统接线图
8QF3TVD 3.1.3 实验项目与方法
3.1.3.1 负荷调剂实验
1) 启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见〝同步发电机准同期并列实验〞。
2) 将调速装置的工作方式设为〝自动〞，将励磁装置的工作方式设为〝恒UG〞。
3) 调剂调速装置的增速减速按钮，能够调剂发电机有功功率输出，调剂励磁调剂装置的增磁减磁按钮，能够调剂发电机输出的无功功率。
4) 将有功、无功减到零值作空载运行，记录空载励磁电流。
5) 保持励磁装置的状态不变，调剂调速装置的增速按钮，增加发电机有功输出，观看有功增加时无功功率及励磁电流的变化，并记录有功功率为50％额定有功功率时的励磁电流的大小。
6) 保持调速装置的状态不变，调剂励磁装置的增磁按钮，增加发电机的无功输出，观看无功功率增加时，有功功率和励磁电流的变化，并记录无功功率为50％额定无功功率时的励磁电流的大小。当无功功率较大时，线路两端的电压降落较大，但由于发电机电压具有上限限制，因此需要降低系统电压来使无功功率上升。在实验中当调剂机端电压设定值在380V时，如仍要增加无功输出，那么能够通过降低系统电压的方法来实现。
7) 调剂调速装置的减速按钮，使有功功率为零，注意观看有功下降时无功功率的变化；使系统电压复原为正常值〔380V〕，调剂励磁装置的减速磁按钮，将发电机无功重新调剂为零，注意观看无功减小时，有功功率的变化。
数据可通过机组操纵屏上方的表计或励磁装置的显示屏上读取。
注意： 调剂过程中，定子电流不应超过额定值3.61A。 表3-1 发电机不同状态下的励磁电流 发电机状态 有功功率无功功率均为0 50％额定有功功率 50％额定无功功率 励磁电流〔A〕 3.1.3.2 单回路与双回路稳态对称运行比较实验
注：此实验之前应将单双回线的电抗器比例换成1：3；具体操作参考附录7。
A. 单回路稳态对称运行实验
在本节实验中，原动机采纳手动方式开机，励磁采纳手动励磁方式，然后启机、建压，并网后调
整发电机电压和原动机功率，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〕，观看记录线路首、末端的数值，运算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范畴，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向〔依照沿线电压大
小比较判定〕等。
实验步骤：
1) 合上实验台的1QF、3QF、5QF、6QF、7QF、8QF，构成单回线路。
2) 将机组操纵屏2TV二次侧A相电压引入到实验台上的〝微机爱护装置端子图〞中的UA端子；将实验台的3TV二次侧A相电压引入到端子UB。2TV二次侧电压公共端与3TV二次侧电压公共端相连后引入端子UN。
如此接线的作用是：利用微机爱护装置同时监测B母线〔线路始端〕电压和C母线〔线路末端〕电压。由于末端负载1和负载2未投入，因此C母线电压与D母线电压相同。
3) 启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见〝同步发电机准同期并列实验〞。
4) 改变发电机组的运行状态，记录励磁装置上的有功〔P〕、无功〔Q〕、发电机机端电流〔IG〕、机端电压〔UG〕以及多功能微机爱护实验装置显示屏上的UA〔线路首端电压UP〕和UB〔线路末端电压UE〕。
B. 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
合上实验台上的2QF、4QF，将线路改为双回路运行。重复上面实验步骤，并将结果进行比较和分析。
表3-2 单双回线运行方式下各状态参数表
单回路 双回路 P Q IG UG UP UE U 注：U—输电线路的电压损耗U=UP-UE；
3.1.4 实验报告要求
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固运行的阻碍，并对实验结果进行理论分析。
2) 依照不同运行状态的线路首、末端的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范畴。
3.1.5 摸索题
1) 阻碍简单系统静态稳固性的因素是哪些？ 2) 提高电力系统静态稳固有哪些措施？
3) 什么是电压损耗、电压降落？
3.4 单机带负荷实验
3.4.1 实验目的
1) 了解和把握单机带负荷运行方式的特点。
2) 了解在单机带负荷运行方式下原动机的转速和功角与单机无穷大系统方式下有什么不同。 3) 通过独立电力网与大电力系统的分析比较实验进一步明白得系统稳固概念。
3.4.2 原理与说明
单机带负荷运行方式与单机对无穷大系统运行方式有着截然不同的概念，单机对无穷大系统在稳固运行时，发电机的频率与无穷大频率一样，受无穷大系统的频率牵制。随系统的频率变化而变化，发电机的容量只占无穷大系统容量的专门小一部分。而单机带负荷它是一个独立电力网。发电机是唯独电源，任何负荷的投切都会引起发电机的频率和电压变化〔原动机的调速装置，发电机的励磁调剂装置均为有差调剂〕现在，也能够通过二次调剂将发电机的频率和电压调至额定值。学生能够通过理论运算和实验分析比较独立电力网与大电力系统的稳固问题。单机带负荷实验图如图3-2所示。
2QFGT11TA1QF2TA4TA4QF6QF6TA无穷大系统9QF9TA负载13QF1TV2TV3TA5TA5QF7QF7TA8TA图3-2 单机带负荷接线图
此实验中的负载可使用三相滑线变阻器或者灯箱，每一组负载的功率应小于600W。接线方法：在停电状态下，连接负载1和负载2三相接线，负载1接在9QF上，负载2接在10QF上。
注意：
通电前一定要检查接线是否正确？负荷是否大于发电机组的额定功率？三相负载是否平稳？
3.4.3 实验项目与方法
注：此实验中单双回线设置为1：3〔设置方法见«3.1.3.2 单回路与双回路稳态对称运行比较实验»注释〕。
负载采纳灯箱形势---一组负责为3个200W白炽灯星型连接。
3.4.3.1 原动机转速自动方式〔自动调剂〕下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍
测定负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍并运算出调差系数实验步骤：
8QF3TV 10QF10TA负载2
表3-14 不同运行方式下各断路器状态表〔〝+〞表示合闸，〝–〞表示分闸〕 运行方式 操纵屏1QF 1QF 单回线 双回线 + + + + 2QF – + 3QF + + 实验台断路器状态 4QF – + 5QF + + 6QF – – 7QF + + 8QF + + 1) 按表3-14，对机组操纵屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开，使发电机组单机运行！
2) 将调速装置的工作方式设为〝自动〞，启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为〝恒UG〞，并起励建压。
3) 合上9QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-15中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-16中。
表3-15 只投入负载1
单回线 双回线 电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率(KVAR) 功率因数 原动机转速 N 表3-16 投入负载1和负载2
单回线 双回线
电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率 (KVAR) 功率因数 原动机转速 N 3.4.3.2原动机转速手动方式〔无调剂〕下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍
测定负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍并运算出调差系数实验步骤： 1) 按表3-14，对机组操纵屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开，使发电机组单机运行！
2) 将调速装置的工作方式设为〝手动〞，启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为〝恒UG〞，并起励建压。
3) 合上9QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-17中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-18中。
表3-17 只投入负载1
电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率(KVAR) 功率因数 原动机转速 N 单回线 双回线 表3-18 投入负载1和负载2
单回线 双回线 电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率 (KVAR) 功率因数 原动机转速 N NP
图3-4 转速和有功功率的关系曲线图
3.4.3.3励磁系统无调剂下负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍
测定负荷容量对发电机的电压，频率的阻碍并运算出调差系数实验步骤： 1) 按表3-14，对机组操纵屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开，使发电机组单机运行！
2) 将调速装置的工作方式设为〝自动〞，启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为〝恒UG〞，并起励建压。
3) 合上9QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-19中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-20中。
表3-19 只投入负载1
单回线 双回线 电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率(KVAR) 功率因数 原动机转速 N 表3-20 投入负载1和负载2
单回线 双回线 电压U(V) G电流 I(A) 有功功率(KW) G无功功率 (KVAR)
功率因数 原动机转速 N
3.4.4 实验报告要求
1) 通过改变不同的线路运行方式及负荷的大小，得出有功功率、无功功率、功率因数，运算分析实验结果。
2) 依照负荷大小不同时转速的不同，绘出转速和有功功率的关系曲线，运算原动机的调差系数。 3) 分析比较在负荷相同时调速装置在不同的运行方式时转速有什么不同？什么缘故？
3.4.5 摸索题
1) 单机带负荷与单机无穷大系统有什么不同?
