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第一部分 系统原理

1 引言

近代工业的发展对电力的要求越来越高，电力系统对自身的发展也越来越重视。电网运行的经济性、可靠性、安全性逐渐提高。电网中存在很多对系统运行有重大影响的设备，自动励磁调节器就是其中之一。自动励磁调节器的性能直接影响发电机组的运行，对机组的安全运行至关重要，对系统的稳定也有很大影响。在五十年代中期，励磁系统的主要作用局限于维持发电机端电压恒定这一要求上；其后，为了满足远距离输电的需要，使励磁调节作用由维持发电机端电压恒定扩展到改善电力系统动态和静态稳定性这一要求上。随着电子计算机技术、模拟和仿真技术的发展，使励磁调节器的功能更有所改进和提高。现代同步发电机的励磁系统具有改善发电机的运行性能，提高电力系统稳定的重要作用，已经是公认的事实了。对于励磁调节器的性能指标，虽有标准，但是在测试方面，缺乏简单易行的手段。

 

2 传统测试手段

通常，励磁调节器生产厂家所能进行的测试是开环测试，即给定输入，测量其输出。虽然可以得到它的输入输出特性，但是不能反映它在运行时的重要的动态调节特性。

 

另一种方法是建立相应的动态模拟实验室，模拟实际系统的运行，并可以实现机端短路并测试励磁调节器的强励特性。电力系统动态模拟（简称动模）是根据相似性原理建立起来的电力系统物理模型，由于它能复制电力系统的各种运行情况，因此，电力系统动态模拟是研究电力系统控制设备的重要工具。当模拟电力系统时，必须分别进行下列每个分系统（或每个元件）的模拟：同步发电机模拟（包括电机本身、励磁系统、原动机调速系统），变压器模拟，输电线路模拟，负荷模拟，系统中其他元件的模拟。然而这样的投资是巨大的，并且实验起来不十分方便，更无法满足现场设备调试的需要。

 

在现场实验时，为了测量励磁调节器的动态特性，必须在工业现场开启发电机，使整个机组全部运行起来。而每一次实验都是对发电机或电网的一次冲击。发电机必须承受多次启停和多次冲击，才能完成实验，同时，在实验中还要消耗大量的燃油。即使是这样，有的实验仍然不能实现，比如机端三相短路实验。但实际运行中，这样的故障是有可能发生的。故障发生后机组运行情况将如何，励磁调节器的强励特性能不能发挥应有的作用，现场实验根本无法测试。

 

于是，我们就需要一种能代替发电机进行测试、易于运输、投资小的测试设备，来代替传统的测试手段。当发电机组进入大修期间，对应的励磁调节器也要调整和测试。通常情况下，要等发电机组大修完毕，才能进行励磁调节器的动态调整和测试。如果能在发电机组大修的同时完成励磁调节器的各项实验和调整，就可以使发电机组提前并网发电，所带来的经济效益是显而易见的。

 

为解决这个问题，我们提出了一种基于计算机仿真平台的测试系统“励磁调节器动态特性测试系统”，来代替实际的发电机组或动态模拟实验室中的模拟发电机组进行励磁调节器的开环和闭环实验。

 

目 录

第一部分系统原理.....................................................................................................

1 引言..........................................................................................................................

2 传统测试手段..........................................................................................................

3工作原理..................................................................................................................

3.1概述................................................................................................................

3.2 系统结构.......................................................................................................

3.3 系统仿真.......................................................................................................

3.4系统输入........................................................................................................

3.5系统输出........................................................................................................

4实验功能..................................................................................................................

4.1 静态性能测试...............................................................................................

4.2动态性能测试................................................................................................

4.3 全数字仿真...................................................................................................

4.4实验结果显示及打印....................................................................................

5 小结......................................................................................................................

第二部分硬件说明.....................................................................................................

1概述.......................................................................................................................

2输入.......................................................................................................................

3输出.......................................................................................................................

4实验接线.............................................................................................................

4.1接线示意图..................................................................................................

4.2直流输入接线..............................................................................................

4.3电压电流接线..............................................................................................

5 开停机操作顺序