2) 在单机带负荷方式下，在相同的负荷条件下，调速装置在手动方式和自动方式时转速有何不同？什么缘故？
第4章 电力系统综合实验
通过系统组态接线屏将各发电厂、输电线路、变压器、负载等电力系统差不多构成部分进行连接，不同的连接方式可构成不同的电力系统网络，从而完成电力系统综合实验。
本章实验需要利用多台发电机组及操纵屏、系统组态接线屏及负载完成。实验需要监控主机，并安装电力自动化监控系统软件。
注：电力自动化监控系统软件的详细操作请参见附录6。
4.1 发电厂自动化综合实验
4.1.1 实验目的
1) 熟悉电力自动化监控系统软件的使用，把握运用电力自动化监控系统软件远方调剂机组的方法。
2) 把握发电厂与升压站监控方法。 3) 了解发电机组间功率分配原理。
4.1.2 实验说明
利用2台发电机组，1台变压器构成一个包含发电机组及升压站的发电厂，如图4-1，发电机采纳扩大单元接线。发电厂出线经双回线路与无穷大系统相连。
G1、G2分别由2套发电机组及TQPFK发电机组操纵屏构成，输电线路和升压站的变压器由TQPZJ联网组态接线屏中的设备构成，无穷大系统用三相调压器连接到系统模拟，通过断路器及隔离开关连接构成如图4-1所示的一次系统。系统中的二次设备〔其中包括各TQPFK发电机组操纵屏的微机自动励磁调剂装置、微机自动调速装置，以及TQPZJ联网组态接线屏上的RTU〕连成RS485通信网络，并与发电厂后台监控主机相连，如图4-2。其中RTU用来实现发电厂遥测〔采集每个断路器上的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数〕、遥信〔采集每个断路器的位置状态信号〕和遥控〔受控分、合断路器〕。
发电厂后台监控主机上安装有电力自动化监控系统软件，监控主机同时与组态接线屏上的RTU以及两块机组操纵屏上的微机自动励磁装置和微机自动调速装置通信。监控主机通过与RTU通信，采集母线电压、各支路电流、有功功率、无功功率、功率因数等模拟量及断路器、隔离开关位置状态信号，并可遥控断路器分、合闸；通过与微机自动励磁装置和微机自动调速装置通信，可猎取发电机运行数据和并列断路器的位置状态，并可对断路器进行遥调。
4.1.3 实验内容及步骤
4.1.3.1 实验前通信预备工作
1) 通信地址初始化
由于监控主机同时与组态接线屏上的RTU以及两块机组操纵屏上的微机自动励磁装置和微机自
动调速装置通信，为确保正常通信，实验前应设置各装置在通信网络中的RS485地址。
其中组态接线屏上的RTU地址已固化好，为1，不需要再手动设置。
将本实验中用到的两套发电机操纵屏上的微机自动励磁装置和微机自动调速装置的RS485地址按附表2进行设置〔装置菜单中有装置地址设置项〕。
2) 通信电缆连接
确认各微机自动励磁装置和微机自动调速装置及RTU已连接到RS485总线上，并连接到监控主机RS485接口上。
3) 监控系统硬件加密狗连接
电力自动化监控系统软件必须和硬件加密狗配套使用，因此应确认硬件加密狗〔并口或USB接口〕已连接在监控主机上。 4.1.3.2 各机组依次并网实验
实验步骤： 1) 完成实验接线。
A. 将2台发电机组与其相应操纵屏之间连接〔方法详见发电机准同期并列实验〕。
B. 将2块机组操纵屏侧面的〝发电机出线〞插座分别与接入组态屏左侧面的〝接入1”和〝接入2”连接。
将三相调压器一侧接实验室三相380V交流电源，另一侧与组态屏左侧面的〝接入3〞连接。 注意应将组态屏上的〝接入1〞三相接线端和〝接入2〞三相接线端短接后连接到变压器T1低压侧，以构成发电机－双绕组变压器扩大单元接线。按图4-1完成组态屏上的其他接线。
2) 断开各机组操纵屏上的发电机并列断路器。
3) 调剂三相调压器，使系统电压为380V左右〔可用万用表量取〝接入3”端子电压〕。 4) 依次合上组态屏上的QS3、QF3、QS4、QF4、QS2、QF2、QS5、QF5、QS1、QF1，使变压器低压侧带电。
5) 各机组依次并网。
将操纵屏调速装置打到〝自动〞位，励磁装置打到〝自动〞位，将发电机组G1的频率调到50HZ邻近，将输出电压调到220V左右，同期装置方式选择开关打到〝自动〞位。在符合并网条件时，同期装置发出合闸信号，并网。按同样方法并入G2。
6) 并网成功后，可打开〝电力系统自动化监控系统〞软件，〝系统通信操纵〞页面设置为只扫描RTU、TY1、TY2、TS1和TS2〔即本实验中用到的通信终端装置〕。
观看系统电压、电流、潮流及每台发电机组的运行参数。
〝电力系统自动化监控系统〞软件的操作使用请查看«电力系统自动化监控系统使用说明»。
图4-1 发电厂自动化实验结构图
注：框内所示元件在〝电力系统自动化监控系统〞软件中未显示，接线时按照此图即可。
调度中心主机TQPZJ联网组态接线屏三相调压器发电机组及控制屏发电机组及控制屏RS485网络
图4-2 发电厂自动化实验原理图
4.1.3.3 发电厂机组监控实验
在〝电力系统自动化监控系统〞软件主界面下，点击〝发电机1＃〞和〝发电机2＃〞按钮，可进入机组的观测和操纵界面，可观测G1和G2的机端电压、电流、输出的有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流、频率、原动机转速等运行参数。
监控数据均为一次侧数据，如发电机机端电压为380V。 4.1.3.4 发电厂机组调剂实验
注意：
1) 调剂过程中，定子电流不应超过额定值3.61A； 2) 发电机有功功率不应超过1KW。
将两块操纵屏上的自动调速装置〝远方/就地〞选择开关打到〝远方〞位，以实现远方调剂；将两块操纵屏上的自动励磁装置〝远方/就地〞选择开关打到〝远方〞位，以实现远方调剂。
在主界面或机组操纵画面上点击〝升速〞和〝降速〞按钮可实现远程操纵发电机组的频率〔未并网前〕或发电机组的有功功率输出〔并网后〕。点击〝升压〞和〝降压〞按钮，可实现远程操纵发电机组的机端电压〔未并网前〕或发电机组的无功功率输出〔并网后〕。
调剂G1和G2有功和无功出力，观测发电机运行参数和系统潮流变化。通过点击主界面下的〝发电厂自动化〞按钮，可观测系统潮流数据。 4.1.3.5 并联运行机组间无功功率的分配实验
几台发电机组并联运行时，改变任何一台机组的励磁电流不仅阻碍该机组的无功电流，而且还阻碍并联运行的其他机组的无功电流，同时也引起母线电压的变化，这些变化与机组的无功调剂特性有关。
同步发电机的调差调整特性是发电机在不同电压值时，发电机转子电流IE与无功负荷电流IW的关系。发电机的调差系数决定于自动励磁调剂系统总的放大系数。 调差系数与励磁系统的总放大倍数成反比。它决定并联机组间无功电流的分配关系。 1) 调差系数不相同时
记录当前系统电压。
G1和G2的调差系数分别设置为＋2％和＋10％，观测G1和G2无功分配情形及母线电压，并将结果记录于表4-1中。
用降低系统电压的方法增加发电厂无功输出，再次记录G1、G2输出的无功及母线电压，并将结果记录于表4-1中。
表4-1 无功分配及电压数据(1＝2％，2＝10％)
Q〔KVAR〕 U〔V〕 降低系统电压前 G1 G2 QF1 降低系统电压后 G1 G2 QF1 2) 调差系数相同时
将系统电压复原到调剂前的数值。
G1和G2的调差系数均设置为＋5％，观测G1和G2无功分配情形及母线电压，并将结果记录于表4-2中。
用降低系统电压的方法增加发电厂无功输出，再次记录G1、G2输出的无功及母线电压，并将结果记录于表4-2中。
表4-2 无功分配及电压数据(1＝2＝5％)
Q〔KVAR〕 U〔V〕 降低系统电压前 G1 G2 QF1 降低系统电压后 G1 G2 QF1 4.1.3.6 各机组依次退出运行
观看各机组的运行状态，依次退出
G2和G1。
4.1.4 摸索题
1) 调差系数为0的机组能否和调差系数大于0的机组并联运行？
2) 依照实验结果分析，如何样保证并联运行的两台正调差系数的机组在系统无功负荷波动时，承担的无功波动量与其额定容量成正比？
4.2 电力系统自动化综合实验
4.2.1 实验目的
1) 把握组建复杂电力系统的方法与步骤。 2) 了解复杂电力系统下对潮流分布阻碍的因素。 3) 了解电力系统调度自动化。
4.2.2 原理与说明
电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的。电力系统调度中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。
电力系统调度中心必须具有两个功能：第一是与所辖电厂、变电站及上级调度等进行测量读值、状态信息及操纵信号的远距离、高可靠性的双向交换，简称为电力系统监控系统，即SCADA〔SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION〕；另一个是本身应具有的和谐功能〔安全监控及其它调度治理与打算等〕。
本实验用2个发电厂，1个变电站构成一个电力系统网络，利用调度中心对该网络进行远程监控。F1、F2、F3三个发电厂分别由3套发电机组及TQPFK发电机组操纵屏构成，输电线路和变电站的变压器由TQPZJ联网组态接线屏中的设备构成，无穷大系统用三相调压器连接到系统模拟，通过断路器及隔离开关连接构成如图4-3所示的一次系统。系统中的二次设备〔其中包括各TQPFK发电机组操纵屏的微机自动励磁调剂装置、微机自动调速装置，以及TQPZJ联网组态接线屏上的RTU〕连成RS485通信网络，并与调度中心后台监控主机相连，如图4-4。
调度中心主机上安装有电力系统自动化监控系统软件，在本实验中具有调度自动化功能，用来对3个发电厂的安全、合理分配和经济运行进行调度，针对电力网的有功功率进行频率调整，并针对电力网的无功功率的合理补偿和分配进行电压调整。
4.2.3 实验内容及步骤
第一完成实验前通信预备工作：
A. 第一对通信终端装置的通信地址进行初始化。
将本实验中用到的2套发电机操纵屏上的微机自动励磁装置和微机自动调速装置的RS485地址按附表2进行设置。
B. 通信电缆连接
确认各微机自动励磁装置和微机自动调速装置及RTU已连接到RS485总线上，并连接到监控主机RS485接口上。
C. 监控系统硬件加密狗连接
电力自动化监控系统软件必须和硬件加密狗配套使用，因此应确认硬件加密狗〔并口或USB接口〕已连接在监控主机上。
图4-3 电力系统综合自动化实验一次图
调度中心主机TQPZJ联网组态接线屏三相调压器发电机组发电机组及控制屏及控制屏RS485网络
图4-4 电力系统综合自动化实验原理图
4.2.3.1 多台机组依次并网实验
实验步骤： 1) 完成实验接线。
A. 将每台机组与其相应操纵屏之间连接〔方法详见发电机准同期并列实验〕。
B. 将各机组操纵屏侧面的〝发电机出线〞插座分别与接入组态屏左侧面的〝接入1”、〝接入2”和〝接入3”连接。
将三相调压器一侧接实验室三相380V交流电源，另一侧与组态屏左侧面的〝接入4〞连接。 将三相负载〔电阻或白炽灯〕连接到组态屏左侧面的〝接入5〞上。
按图4-1进行接线，以发电厂1接线为例，将组态屏面板上的〝接入1〞三相接线端连接到QS2左侧三相接线端上，QS2右侧接线端再连接到QF2左侧接线端上，QF2右侧接线端与线路L2左侧接线端，L2右侧接线端与组态屏面板上的变压器相连。按同样方法接入发电厂2和变电站C，其中QS5一侧与QF5相连，另一侧连接到组态屏面板上的〝接入5〞接线端上。
2) 断开各机组操纵屏上的发电机并列断路器。
3) 调剂三相调压器，使系统电压为380V左右〔可用万用表量取〝接入4”端子电压〕。 4) 依次合上组态屏上的QS3、QF3、QS4、QF4，使母线B、C、D、E均带电。 5) 各机组依次并网。
将操纵屏调速装置打到〝自动〞位，励磁装置打到〝自动〞位，将发电机组G1的频率调到50HZ邻近，将输出电压调到380V左右，同期装置方式选择开关打到〝自动〞位。在符合并网条件时，同期装置发出合闸信号，并网。按同样方法并入G2。
将各机组操纵屏上的自动调速装置〝远方/就地〞选择开关打到〝远方〞位，以实现远方调剂；将各机组操纵屏上的自动励磁装置〝远方/就地〞选择开关打到〝远方〞位，以实现远方调剂。
6) 并网成功后，可打开〝电力系统自动化监控系统〞软件，观看系统电压、电流、潮流及每台发电机组的运行参数。〝通道监控〞中〝PLC通讯〞设置为只扫描RTU、TY1、TY2、TS1和TS2〔即本实验中用到的通信终端装置〕。
〝电力系统自动化监控系统〞软件的操作使用请查看附录6«电力系统自动化监控系统使用说明»。
4.2.3.2 不改变网络结构的潮流分布实验
注意：
1) 调剂过程中，定子电流不应超过额定值3.61A。 2) 发电机有功功率不应超过1KW。
〔一〕改变发电机的有功、无功功率对系统潮流分布的阻碍
改变各机组的有功、无功，观看改变前和改变后各机组及系统各断路器上的电压、电流功率等，将数据填入表4-3和表4-4中，并将结果进行比较分析。
表4-3 发电机改变输出功率前系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 表4-4 发电机改变输出功率后系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 〔二〕投、切负荷对系统潮流分布的阻碍
通过操纵QF5，投、切变压器T1的负荷，观看各参数的变化，并记录于表4-5和表4-6中，对数据进行比较分析。
表4-5 投入负荷前系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 表4-6 投入负荷后系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 〔三〕投、切电容器对潮流分布的阻碍
通过操纵QF6，投、切电容器观看各参数的变化，并记录数据于表4-7和表4-8中，对数据进行比较分析。
表4-7 投入负荷前系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 表4-8 投入负荷后系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 4.2.3.3 改变网络结构的潮流分布实验
合上QS2和QF2，将B和C变电站之间的单回路，连接成双回线路。观看网络改变前后，各机组参数的变化，并记录数据于表4-9和表4-10中。
表4-9 网络改变前系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 表4-10 网络改变后系统参数
P〔KW〕 Q〔KVAR〕 U〔V〕 I〔A〕 COSΦ G1 G2 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6
4.2.3.4 四遥实验
进入电力系统自动化监控系统软件主菜单，通过进入每一台发电机组的操纵界面，能够对发电机组进行遥测、遥控、遥信、遥调操作。同时也能够进入〝电力系统自动化实验主接线〞选项，对整个发电厂的发电机组、线路、变电站的潮流分布进行实时检测和观看。 4.2.3.5 电力系统有功功率平稳和频率调整实验
在主界面或各机组操纵画面上点击〝升速〞和〝降速〞按钮可实现远程操纵发电机组的有功功率输出，依次调剂各机组有功出力，观测系统有功功率和频率的变化。
记下QS4处系统联络线上的有功功率P1，退动身电厂G1处的机组，观测系统有功功率和频率的变化，观测联络线上的功率是否与P1相同。假如不相同，通过调剂G2电厂机组的有功出力，使联络线功率复原到P1。
4.2.3.6 电力系统无功功率平稳和电压调整实验
在主界面或各机组操纵画面上点击〝升压〞和〝升压〞按钮可实现远程操纵发电机组的无功功率输出，依次调剂各机组无功功率，观测系统无功功率和电压的变化。 4.2.3.7 多台机组依次退出实验
观看各机组的运行状态，依次退出
G2和G1，并观看各发电机的运行参数变化。
4.2.4 实验报告要求
1) 总结组建复杂电力系统的方法与步骤。
2) 整理实验数据，分析比较网络结构的变化和地点负荷投，切对潮流分布的阻碍，并对实验结果进行理论分析。
3) 比较各项的实验数据，分析其产生的缘故。
4.2.5 摸索题
1) 何为电力系统的一次调频、二次调频？ 2) 电力系统经济运行的差不多要求是什么？
4.3 分区调频实验
4.3.1 实验目的
1) 了解区域电网分区调频的策略。 2) 了解区域电网分区调频的方法。
4.3.2 实验原理与说明
将几个区域电力系统相互连接起来构成的大型电力系统即联合电力系统。联合电力系统的调频原那么是：区域内部有功功率就地平稳，区域之间联络线有功功率按协议打算值传送。
电力系统频率和有功功率操纵的要紧任务是：
1) 使系统的总发电出力满足系统总负荷的要求－调速操纵〔一次调频〕
2) 使电力系统的运行频率和额定频率之间的误差趋于零－通过调剂发电机的频率特性实现〔二次调频〕
3) 在联合电力系统各成员之间合理分配发电出力，使联络线交换的功能按满足预先商定的打算值。
4.3.3 实验模型
将A、B两个独立的区域电网构建成容量比1.2KW：0.6KW的模拟联合电力系统，通过一条联络线相互连接起来，联络线流过固定协议功率500W。联合电力系统如图4-5所示。
图4-5 联合电力系统示意图
注：途中带框线的变压器不代表实物，接线时直截了当端接即可。 A区：G1－1QF－线路L1－2QF－负载1 B区：G2－5QF－线路L2－6QF－负载2 联络线：约30公里，利用3QF和4QF连接。
4.3.4 实验内容及步骤
第一完成实验前通信预备工作：
A. 第一对通信终端装置的通信地址进行初始化。
将本实验中用到的2套发电机操纵屏上的微机自动励磁装置和微机自动调速装置的RS485地址按附表2进行设置。
B. 通信电缆连接
确认各微机自动励磁装置和微机自动调速装置及RTU已连接到RS485总线上，并连接到监控主机RS485接口上。
C. 监控系统硬件加密狗连接
电力自动化监控系统软件必须和硬件加密狗配套使用，因此应确认硬件加密狗〔并口或USB接口〕已连接在监控主机上。
实验步骤： 1) 接线
将G1操纵屏的发电机出线接入到组态屏的〝接入〞，再在组态屏面板上按A区的模型接线；按照同样的方法，将B区的模型接好。利用联络线将A区和B区连接起来。
2) 第一，将A和B发电机投入，使其分别独立空载运行，调剂2个区域系统频率均达到50HZ左右，记录该原始频率。
然后，合上断路器3QF和4QF，将A和B两个区域电网联网运行，观看并记录联网后的系统频率和联络线上的有功功率。
A. PAB0时，分区调频实验
要求协议交换功率为0，即PAB0，两个区域之间无有功功率交换
I, 合上
6QF，在B区域加有功负载，观看并记录系统频率及联络线上3QF和4QF上流过的有功
功率大小和方向。
II, 调整机组出力，使协议交换功率为
0，系统频率复原到原始频率。记录所调整的机组名称和
出力。
III, 合上
2QF，在A区加有功负载，观看并记录系统频率及联络线上3QF和4QF上流过的有功
功率大小和方向。
IV, 调整机组出力，使协议交换功率为
0，系统频率复原到原始频率。记录所调整的机组名称及
出力。
B. PAB1KW时，分区调频实验
要求协议交换功率A区向B区输送1KW有功功率，即PAB1KW
I, 在
B区域减有功负载，观看并记录系统频率及联络线上3QF和4QF上流过的有功功率大小和
方向。
II, 调整机组出力，使协议交换功率为PAB1KW，系统频率复原到原始频率。记录所调整的机
组名称和出力。
III, 在
A区域去除有功负载，观看并记录系统频率及联络线上3QF和4QF上流过的有功功率和
方向。
IV, 调整机组出力，使协议交换功率为PAB1KW，系统频率复原到原始频率。记录所调整的
机组名称和出力。
4.3.5 实验报告要求
1) 依照实验内容和记录的数据说明分区调频策略。 2) 说明在调频过程中，个机组如何调频。
4.3.6 摸索题
1) 实验步骤1中，2台机组是否均参与了调频，各采纳何种调频方式？ 2) 实验步骤2中，2台机组是否均参与了调频，各采纳何种调频方式？
附录1：自动装置参数设定参考表
(A) 调速装置参数设定参考表
PID参数 KP 15 T1 5 T2 0.5
额定转速〔转/分〕 1500 (B) 励磁装置参数设定参考表
自动PID KP 10 T1 5 T2 0.5 KP 10 手动PID T1 5 T2 0.5 欠励限制 A〔KVAR〕 B〔KW〕 1.50 0.75
V/HZ倍数 1.1 调差极性 + 调差系数〔％〕 3
额定机端电压〔V〕 额定定子电流〔A〕 额定励磁电压〔V〕 额定励磁电流〔A〕 380 3.6 220 (C) 同期装置参数设定参考
同期参数 承诺频差〔HZ〕 承诺压差〔V〕 合闸时刻〔MS〕 0.5 1.0 恒定越前时刻 合闸相角 10 均频系数 7 均压均频参数 均频周期 0.5 均压系数 7 均压周期 0.5 3.6 功率因数 0.85 2 10 2.2 强励倍数 强励时刻〔S〕 瞬时过励 注：部分装置中额定励磁电压显示小数点前缺一位，设置成22即可，
各个参数依照实验需要可做细微调整。
附录2：
TQTS-III微机型自动调速装置用户手册
F2.1装置技术说明
F2.1.1概述
TQTS-III微机型自动调速装置是长沙同庆电气信息研制开发的新一代微机励磁调剂器，它是将调速装置的最新研究成果与老一代产品的多年运行体会相结合，并充分应用了最新的运算机操纵技术、数字信号处理器〔DSP〕技术和先进的网络与通讯技术而研制成功的更新换代产品。它具有完善的调剂、操纵及限制爱护功能，相比老一代产品在运算速度、抗电磁干扰、可靠性以及使用的方便性上都有了专门大的提高。
F2.1.2装置要紧功能
TQTS-III微机型自动调速装置的差不多功能是坚持发电机的转速，通过合理的调差设置来保证并列运行的机组间有功功率的合理分配。另外，TQTS-III微机型自动调速装置还具有实验录波、系统自检、功能调试等辅助功能。
TQTS-III微机型自动调速装置具有以下调剂及操纵功能： 1〕自动运行方式 2〕手动运行方式
3〕自动/手动之间相互跟踪，实现各种方式下的无扰动切换
F2.1.3装置要紧特点
1) 模型清晰、准确
TQTS-III
微机型自动调速装置采纳目前实际现场中广泛使用的超前滞后环节，模型原理成熟稳
固，所有参数都可在线调整。 2) 高度集成化的硬件设计
TQTS-III微机型自动调速装置采纳大规模集成电路，系统外围扩展芯片少。CPU系统集成度高，一块芯片即完成了采集、运算、通讯等功能。硬件电路的简单化大大减少了装置的故障点，提高了系统的整体可靠性。 3) 测量精度高
电机转速采纳光电编码器、脉冲计数。 4) 强大的网络功能
TQTS-III
微机型自动调速装置具有强大的通讯功能，它的操纵CPU和面板CPU之间通过CAN
互连，通讯速度快，装置设计模块化，抗干扰能力强。另外，TQTS-III微机型自动调速装置对外采纳一路光电隔离的RS485通讯，通讯协议为标准的MODBUS协议。通过RS485通讯，TQTS-III微机型自动调速装置能够实现远方测量和操纵，上位机软件界面友好方便。 5) 方便、友好的人机界面
TQTS-III微机型自动调速装置采纳大屏幕液晶显示器〔320×240〕，采纳树型菜单结构，方便直
观，能够结合键盘进行参数整定、实验操纵等功能，并能在此屏幕上显示实验波形。 6) 方便有用的上位机软件
通过
RS485通讯，TQTS-III微机型自动调速装置能够实现远方测量和操纵，上位机软件界面友
好方便。
7) 美观有用的机箱设计和先进、规范的生产工艺
TQTS-III微机型自动调速装置采纳标准的
4U机箱，背插结构，使得信号流流向一致，减少了信
号的交叉阻碍，提高了系统的抗干扰能力。要紧板件全部采纳多层板，表面帖工艺。
F2.1.4装置型号命名
TQTS-III设计序号同庆微机型自动调速装置专用代码
图F3-1 装置型号命名意义
F2.2装置硬件
F2.2.1装置结构
TQLC-III微机型自动调速装置采纳标准4U机箱，整风光板，机箱外壳采纳喷塑处理。装置采纳总线式、功能插件背插式机箱结构，嵌入式安装。
机箱正面为大屏幕LCD显示器及高亮LED指示灯、导航操作按键，作为装置的人机交换平台。 装置外形图如图F3-2。
TQTS-III微机型自动调速装置自动运行手动运行AGC运行超速备用备用备用复归OKESC长沙同庆电气信息有限公司 图F3-2 装置外形图
F2.2.2要紧插件
装置配置了4个功能插件：CPU插件、开出插件、电源插件和人机接口插件，其中人机接口插件安装在装置面板上，其他插件为背插式插件，在装置背部的安装位置如图F3-3。
1开出插件2CPU插件3电源插件
图F3-3 背部插件布置图
F2.2.2.1 CPU插件
CPU插件是装置的核心处理和操纵部分， CPU插件用电动机速度测量、PID调剂输出，对外通讯等。
CPU插件上还包含开入量采集模块，速度脉冲采集模块, 开入量采集模块用来同意运行方式选择、升速降速等输入信号。装置可采集12路开关量输入〔外部无源空接点输入〕，开入回路接点电源为+24V，由装置自身提供。电动转速信号通过光电编码器，变成一系列与速度有关的脉冲信号输入到CPU插件。
F2.2.2.2电源插件
装置采纳逆变开关电源，输入电压为交直流220V两用。模块输出一组+5V、一组+24V和一组±15V直流电源，各组电源均不共地，采纳浮地点式，同外壳不相连。另外开出部分也在此插件上，开出要紧输出告警信号等触点，开出为继电器空接点输出，共提供了5路开出量接点。
F2.2.2.3 人机接口插件
人机接口插件采纳单独的CPU，要紧完成模拟量、开关量显示，参数整定，系统试验等功能，人机接口插件和主CPU插件之间通过CAN交换信息。
F2.2.3装置端子及接线说明
F2.2.3.1 CPU端子
调速主板的端子结构图如图F3-4(A)所示。
其中，24V为开入公共端，开入1作为备用，开入2为AGC，开入3为自动〔0〕/手动〔1〕方式选择，开入4操纵增速，开入5操纵减速，开入6为启动〔1〕/停止〔0〕，开入7作为备用，开入8作为备用，开入9为远方/就地，开入10～12作为备用。端子14、15、16是速度光电编码信号输入，其中15是脉冲输入端。
F2.2.3.2开出插件端子
调速开出插件端子结构图如图F3-4(B)所示。
其中，01、02号端子用于操纵整流模块，其他端子备用。
F2.2.3.3电源插件端子
调速电源插件端子结构图如图F3-4(C)所示。
PI010203040506-CK-CG010203040506070809101112131415161718192021222324PowerKC11KC12KC21KC22KC31KC32KC41KC42KC51KC52KC61KC62KC71KC72KC81KC82KC91KC92KC01KC0224V+24V-220VL220VNFGCPU01020304050607080910111213141516171824V+KR1KR2KR3KR4KR5KR6KR7KR8KR9KR10KR11KR1224V+speed24V-485+485-070809101112131415161718192021222324
25
25
(A) (B) (C)
图F3-4 装置端子结构图
F2.3差不多原理介绍
F2.3.1 差不多原理
TQTS-III微机型自动调速装置的差不多任务是坚持发电机的转速。利用采集到的速度数据，通 过软件运算得到电机的运行工况、调速系统参数、调剂器输出参数等全部信息，另外，运行方式、增速、减速等状态量作为开关量输入信号被CPU采集，参与调剂器的操纵。
F2.3.1.1 自动运行方式
自动运行方式是电机的要紧运行方式。微机调速装置通过光电编码器采集实际速度，调剂器的给定速度通过操纵屏上的增速和减速按钮设定，也能够通过网络由远方设定。调剂器比较给定速度和实际速度的差值，通过一级滞后环节的调剂输出操纵信号，操纵可控硅的输出，从而调剂电机的转速到给定值。自动运行方式采纳的调剂器传递函数为H〔S〕=KP*(1+T1S)/(1+T2S)。其中KP为放大倍数，T1、T2为时刻参数。以上3个参数的整定专门关键，直截了当阻碍调剂器的调剂特性。一样KP为20左右，T1＞T2，且T1/T2一样在10~15之间。调剂器的放大倍数不能太小，尽管现在超
调量会专门小，然而调速系统静态误差会太大，即给定转速和测量转速之间差值会变大。
F2.3.1.2 手动运行方式
手动运行方式即手动给定转速，是开环操纵，不进行自动调剂。一样只在调试状态下使用。
F2.3.1.3 阶跃实验
通过阶跃试验能够校验整定的调剂器参数是否适当。按开始试验按钮，调剂器先录下3秒钟发电机的转速波形。然后给定值自动上升到当前给定值的110%〔现在为正的10%阶跃〕，第9秒钟时，给定值又复原到原先的值〔现在为负的10%阶跃〕，16秒钟后，试验终止。屏幕上显示发电机RPM〔转/分〕和CS〔操纵信号〕波形图。
F2.3.2 其他
为了防止用户在错误的PID等参数下投入调速装置，调速装置在启动/停止开关打到停止瞬时时将给定值自动降到0，因此，只有在调速装置启动以后，增速按钮才起作用。进行远方增速或减速时，远方或就地开关必须打到远方位置。
F2.4人机接口说明
装置面板采纳大屏幕显示器，中文菜单，界面友好。同时，通过外接网络通讯能够实现对装置的远方测量和操纵。装置的人机交互方便灵活，给用户的使用提供了极大的方便。
TQTS-III微机型自动调速装置，采纳320×240的大屏幕液晶显示器进行显示，此显示器能够显示20×15＝300个汉字或40×15＝600个字符。此显示器采纳SEED1335作为操纵芯片，能够进行图形和文本的两种显示模式。液晶显示器内带驱动负电源，外配背光和芯片电源操纵回路。
液晶显示器要紧完成人机交互界面的功能。要紧作用包括：测量显示、参数整定、波形显示，与键盘结合使用等。
F3.4.1 面板说明
F2.4.1.1 键盘操作说明
复归OKESC
图F3-5 面板示意图
如图F3-5所示，面板上的按键依次为：复归、上、下、左、右、确定、退出。
上、下、左、右键用于选择菜单的当前工作栏，选中当前菜单栏以后，分为以下两种情形： 〔1〕通过相应按键操纵手形光标到指定的位置，按确定键进入。 〔2〕关于反显的菜单会以反显形式显示。 在修改参数时，上、下键用于增加和减少数字。
〝OK〞键用于当前选中的菜单进入下一级菜单，修改参数时用于确定参数的修改。在初始界面显示下，长按〝确定〞键，可进入下一级主菜单显示界面。
〝ESC〞键用于退出子菜单，返回上一级菜单，在修改参数时可用于对参数的修改。 说明：〝复位〞键暂未启用。
F2.4.1.2 指示灯
面板上共有7个信号指示灯，说明如下：
自动运行：当选择自动运行方式时，自动运行指示灯亮，否那么熄灭。 手动运行：当选择手动运行方式时，手动运行指示灯亮，否那么熄灭。 AGC运行：临时不用。
超速：当发电机超速运行时，超速指示灯亮，否那么熄灭。 备用：临时不用。
F2.4.2 主界面显示
主界面进行要紧测量数据的显示，内容如图F3-6所示。此屏显示从上到下分为3个区域。 第一区域：位于最顶端一行，最上面一行在调剂器正常运行时显示微机调速器，调剂器显现故障时将会显示蓝屏。
第二区域：显示实际测量得到的发电机转速、设定的给定转速、目前调速器运行方式。 第三区域：显示当前日期、时刻。
微 机 调 速 器---------------------------------发电机转速 : 1234 转/分给定转速 : 1239 转/分运行方式 : 手动--------------------------------- 2008 -08 -10 09:57:20图F3-6 主界面显示内容
注：后期版本装置中增加了〝攻角 〝显示项，用以测量攻角。
F2.4.3 主菜单显示
在主界面显示状态下，长按〝确定〞键，进入主菜单显示，如图F3-7所示。按上下键选中菜单，再按〝确定〞键后进入下一级菜单显示，按〝退出〞键退回到主菜单。
主菜单 参数调整 系统试验 系统设定图F3-7 主菜单显示内容
F2.4.3.1 参数调整
此菜单下设定调速器的传递函数参数，其传递函数与励磁调剂器的相同，内容如图F3-8所示。
设定发电机的额定转速〔一样设置为1500转/分〕。此菜单下的参数必须设置，否那么，调速器不能正常工作。需密码进入。
参 数 设 定 Kp : 20 T1 : 5.12 S T2 : 1.22 S 额定转速 : 1500 转/分
图F3-8 参数设定显示内容
注：后期版本装置中增加了〝攻角调整〝选项，用以修正机械组装造成的攻角误差，非我司技术人员请勿修改。 注意：额定转速为1500转/分，请勿修改。KP、T1、T2为PID调剂参数，依照系统稳固性进行调剂，请勿进行极限调剂，体会值为：20/5.00/0.50。
F2.4.3.2 系统试验
在此界面下能进行阶跃响应试验，并能显示RPM〔转/分〕和CS〔操纵信号〕波形图，内容如图F3-9所示。图形显示以标么值显示。进入菜单，按〝确定〞键开始试验，画面显示〝试验进行中…〞，等待片刻，显示阶跃试验波形。按〝退出〞键，退出该菜单。
系统实验1RPMCSS0开始
图F3-9系统试验显示内容
注意：此试验针对系统未并网状态，并网后请勿进行此试验。
F2.4.3.3 系统设定
设定系统参数，内容如图F3-10所示。密码设定能够重新设置新的密码〔本装置的默认密码为：2222〕。装置地址为本装置与上位机RS485通信的从机地址。同时本菜单还提供时刻校正功能。需要密码进入。
系 统 设 定 密码设定: 1239 装置地址：001 时间设定: 2008 -08 -11 09 :29
图F3-10 系统设定显示内容
附录3：
TQTQ-III微机型自动同期装置用户手册
F3 .1装置技术说明
F3.1.1 概述
TQTQ-III微机型自动同期装置是长沙同庆电气信息研制开发的新一代微机自动准同期装置。它具有完善的调剂、操纵及限制爱护功能，相比老一代产品且在运算速度、抗电磁干扰、可靠性以及使用的方便性上都有了专门大的提高。TQTQ-III微机型自动同期装置采纳美国TI公司的高速32位DSP，辅以少量的外围芯片，将操纵系统差不多缩小为一个片上系统。操纵CPU板采纳多层电路板和表面焊接工艺，装置采纳后拔插技术，操纵CPU板和面板CPU采纳CAN网络通讯。整个装置设计结构简单紧凑，具有较强的抗干扰能力。操纵测量部分采纳浮点数运算，运算操纵精度高。另外，装置配置了各种完善的爱护限制功能。
F3.1.2 装置要紧功能
1) 对待并发电机自动调压、调频、以恒定导前时刻或相角发出合闸脉冲，完成并列操作。 2) 在压差、频差不合格的情形下，能依照压差、频差的大小，发出宽度可设置的调压、调频脉冲，加速并列条件的完成。
3) 能够自动破坏同频不同相的情形，加快同期过程。 4) 具有固定转角修正功能，并能自动检测断路器的合闸时刻 5) 电压、频率越限报警闭锁功能。
6) 实时波形显示、可实时显示发电机、系统侧的电压、电流波形。并能显示正弦整步电压。 7) 能够依照不同的条件对输入装置的电压、电流信号进行录波，并能在显示屏上显示分析。 8) 对每次合闸并列操作，都有事件记录〔包括断路器动作时刻、合闸冲击电流等〕。 9) 图形化的人机操作界面，通俗易明白。
F3.1.3 装置型号命名
TQTQ-III设计序号同庆微机型自动同期装置专用代码 图F4-1 装置型号命名意义
F3.1.4 技术参数
F3.1.4.1 要紧技术数据
1) 装置电源：DC220或AC220V 偏差 -20% -10% 纹波5%
2) 输入信号
发电机电压：100V或57.7V 50HZ. 电网电压：100V或57.7V 50HZ 3) 开关量输入：24V或48V有源接点输入。 4) 开关量输出：
所有接点均为空接点输出，容量为AC220V，1或DC48V，1A 装置的输出触点不接负荷应可靠动作104次. 5) 功率消耗 电源回路：<20W 交流回路：<1.0VA 6) 过载能力
电源回路：80％－110％额定电压连续工作。 交流回路：1.2倍额定电压连续工作。
F3.1.4.2 环境条件
1) 环境温度 -5℃～+40℃；-10℃～+55℃；
2) 相对湿度 5%～95%；〔产品内部既不应凝露，也不应结冰〕 3) 大气压力 80KPA～ 110KPA。
F3.1.4.3 精度
1) 电压精度：±0.5% 2) 电流精度：±0.5% 3) 频率精度：±0.01HZ 4) 导前时刻精度：±2MS 5) 合闸相角准确度：1
。
6) 调剂脉冲辨论率：1MS
F.3.2装置硬件
F3.2.1 装置结构及外形
装置采纳加强型标准4U机箱，按抗强振动、强干扰设计，整面板形式，机箱外壳采纳喷塑处理。装置采纳总线式、功能插件背插式机箱结构，嵌入式安装。
机箱正面为大屏幕LCD显示器及高亮LED指示灯、导航操作按键，作为装置的人机交换平台。 装置外形图如图F4-2。
图F4-2 装置外形图
F3.2.2 要紧插件说明
装置由以下插件构成：电源及继电器插件、CPU插件、交流插件以及人机对话件插件。除人机对话插件安装于装置面板上外，其他各插件均为背插式插件，在装置背部的安装位置如图F4-3。
1交流插件2CPU插件3电源插件 图F4-3 背部插件布置图
F3.2.2.1 电源及继电器插件
电源及继电器插件上的电源模块用于将外部提供的直流或交流电源变为装置工作所需电压。输入电压为直流220V或交流220V，可产生3路直流电压输出： +5V、±15V和+24V。+5V电压用于装置数字器件工作，±15V电压用于模拟信号调理，+24V电压用于驱动装置继电器及直流电源输出。
电源及继电器插件上还安装有10个出口继电器。
F3.2.2.2 CPU插件
CPU插件用来进行数据处理、开关量采集、开关量输出及与面板CPU之间进行CAN通信。 CPU插件上包含：高性能DSP TMS320F1812、大容量RAM、EEPROM、模拟信号调理电路开关量输入输出回路、通信电路等。
其中开关量输入输出回路及通信电路都采取了有效的隔离干扰措施。
F3.2.2.3 交流插件
交流变换部分包括3个电流变换器和6个电压变换器，用于将系统TA、TV的二次侧电流、电压信号转换为弱电信号，供CPU插件转换，并起强弱电隔离作用。
交流插件的3个电流变换器分别变换IA、IB、IC三个电流量，6个电压变换器分别变换发电机端电压UGA、UGB、UGC和系统电压USA、USB、USC。
F3.2.2.4 人机对话插件
人机对话插件安装于装置面板上，是装置与外界进行信息交互的要紧部件，采纳大屏幕液晶显示屏，全中文菜单方式显示〔操作〕，要紧功能为：键盘操作、液晶显示、信号灯指示。
F3.2.3 装置端子及接线说明
CPU插件接线端子及定义如图F4-4所示。
图F4-4 CPU板接线端子
CPU插件接线示意图如图F4-5所示。
图F4-5 CPU板接线示意图
装置电源及继电器插件接线端子及定义如图F4-6所示。
图F4-6 装置电源及继电器插件接线端子
交流电压电流变换插件接线端子及定义如图F4-7所示。
图F4-7 交流电压电流变换插件接线端子
F3.3人机接口说明
F3.3.1 面板说明
装置面板包括键盘、显示屏和信号灯，如图2-1所示。
F3.3.1.1 显示屏和键盘
装置采纳320*240点阵大屏幕液晶显示屏，显示屏下方有7个导航操作按键。 各键功能如下：
↑：命令菜单项选择择，显示换行或光标上移，在修改数字时，可用于数字增加 ↓：命令菜单项选择择，显示换行或光标下移，在修改数字时，可用于数字增加 ←：光标右移 →：光标左移
ESC：命令退出返回上级菜单或取消操作，正常运行时按此键显示主功能表，再按一次返回显示主信息图
OK：菜单执行及修改数据要求或数据确认要求 复归：复归告警信号
F3.3.1.2 指示灯
面板上共有7个信号指示灯，说明如下：
运行：装置正常运行时，每秒闪耀1次，假如闪耀不正常表示装置处于不正常运行状态。 通信：装置通信时闪耀，否那么熄灭。
升压：当装置发升压指令时，升压指示灯亮，否那么熄灭。 降压：当装置发降压指令时，降压指示灯亮，否那么熄灭。 加速：当装置发加速指令时，加速指示灯亮，否那么熄灭。 减速：当装置发减速指令时，减速指示灯亮，否那么熄灭。 合闸：当断路器位于合闸状态时，合闸指示灯亮，否那么熄灭。
F3.3.2 主信息图说明
装置上电后，显示装置型号、公司名称及图标，4S后退出；转入显示装置〝主信息图〞，其内容如图F4-8所示。
F4-8 装置〝主信息图〞
压差棒图：反映发电机端电压和电网电压的压差。 相角差图：反映发电机端电压和电网电压的相角差。 频差棒图：反映发电机端电压和电网电压的频率差。
均频：当装置在工作过程中，装置发加速调剂脉冲时，显示〝升〞；发减速脉冲时，显示〝降〞。
当不发频率调剂脉冲时，显示〝停〞。
均压：当装置在工作过程中，装置发升压调剂脉冲时，显示〝升〞；发降压脉冲时，显示〝降〞。
当不发电压调剂脉冲时，显示〝停〞。
断路器：反映断路器的分合状态，当断路器合闸时，显示〝合〞；分闸时，显示〝分〞。 方式：反映断路器合闸方式，本装置有两种：导前时刻、导前相角。 模式：反映装置的工作模式，本装置分为三种工作模式：
自动：显示〝自〞，装置自动发调压、调频脉冲并依照并列条件，自动发合闸脉冲。 半自动：显示〝半〞，装置自动发调压、调频脉冲，不发合闸脉冲。 手动：显示〝手〞，装置不发调剂脉冲，但各种显示信息都有。
状态：反映装置运行状态，分为两种,当装置投入同期运行时，显示〝行〞；当装置不投入时，
显示〝停〞。
压差棒图下方显示发电机、电网的电压、频率及压差和频差。其中UG、FG为发电机的电压、频率。US、FS为电网的电压、频率。UD＝US-UG为电压差，FD=FS-FG为频率差。
显示屏最下方的信息栏包含各种报警信息，可通过按复归键清除报警信息。
F3.4菜单功能说明
F3.4.1 主菜单结构
本装置采纳320*240点阵大屏幕液晶图形化显示，采纳当前流行的WINDOWS图标，全中文显示，界面友好，操作方便。主菜单结构如图F4-9所示。
功能表定值管理示波器录波器同步表系统管理报告管理装置检查版本查看修改各类定值观察实时波形设置录波条件模拟同步表管理口令时钟通讯管理查看事件报告对装置进行检查装置软件的版本信息图F4-9 主菜单结构图
F3.4.2 菜单详细说明
F3.4.2.1 功能表
在主信息界面下按〝ESC〝键后，进入装置功能表。如图F4-10所示。
图F4-10 功能表菜单
F3.4.2.2 定值治理
定值治理包括6个选项：同期参数、均频均压参数、自动调剂择、操纵参数、越限参数和通道系数。如图F4-11所示。当修改的定值越限时，装置会出错误报告，并拒绝固化定值。
图F4-11 定值治理菜单
F3.4.2.2.1 同期参数
同期参数包括承诺频差、承诺压差、合闸时刻、合闸相角等四项。如图F4-12所示。
图F4-12 同期参数
承诺频差、承诺压差：当系统和发电机端的频率差、电压差满足此条件时，装置预备启动并列。 合闸时刻：即导前时刻，当装置选择导前时刻方式时，此项有效。 合闸相角：当装置选择越前相角方式时，此项有效。 F3.4.2.2.2 均频均压参数
均频均压参数包括均频系数、均频周期、均压系数、均压周期等四项，如图F4-13所示。
均频系数、均频周期是调整均频脉冲周期和脉宽的数据，在本装置中，均频脉冲的周期是依照频差的大小，自动调整周期长短的，频差越大，均频脉冲越快，以加速均频过程。其中脉冲宽度和均频系数、均频周期的关系如图F4-14所示。
图F4-13 均频均压参数
图F4-14 脉冲宽度和均频系数、均频周期的关系图
本装置中设定的均频系数、均频周期均是以频差0.5HZ为基准的调剂参数。例如：当均频系数为3，均频周期为1S时，那么表示在本装置进行准同期并列中，当频差为0.5HZ时产生高电平1S、低电平3S的调剂脉冲。同理均压调剂脉冲和均频一样，均压调剂是以压差4V为基准的调剂参数。 F3.4.2.2.3 自动调剂
自动调剂包括自动均频和自动均压两项，在本版本装置中，该定值无用。 F3.4.2.2.4操纵参数
操纵参数包括两个参数：同期时刻、固定转角。如图F4-15所示。
图F4-15 操纵参数
同期时刻: 指在投入同期功能时，假设在该时刻范畴内，同期并列条件仍旧无法满足，那么装置退
出同期并列功能。
固定转角：指系统电网侧的电压和发电机的电压有固定相角差〔如Y/D-11变压器的高低侧电压相差
30度〕时，通过此定值将固定相角差修正，保证同期装置能正确的测量出真实的相角差。
因此实际相角差为6＝系统电网电压相角－发电机电压相角－固定转角。
F3.4.2.2.5 越限参数
越限参数包括频率越限和电压越限，当输入装置的发电机或电网的电压幅值或频率越过限值时， 将闭锁同期功能，并报警，并在信息栏显示。本装置中越限参数包括发电机电压上下越限、频率上下越限，系统电压上下越限、频率上下越限等。如图F4-16。
图F4-16 越限参数
其中，自动复归功能本版本装置无用。 F3.4.2.2.6 通道系数
通道系数用来调剂测量电压、电流精度。包括9个系数：发电机三相电压、系统侧三相电压、三相电流等。
当显示的电压或电流量与实际值不同时，应按下式调剂通道系数：
新的通道系数＝当前通道系数X(实际值/显示值)
F3.4.2.3 示波器
装置内置示波器，用来显示测量电压、电流波形及装置的录波波形。包括两个功能：示波器设置和示波器使用。如图F4-17所示。
图F4-17 示波器功能
F3.4.2.3.1 示波器设置
示波器设置是指设置示波器的功能，本装置中共有6个示波器〔如图F4-18〕，每个示波器都能独立设置使用。图F4-19是单个示波器的设置参数。其设置参数包括：开启、模式、扫描、增益、信号、左、上、宽、高等9项。
图F4-18 示波器设置
图F4-19单个示波器设置
开启：决定本示波器是否使用，选择〝√〞表示使用，选择〝×〞不使用。 模式：决定示波器的显示功能模式，共3位数值。
最低位：0 表示示波器显示的数据为单一通道数据。 1表示示波器显示的数据为两个通道的数据相减。 2表示示波器显示的数据为两个通道的数据相加。 其他数字备用
中间位：0 直截了当显示，即输入的数据直截了当显示在示波器上。
1 电平显示，指输入的数据当大于零是显示一个高电平，小于零显示一个低电平，
等于零时显示零，立即输入数据转化为方波显示。 其他数字备用。
最高位：0 示波器显示为装置中的
9个模拟通道的实时数据。
1 示波器显示的为装置的录波数据。
其他数字备用。
扫描：决定示波器的扫描频率，数字越大，单位长度显示的数据越少。
增益：决定示波器显示数据的幅值。假设显示的数据幅值太小，可将增益数字调大。 信号：决定输入示波器的信号通道。数字1-9分别表示：
1-发电机A
相电压 2-发电机B相电压 3-发电机C相电压
4-系统A 7-系统A
相电压 5-系统B相电压 6-系统C相电压 相电流 8-系统B相电流 9-系统C相电流
输入信号参数共两位。
当模式的最低位为零时，信号参数只有低位有效。当模式的最低位为1或2时，信号参数两个数字均有效。
左：表示示波器图形在显示屏中的显示的横坐标X起始点，单位为像素。 上：表示示波器图形在显示屏中的显示的纵坐标Y起始点，单位为像素。 宽：表示示波器图形在显示屏中的显示的宽度，单位为像素。 高：表示示波器图形在显示屏中的显示的高度，单位为像素。 F3.4.2.3.2 示波器使用
当示波器设定完成后，即可使用示波器。在示波器菜单中选择使用示波器即可。例如：当示波器1的设置如图F4-19所示时，其显示如图F4-20所示。〔Y=0？？？〕
图F4-20 单个示波器的显示波形
假设要监视同时多路信号，那么可同时开启多个示波器，如图F4-21开启了两个示波器。
图 F4-21 两个示波器设置
示波器1的位置位于显示屏的上半区范畴(320*240)，监控发电机A相电压波形。示波器2的位置位于显示屏的上半区范畴(320*240)，监控电网A相电压波形。其显示图形如图F4-22所示。
图F4-22 两个示波器同Y轴位置的波形显示
假设将示波器2的〝上〞设置改为120，那么将示波器的图形向下(Y轴)移120个像素点，其显示的图形如图F4-23所示。
图F4-23 两个示波器不同Y轴位置的波形显示
可将六路电压信号同时显示在显示屏上，观看六路电压信号的相位和幅值及波形。也可显示正弦整步电压。
F3.4.2.4 录波器
F3.4.2.4.1 录波器设置
录波器是指装置能依照所设定的启动条件，录制模拟通道的波形信息。本装置中，设有9个录波器，最多可同时录制发电机机端电压UGA、UGB、UGC，系统电压USA、USB、USC，三相电流IA、IB、IC。每个滤波器均可单独设置录波通道和启动条件。图F4-24为录波器设定菜单。
图F4-24 录波器设定菜单
开启：表示开启本录波器。
信号：表示本录波器所要录波的模拟信道。数字1-9分别表示：
1-发电机A 4-系统A 7-系统A
相电压 2-发电机B相电压 3-发电机C相电压
相电压 5-系统B相电压 6-系统C相电压 相电流 8-系统B相电流 9-系统C相电流
模式：表示滤波器的启动录波的方式。共3位数字。
最低位：表示录波器启动的条件。
1表示开入量带电时启动该录波器。 2表示开入量失电时启动该录波器。
3表示模拟通道输入信号突变时，启动录波器。
其他数字备用
高2位：表示录波启动的限制条件。
当最低位选择为开入量启动时，该两位数字那么表示启动的开入量号。当最低位选择为模拟通道输入信号突变启动时，该两位数字那么表示突变的模拟通道号。 例：模式091，表示当9号开入量接通时，启动录波器。
预录时刻：单位毫秒，在录波启动前，提早开始录波。设置那个参数可使波形数据完整。 录波时刻：单位毫秒，在录波启动后，录波的时刻。 F3.4.2.4.2 录波数据观看
当设置好录波器后，录波完成后，可通过示波器观看录波数据。将示波器设置中模式的最高位 数字改为1，立即示波器由显示实时数据更换为显示录波数据。本装置中，可通过录波器记录下合闸并列前后电压电流的波形变化。
F3.4.2.5 同步表
同步表功能：将其他信息屏蔽，只将本装置作为同步表使用。
F3.4.2.6 系统治理
系统治理包括三个选项：通讯、口令、时钟。 通信：包括波特率和通讯地址。 口令：可更换当前的爱护口令。 时刻：修改装置的时刻。
F3.4.2.7 报告治理
报告治理包括：扫瞄事件报告、删除事件报告、扫瞄故障报告、删除故障报告等事项。 F3.4.2.7.1扫瞄事件报告
事件报告：当装置并列合闸〔即监测到断路器合上〕时，装置会自动产生并列事件报告。可通过扫瞄事件报告菜单观看事件报告。 事件报告释义：
事件日期：同期并列操作时的日期 事件时刻：同期并列操作时的时分秒时刻。
断路器时刻：从装置发并列命令到断路器合上时的段时刻，可作为断路器的合闸时刻参考。
注意：
当装置自动并列时，才能显示出断路器动作时刻，假设为手动合闸并列，该数字为零，因此可通过该值，判定本次并列事件是手动依旧自动并列。
启动角差：装置发同期并列指令时的机端电压和系统电压的相角差。同理，在手动并列时，该值为
0。
合闸角差：断路器合闸前瞬时机端电压和系统电压的相角差。 合闸压差：断路器合闸前瞬时机端电压和系统电压的电压差。 合闸频差：断路器合闸前瞬时机端电压和系统电压的频率差。 电流IA、IB、IC：合闸时的冲击电流值。
F3.4.2.7.2 删除事件报告
删除事件报告即重新格式化事件储备区。
注意：
装置首次使用前应利用删除事件报告功能，格式化事件储备区，否那么无法写入事件报告。
F3.4.2.7.3 扫瞄故障报告、删除故障报告
当装置发生故障时，可产生故障报告，本版本装置中，屏蔽该功能。
F3.4.2.8 装置检查
利用装置检查功能，可检查装置精度及故障。共包括五项：传动、开入、模拟量、LED、合闸时刻。如图F4-25所示。
图F4-25 装置检查菜单
F3.4.2.8.1 传动
利用传动检查功能，可检查装置各个继电器动作的正确与否。当选中一个继电器时，按OK键，
那么该继电器即可动作，并保持1S，然后开释。 F3.4.2.8.2 开入
利用开入检查功能，可检查装置各个开关量输入是否正确。 F3.4.2.8.3 模拟量
利用模拟量检查功能，可检查输入装置的9个模拟量的精度和相位。共有两个选项。 1) 参考量选择
即用选中的模拟量的相角为参考0度，其他的各模拟量的相角是相对此参考量的相对角度。 模拟量用数字1-9分别表示：
1-发电机A 4-系统A
相电压 2-发电机B相电压 3-发电机C相电压
相电压 5-系统B相电压 6-系统C相电压 相电流 8-系统B相电流 9-系统C相电流
7-系统A
2) 模拟量检测
包括有效值和相角显示。如图F4-26所示。
图F4-26 模拟量检查菜单
注意：
通过此项相角检测功能，还可观看发电机和系统侧的电压是否同相序。
F3.4.2.9 LED
通过LED检测，可检查装置LED是否故障。
F3.4.2.10 合闸时刻
通过此项功能，可检查断路器的合闸时刻，作为同期并列的定值中的合闸时刻值。假设检查的断路器合闸时刻为零，那么表示检查失败，无法检查断路器合闸时刻。
附录4:
TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册
F4.1装置技术说明
F4.1.1 概述
TQLC-III微机型自动励磁装置是长沙同庆电气信息研制开发的新一代微机励磁调剂器，它是将励磁装置的最新研究成果与老一代产品的多年运行体会相结合，并充分应用了最新的运算机操纵技术、数字信号处理器〔DSP〕技术和先进的网络与通讯技术而研制成功的更新换代产品。它具有完善的调剂、操纵及限制爱护功能，相比老一代产品在运算速度、抗电磁干扰、可靠性以及使用的方便性上都有了专门大的提高。
F4.1.2 装置要紧功能
TQLC-III微机型自动励磁装置的差不多任务是坚持发电机的机端电压恒定，通过合理的调差设置来保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，通过快速的励磁响应以提高电力系统的暂态稳固和静态稳固。除了以上差不多功能以外，TQLC-III微机型自动励磁装置还具有试验录波、系统自检、职能调试等辅助功能。
F4.1.2.1 调剂及操纵功能
1〕自动运行方式即发电机恒机端电压PID 2〕手动运行方式即发电机恒励磁电流PID
调剂 调剂
3〕自动/手动之间相互跟踪，实现各种方式下的无扰动切换 4〕发电机恒定触发角运行
5〕无功调差调剂，可任意设置正、负调差方向，调差系数
0~15%任意调剂，级差0.1%
6〕完成发电机在空载、负载等工况下的机组稳固运行及无功的平滑调剂 7〕发电机恒无功/恒操纵角运行
F4.1.2.2 限制和爱护功能
1〕PT断线爱护
2〕V/HZ爱护，爱护发电机和主变压器过磁通 3〕过励限制与爱护，爱护发电机转子 4〕欠励限制及爱护 5〕空载过电压爱护
F4.1.3 装置要紧特点
1〕 模型清晰、准确
TQLC-III微机型自动励磁装置采纳目前实际现场广泛使用的超前滞后环节，模型原理成熟稳固，所有参数都可在线调整。 2〕高度集成化的硬件设计
TQLC-III微机型自动励磁装置采纳大规模集成电路，系统外围扩展芯片少。CPU系统集成度高，一个芯片即完成了运算采集通讯等功能。硬件电路的简单大大减少了装置的故障点，提高了系统的整体可靠性。 3〕测量精度高
发电机电压和电流采纳每周波
24点交流采样，采样频率自动跟踪发电机频率，傅立叶变换，浮
点数运算，完全排除了零漂等对测量精度的阻碍。转子电压和电流采纳霍尔元件进行测量，测量精度高而且具有隔离作用。 4〕强大的网络功能
TQLC-III微机型自动励磁装置具有强大的通讯功能，操纵CPU和面板CPU之间通过CAN互连，
通讯速度快，装置设计模块化，抗干扰能力强。另外，TQLC-III微机型自动励磁装置对外采纳一路光电隔离的RS485通讯，通讯协议为标准的MODBUS协议。 5〕方便、友好的人机界面
TQLC-III微机型自动励磁装置采纳大屏幕液晶显示器〔320×240〕，采纳树型菜单结构，方便直
观，能够结合键盘进行参数整定、测量显示、试验操纵等功能，并能在此屏幕上显示试验波形。 6) 方便有用的上位机软件
通过
RS485通讯，TQLC-III微机型自动励磁装置能够实现远方测量和操纵，上位机软件界面友
好方便。
7) 美观有用的机箱设计和先进、规范的生产工艺
TQLC-III微机型自动励磁装置采纳标准的
4U机箱，背插结构，使得信号流流向一致，减少了信
号的交叉阻碍，提高了系统的抗干扰能力。要紧板件全部采纳多层板，表面帖工艺。
F4.1.4 装置型号命名
TQLC-III设计序号同庆微机型自动励磁装置专用代码
图F5-1 装置型号命名意义
F4.2装置硬件
F4.2.1 装置结构
TQLC-III微机型自动励磁装置采纳标准4U机箱，整风光板，机箱外壳采纳喷塑处理。装置采纳总线式、功能插件背插式机箱结构，嵌入式安装。
机箱正面为大屏幕LCD显示器及高亮LED指示灯、导航操作按键，作为装置的人机交换平台。 装置外形图如图F5-2。
TQLC-III微机型自动励磁装置自动运行手动运行恒Q运行恒α运行低励限制V/Hz限制过励限制复归OKESC长沙同庆电气信息有限公司 图F5-2 装置外形图
F4.2.2 要紧插件
装置配置了5个功能插件：交流变换插件、CPU插件、操纵输出、电源插件和人机接口插件，其中人机接口插件安装在装置面板上，其他插件为背插式插件，在装置背部的安装位置如图F5-3。
1开出插件2交流插件3CPU插件4电源插件 图F5-3 背部插件布置图
F4.2.2.1 交流变换插件
交流变换插件的作用是把电压互感器和电流互感器二次信号变换为爱护装置需要的弱电信号，并起隔离和抗干扰作用。
交流变换插件上有3个电压变换器和3个电流变换器，分别用于UA、UB、UC和IA、IB、IC、的输入变换。
其中UA、UB、UC为发电机机端电压，IA、IB、IC为发电机机端电流。
另外，发电机励磁电压Ufd和励磁电流Ifd经霍尔元件隔离后输入到CPU插件进行采样。
F4.2.2.2 CPU插件
CPU插件是装置的核心处理和操纵部分， CPU插件用于交直采样、模拟量运算、PID调剂输出，对外通讯等。CPU插件上还包含开入量采集模块,开入量采集模块用来同意运行方式选择、升压降压、断路器位置等输入信号。装置可采集12路开关量输入〔外部无源空接点输入〕，开入回路接点电源为+24V，由装置自身提供。
F4.2.2.3 电源插件
装置采纳逆变开关电源，输入电压为交直流220V两用。模块输出一组+5V、一组+24V和一组±15V直流电源，各组电源均不共地，采纳浮地点式，同外壳不相连。另外开出部分也在此插件上，开出要紧输出告警信号等触点，开出为继电器空接点输出，共提供了5路开出量接点。
F4.2.2.4 人机接口插件
人机接口插件采纳单独的CPU，要紧完成模拟量、开关量显示，参数整定，系统试验等功能，人机接口插件和主CPU插件之间通过CAN交换信息。
F4.2.3 装置端子
F4.2.3.1 CPU端子
励磁主板的端子结构图如图F5-4〔A〕所示。
其中，24V为开入公共端，开入1为断路器位置，开入2作为备用，开入3为自动方式选择，开入4操纵增磁，开入5操纵减磁，开入6为启动〔1〕/停止〔0〕，开入7为手动方式，开入8为恒Ａ/恒Q方式，开入9为远方/就地。
F4.2.3.2 交流交换端子
交流交换端子结构图如图F5-4〔B〕所示。
F4.2.3.3 开出插件端子
励磁开出端子结构图如图F5-4〔C〕所示。
其中，01、02号端子用于操纵整流模块，其他端子备用。
F4.2.3.4电源插件端子
电源端子结构图如图F5-4〔D〕所示。
PI01020304-CK-CGPower010203040506070809101112131415161718192021222324KC11KC12KC21KC22KC31KC32KC41KC42KC51KC52KC61KC62KC71KC72KC81KC82KC91KC92KC01KC0224V+24V-220VL220VNFGCPU01020304050607080910111213141516171824V+KR1KR2KR3KR4KR5KR6KR7KR8KR9KR10KR11KR1224V+speed24V-485+485-PTCT010203040506070809101112131415IcIcnIbIbnIaIanUcUbUaUnFGUG+UG-IG+IG-0506070809101112131415161718192021222324
16
25
25
(A) (B) (C) (D)
图F5-4 装置端子结构图
F4.3差不多原理介绍
F4.3.1 差不多原理
TQLC-III
微机型自动励磁装置的差不多任务是坚持发电机的机端电压恒定，通过合理的调差设
置来保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，通过快速的励磁响应以提高电力系统的暂态稳固和静态稳固。调剂器的输入电气信号有发电机机端三相电压、三相定子电流、转子电压和转子电流。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于A/D采样的信号。这些信号送入A/D变换器，由程序操纵依次进行模数转换成数字量，存放在储备器中，供调剂器使用。
利用以上采集到的数据，通过软件运算得到发电机的运行工况、励磁系统参数、调剂器输出参数等全部信息，如交流量采纳24点傅立叶变换〔FFT〕运算发电机三相电压有效值、三相电流有效值、有功功率P、无功功率Q等。
远方或就地对调剂器工作方式的选择，增、减励磁操作，灭磁开关等状态量作为开关量输入信号以及开关输出信号是通过光电隔离与CPU接口的。同时反映调剂器状态的运行指示灯，以开关量输出的方式显示。同时，调剂器还提供通讯接口，能够和上微机软件进行通讯，进行实时监控。
调剂器的功率输入部件为三相全控晶闸管整流桥。为了保证其输出直流电压连续可调及逆变运行，要求可控角Α在10～150度之间变化。调剂器中由脉冲同步电路来保证各晶闸管的依次导通，通过将数字操纵量转换成相应的操纵电压输出。
触发脉冲操纵程序可运算发电机电压与参考电压之差，并进行PID运算后综合附加调差信号〔并网时〕得到一个操纵量改变晶闸管的导通角，这确实是励磁调剂器的主调剂环。PID参数的正确选择，将直截了当阻碍调剂器的静态和动态特性。
调剂器中的爱护功能模块如低励磁限制、过励限制、V/HZ限制、PT断线爱护等差不多上通过后台软件操纵来实现的。
本调剂器具有专门的抗干扰措施，如调剂器操纵板核心部件采纳双层屏蔽，每个输入、输出均采纳光电或电磁隔离电路，电源用开关电源隔离等措施，另外还特设硬件、软件自复归电路。当程序突然遭受大干扰的作用而跑飞或进入死循环时，该电路将自动复归使程序重新从头开始执行，复原正常工作状态。
调剂器柜的前面板设有操作显示界面供人机对话使用。人机界面采纳液晶显示器显示，汉化树型菜单，所有采集到的模拟量均以有名值显示在液晶显示器上，便于培训人员了解调剂器的运行状态。另外开关量输入的实时状态显示，开关量强制输出，操纵和爱护参数设定，试验波形等功能均可在人机对话界面上实现。
F4.3.1.1 自动运行方式
自动运行方式也叫恒机端电压运行方式，它是发电机的要紧运行方式。励磁调剂器采集发电机机
端三相电压，通过傅立叶运算出三相电压的平均值UG，发电机的给定电压UGR通过增磁和减磁按钮设定，也能够通过网络由远方设定。调剂器比较给定电压和机端电压的差值，通过一级滞后环节的调剂输出操纵信号，操纵可控硅的输出，从而调剂发电机的机端电压到给定值。自动运行方式采纳的调剂器传递函数为H〔S〕=KP*(1+T1S)/(1+T2S)。其中KP为放大倍数，T1、T2为时刻参数。
以上3个参数的整定专门关键，直截了当阻碍调剂器的调剂特性。一样KP为20左右，T1＞T2，且T1/T2一样在10~15之间。调剂器的放大倍数不能太小，尽管现在超调量会专门小，然而励磁系统静态误差会太大，即给定值UGR和反馈电压UG之间差值会变大。但放大倍数也不能太大，现在系统有可能会失去稳固。
F4.3.1.2 手动运行方式
手动运行方式也叫恒励磁电流运行方式，也是一种闭环运行方式，只只是它的调剂目标不是电压
而是励磁电流。它是发电机的辅助运行方式，只有当自动运行方式不能正确运行或者在某些试验状态下才采纳。励磁调剂器采集发电机励磁电流IFD，发电机励磁电流给定值IFR通过增磁和减磁按钮设定，也能够通过网络由远方设定。调剂器比较给定励磁电流和实际励磁电流的差值，通过一级滞后环节的调剂输出操纵信号，操纵可控硅的输出，从而调剂发电机的转子电流到给定值。手动运行方式采纳的调剂器传递函数为H〔S〕=KP*(1+T1S)/(1+T2S)。其中KP为放大倍数，T1、T2为时刻参数。以上3个参数的整定专门关键，直截了当阻碍调剂器的调剂特性。一样KP为15左右，T1＞T2，且T1/T2一样在10~15之间。调剂器的放大倍数不能太小，尽管现在超调量会专门小，然而励磁系统静态误差会太大，即给定值IFR和反馈电流IFD之间差值会变大。但放大倍数也不能太大，现在系统有可能会失去稳固。
F4.3.1.3 恒Α运行方式
恒Α运行方式即恒定可控硅触发角的运行方式，实际系统中一样不采纳这种运行方式，只有在实
验状态观看设备是否正常时才采纳，现在调剂器是一种开环运行方式。因此，在发电机差不多并网运行时不能切换到此种运行方式。
F4.3.1.4 自动/手动运行方式的跟踪
自动运行方式时，手动方式会自动跟踪自动运行方式的输出，这时能够看到励磁电流的给定值会
自动跟着实际励磁电流变化；同样，手动运行方式时，自动运行方式会自动跟踪手动方式的输出，这时能够观看到给定电压会自动跟踪发电机机端电压。自动运行时能够手动切换到手动方式运行，手动运行时也能够切换到自动方式运行，切换过程应该都没有大的扰动。
F4.3.1.5 PT断线爱护功能
自动方式运行，调剂器是以发电机机端电压为操纵目标的，因此，PT
断线爱护功能是调剂器的
一个重要功能。调剂器检测任意二相相电压之间的差值大于110V同时发电机负序电流小于1/8额定定子电流时，延时30MS发出PT断线告警，调剂器自动切换到手动方式运行。PT断线告警信号不解除，运行方式不能切换自动方式。PT断线爱护要紧是防止调剂器误调剂造成机端过电压或误发无功。本调剂器在机端电压较低时〔低于110V〕不能判定PT断线，但现在PT断线可不能对机组造成任何损坏。加上负序电流判据是为了区别单相短路故障。
F4.3.1.6 V/H限制
V/H
限制是为了防止空载时发电机及其出口变压器显现磁饱和。当调剂器检测到V/H值大于设
定值时，假如是自动运行方式，电压给定值会自动减少直到V/H值低于设定值。同样，假如是手动运行方式，电流给定值会自动减少。当V/H值连续高于设定值500MS时，装置面板V/H限制告警灯会点亮，当V/H值低于设定值时，面板灯会自动熄灭。V/H限制能够通过面板〝爱护投退〞进行投
退。V/H限制当发电机并网以后自动退出。
F4.3.1.7 过励限制
过励限制是为了防止发电机励磁绕组长期过负荷而采取的限制措施。当励磁电流大于瞬时过励设
定值时，调剂器会自动减少给定值，直到励磁电流低于设定值，当励磁电流连续大于设定值1S时，调剂器将可控硅触发角设定到逆变角，同时面板过励限制指示灯点亮。当励磁电流大于强励倍数设定值时，调剂器将输出强制限制在空载额定输出邻近。当过励连续时刻大于设定的强励时刻时，调剂器将输出强制限制在空载额定的90%。
F4.3.1.8 欠励限制
欠励限制动作特性由欠励限制A点和B点设定值决定，其中A点表示当有功P=0时最大承诺进相的无功功率，B点表示无功Q=0时，最大承诺发出的有功功率。当发电机运行在A、B两点连成的直线以上时，调剂器限制不动作。当发电机运行在A、B两点连成的直线以下时，调剂器自动抬高机端电压的给定值直到发电机退出欠励区。当发电机不能自动退出欠励限制区，面板欠励限制指示灯将点亮。
注意：欠励限制动作时只调剂电压给定值，因此只有在自动运行方式下才有效。
F4.3.1.9 过电压爱护
当发电机电压大于额定电压的
1.3倍时，调剂器自动减少励磁输出直到电压低于1.3倍额定值。
当电压连续高于1.3倍时刻超过2S时，调剂器将可控硅触发角设定到逆变角，同时面板过压指示灯点亮。过压爱护不能通过面板投退。
F4.3.1.10 调差运算
按照设定好的调差系数和调差极性进行调差运算，将附加调差加〔减〕到给定电压上。
UrefUrefUref_tiaocha Uref_tiaochaUGNUrefUrefUref_tiaochaUrefUrefUref_tiaochaQK QN 正调差 负调差
其中UREF为给定电压，K为调差系数，UREF_TIAOCHA为附加调差。调差运算只在自动运行方式下才有。
F4.3.1.11 调剂器解列时的爱护
当发电机从并网带负载状态解列时，假如不采取相应的爱护措施，发电机可能会因为甩负荷而过
压。因此，调剂器检测到发电机解列动作时〔判定断路器辅助接点变位〕，假如是自动运行方式，当给定电压高于额定值的90%，给定值自动限制到90%。假如是手动方式，当给定电流高于额定值30%时，给定值自动限制到额定的30%。如此能够防止发电机解列时引起的过电压。
F4.3.1.12 阶跃试验
通过阶跃试验能够校验整定的调剂器参数是否适当。按下开始试验按钮，调剂器先录下
3秒钟发
电机机端电压、励磁电流波形。然后电压给定值〔手动方式时为电流给定值〕自动上升到当前给定值的110%〔现在为正的10%阶跃〕，第9秒钟时，电压〔或电流〕给定值又复原到原先的值〔现在
为负的10%阶跃〕，16秒钟后，试验终止。屏幕上显示发电机机端电压和励磁电流波形。
F4.3.2 其他
为了防止用户在错误的PID等参数下投入调剂器，调剂器在启动/停止开关打到停止瞬时时将给定值自动降到0，因此，只有在调剂器启动以后，增磁按钮才起作用。为了防止在运行过程中误切换到其他运行方式，当运行方式切换到恒Q/Α位置时，必须停留10秒钟以上才有效。进行远方升压或降压时，远方或就地开关必须打到远方位置。
注意：在系统未解列状态时请勿进行停机操作和过度调剂
F4.4人机接口说明
TQLC-III微机型自动励磁装置，采纳
320×240的大屏幕液晶显示器进行显示，此显示器能够显
示20×15＝300个汉字或40×15＝600个字符。此显示器采纳SEED1335作为操纵芯片，能够进行图形和文本的两种显示模式。液晶显示器内带驱动负电源，外配背光和芯片电源操纵回路。
液晶显示器要紧完成人机交互界面的功能。要紧作用包括：测量显示、参数整定、波形显示，与键盘结合使用。
F4.4.1 面板说明
F4.4.1.1 键盘操作说明
OKESC复归
图F5-5 面板示意图
如图F5-5所示，面板上的按键依次为：复归、上、下、左、右、确定、退出。
上、下、左、右键用于选择菜单的当前工作栏，选中当前菜单栏以后，分为以下两种情形： 〔1〕通过相应按键操纵手形光标到指定的位置，按确定键进入。 〔2〕关于反显的菜单会以反显形式显示。 在修改参数时，上、下键用于增加和减少数字。
〝OK〞键用于当前选中的菜单进入下一级菜单，修改参数时用于确定参数的修改。在初始界面显示下，长按〝确定〞键，可进入下一级主菜单显示界面。
〝ESC〞键用于退出子菜单，返回上一级菜单，在修改参数时可用于对参数的修改。 说明：〝复归〞键暂未启用。
F4.4.1.2 指示灯
面板上共有7个信号指示灯，说明如下：
自动运行：当选择自动运行方式时，自动运行指示灯亮，否那么熄灭。 手动运行：当选择手动运行方式时，手动运行指示灯亮，否那么熄灭。
恒Q运行：当选择恒Q运行方式时，恒Q运行指示灯亮，否那么熄灭。 恒A运行：当选择恒A运行方式时，恒A运行指示灯亮，否那么熄灭。 低励限制：当装置处于低励限制运行时，低励限制指示灯亮，否那么熄灭。 V/H限制：当装置处于V/H限制运行时，V/H限制指示灯亮，否那么熄灭。 过励限制：当装置处于过励限制运行时，过励限制指示灯亮，否那么熄灭。
F4.4.2 主界面显示
主界面要紧进行测量数据的显示。现在显示屏从上到下分为四个区域，如图F5-6所示。 第一区域：位于最顶端一行，最上面一行在调剂器正常运行时显示微机励磁调剂器，调剂器显现故障时将会显示蓝屏。
第二区域：对应显示量定义如下，所有变量均以实际值进行显示。
UG 机端三相相电压平均值 UFD 励磁电压
UGR 自动〔恒机端电压调剂〕PID IG 定子三相电流平均值 IFD 励磁电流
IFR 手动〔恒转子电流调剂〕PID P 有功功率 Q 无功功率 ARF 可控硅触发角 COS 功率因数 F 机端电压频率
的给定参考电压
的个定参考
微 机 励 磁 调 节 器---------------------------------------- UG : 123.4 V IG : 2.19A UFD: 12.33V IFD: 1.24A UGR: 123.5 V IFR: 2.22A P : 2.32KW Q: 3.14KVarARF: 133.9 COS: 0.812-----------------------------------------灭磁开关: 分 断路器位置: 合----------------------------------------- 2008 -06 -11 21 :22 :34
图F5-6 主界面显示内容
注：次区域中F和灭磁开关均为固定值，不代表任何意义，实验中要读取F等时请参照同期装置数值。
第三区域：在此区域内，将要紧的开关量状态进行显示，其中包括：
灭磁开关：假如不做专门说明，灭磁开关接常闭辅助触点，状态显示为〝分〞或〝合〞。 断路器：用于显示机组并网运行依旧空载运行。 第四区域：显示当前日期、时刻。
F4.4.3 主菜单显示
在主界面显示状态下，长按〝确定〞键，进入主菜单显示，如图F5-7所示。按上下键选中菜单，再按〝确定〞键后进入下一级菜单显示，按〝退出〞键退回到主菜单。
主菜单测量显示参数设置保护投退开入状态机组参数系统设置精度调整系统试验
图F5-7 主菜单显示内容
F4.4.3.1 测量显示
本菜单将全部测量到的数据以及运算得到的值显示在屏幕上，如图F5-8所示。 对应显示量：
UA UB UC 量测三相相电压 IA IB IC 定子对应三相电流 UFD 励磁电压 IFD 励磁电流 F 机端电压频率
测量显示UA : 123.4 VUB : 123.5VUC : 123.6 VIA : 10.22 AIB : 10.11 AIC : 10.32 A UFD: 20.27 VIFD: 02.23 AF : 49.56 Hz
图F5-8 测量显示内容
F4.4.3.2 参数设置
本菜单要紧设定机组运行所需要的参数：例如PID参数，以及爱护和限制等参数。显示内容如图F5-9所示。本菜单需要密码进入。
注意：该菜单下的参数设置一定要正确，否那么，励磁调剂器不能正常工作。
修改参数的方法如下：
第一选中对应菜单，按下〝确定〞键，那个时候相应的菜单反显，按上、下键增减数字，修改后按〝确定〞键，退出本页面时，在问及是否储存参数是，按〝确定〞键，使得修改有效；按〝退出〞键，修改不储存。
参 数 设 置 1.自动PID: 2.手动PID: KP 30 KP 30 T1 2.33S T1 6.11S T2 1.45S T2 4.33S 3.欠励限制: A 1.22KVar B 3.45KW 4.强励倍数 10.1 5.强励时间 03.3S6.瞬时过励 04.23 7.V/Hz倍数 1.34 8.调差极性 负 8.调差系数 10.3%图F5-9 参数设置显示内容
参数说明：
1〕自动PID：设定自动PID所需要的参数，其使用的传递函数为：G〔S〕=KP*〔1+T1S〕〔/1+T2S〕 2〕手动PID：设定手动PID所需要的参数 3〕欠励限制：设置欠励限制A点，欠励限制B点
4) 强励倍数：设定励磁电流承诺的最大值，当励磁电流达到设定的强励倍数，调剂器强减，将励磁电流限制在设定的倍数之下
5) 强励时刻：设定励磁电流达到强励倍数时，最大承诺的强励时刻
6) 瞬时过励：瞬时过励爱护动作定值。当励磁电流达到此设定值后，1.5秒延时后，赶忙切除调剂器
7) V/HZ倍数：设定V/HZ爱护定值，设定范畴为1.00～1.50
8) 调差极性：用于设定调差系数的极性，依照机组情形可设定为正调差和负调差 9) 调差系数：用于设定调差系数值，设定范畴0％～15％，级差0.1％
注意：各参数均为可调参数，调剂时务必先通过理论运算，切勿进行极限调剂调剂参数后观看系统运行情形，如有不正常尽快停机，将参数改回原值。KP、T1、T2为PID调剂参数，依照系统稳固性进行调剂，请勿进行极限调剂，体会值为：20/5.00/0.50。
F4.4.3.3 投退爱护
通过此菜单将设定爱护的投退开关，显示内容如图F5-10所示。需要密码进入此菜单。注：第一选中对应菜单，按〝确认〞键进入修改状态，反显，按上下键改变投退状态，确认修改按〝确定〞键。退出菜单时，按〝确定〞键，储存修改；按〝退出〞键，修改无效。
保 护 投 退 欠励限制 投 过励限制 退 V/Hz限制 投
图F5-10 爱护投退显示内容
注意：爱护的投退需依照参数设置匹配。
F4.4.3.4 开入状态
开入状态显示共能够显示12路开关量的实时状态量，如图F5-11所示。试验方法〔从主板来的开入量〕：依次在后端子加电源，可观看到对应的开关量输入位的变化。假如信号有效，显示〝合〞，否那么显示〝分〞。
状 态开 入 1. 断路器 分 2. 灭磁开关 分3. 自动/手动 合 4. 增磁 分5. 减磁 分 6. 启动/停止 分7. 备用 分 8. 备用 分9. 备用 分 10.备用 分11.备用 分 12.备用 分图F5-11 开入状态显示内容
F4.4.3.5 机组参数
进入该菜单可对机组参数进行修改，内容如图F5-12所示。此菜单需要密码进入。
注意：
1) 机组参数输入不能有误，可从发电机铭牌上读取。 2) 额定机端电压为线电压。
3) 机端电压、定子电流、励磁电压和励磁电流均为互感器一次数值。
机 组 参 数 额定机端电压: 000 V额定定子电流: 00.00 A额定励磁电压: 00.00 V额定励磁电流: 00.00 A功率因数 : 0.00
图F5-12 机组参数设置界面
F4.4.3.6 系统设置
设定系统参数，内容如图
F5-13所示。密码设定能够重新设置新的密码〔本装置的默认密码为：
2222〕。装置地址为本装置与上位机RS485通信的从机地址。同时本菜单还提供时刻校正功能。需要密码进入。
系 统 设 置 密码设定: 1239 装置地址：001 时间设定: 2008 -08 -11 09 :29
图F5-13 系统设置界面
F4.4.3.7 精度调整
该菜单提供软件电位器功能，修改实际测量值与显示之间的差异，内容如图
F5-14所示。需要密
码进入。
精 度 调 整 UA : 1.000 UB : 1.000UC : 1.000IA : 1.000IB : 1.000IC : 1.000UFD : 1.000IFD : 1.000
图F5－14 精度调整显示内容
注意：此装置系数通过调整，无必要请勿乱修改此系数。
F4.4.3.8 系统实验
在此界面下能进行阶跃响应试验，并能显示UG，IF波形图，内容如图
F5-15所示。图形显示以
标么值显示。进入菜单，按〝确定〞键开始试验，画面显示〝试验进行中…〞，等待片刻，显示阶跃试验波形。按〝退出〞键，退出该菜单。
系统实验1UGIFS0开始图F5-15 系统实验显示内容
注意：此试验针对系统未并网状态，并网后请勿进行此试验。
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