Описание лабораторной установки

Лабораторная установка представляет собой физическую модель простейшей электрической системы, в которой генератор через трансформатор и двухцепную линию электропередачи работает на шины неизменного напряжения. Конструктивно модель включает в себя вертикальную и горизонтальную панели, модели линий электропередачи, трансформатора и генератора.

На вертикальной панели расположена мнемосхема модели электропередачи с элементами управления, измерительными приборами и сигнальными лампами. На горизонтальной панели установлены генератор с первичным двигателем и асинхронный двигатель с механическим торможением, моделирующим нагрузку. В качестве генератора используется синхронный генератор, имеющий параметры, представленные в табл. 1.1.

Возбуждение генератора, независимое от режима работы генератора, позволяет изменять ток возбуждения вручную и с помощью АРВ от 0 до 1,7 А. В качестве первичного двигателя (турбины) генератора используется асинхронный двигатель, который питается от преобразователя частоты. Все трансформаторы электрической системы на модели моделируются дросселями. Параметры трансформатора, связывающего генератор с линией Т_г, и трансформаторы нагрузки Т-1, Т-2 представлены в табл. 1.2.

Линия электропередачи принята 2-х цепной длиной 990 км, с переключательными пунктами U=500 кВ, расположенными через участки длиной 330 км. Участки линии электропередачи моделируются П-образными схемами замещения с параметрами R=12,0 Ом, X=175 Ом, С=1мкФ.

Для измерения угла 5(угол между ЭДС основного генератора и шинами неизменного напряжения системы) используется стробоскопический эффект, и угол 8 отсчитывается по шкале, находящейся на муфте, соединяющей генератор и двигатель (турбину).

Порядок выполнения лабораторной работы

Ознакомиться с описанием лабораторной установки и методическими указаниями к лабораторной работе. Проверить на вертикальной панели стенда отключенное положение всех выключателей (положение вниз) и положение ручек регулирования скорости двигателя (турбины) и возбуждения генератора (поворот в крайнее левое положение).
Запустить генератор и включить его на синхронную работу с электрической сетью лаборатории. Для этого выполнить следующие операции:

Включить автоматический выключатель Q (см. рис. 1.4), который подает напряжение на модельную линию, цепи управления и сигнализации.
Подключить к панели измерений стенда дополнительные измерительные приборы: частотомер, мультиметр, цифровой осциллограф (ноутбук).
Включить тумблер на панели «турбина» (подается напряжение на двигатель - турбину) и тумблер на панели «регулирование возбуждения» (подается напряжение на обмотку возбуждения генератора), при этом загорается сигнальная лампа.

Поворачивая ручку регулирования скорости турбины, привести генератор во вращательное движение, и совместно с ручкой регулирования возбуждения выставить величины f ~50Гц, U_г ~1205. Включить реактор выключателями Q₃, Q₄, Выключателями Q₅– Q₁₇подать напряжение на схему подстанции, изображенной четырехугольником,
Установить равенство напряжений и частот по концам синхронизируемого выключателя Q₁, и, наблюдая за ламповым синхроноскопом (используется метод вращающегося огня), добиться медленного вращения сигнальных ламп синхроноскопа. В момент загорания верхней зеленой лампы включить выключатель Q₁ . По приборам определить вхождение генератора в синхронизм. Если синхронизации нет, отключить выключатель Q₁, и повторить включение генератора в сеть. Включить выключатель Q₂ схемы четырехугольника.
Включить тумблер стробоскопа для измерения угла б, который отсчитывается по шкале, находящейся на муфте, соединяющей генератор и турбину.
Установить исходный режим холостого хода электропередачи по приборам Р_г = 0 (регулированием-скорости и тока возбуждения генератора), и б = 0 по шкале с^; помощью ручки установки нуля стробоскопа.

3. При неизменном токе возбуждения, соответствующем исходному режиму, снять угловые характеристики мощности р = f(б) для двухцепной и одноцепной линии электропередачи (на лицевой панели).

Для этого плавно увеличивать мощность, выдаваемую генератором в сеть. По достижении угла б = 60^о увеличивать нагрузку генератора внимательно и медленно, вплоть до нарушения синхронной работы генератора с системой. Зафиксировать предельные значения мощности и угла по условию устойчивости. Параметры изменения режима занести в табл. 1.3. При нарушении синхронизма уменьшить скорость вращения турбины и ввести генератор в синхронную работу. Если это не удается, отключить генератор выключателем Q₁ – Q₂ и снова ввести его в синхронизм по п.2.5. Просмотреть по приборам и компьютеру, подключенному к лабораторному стенду, характер изменения параметров режима при нарушении статической устойчивости генератора и его вхождение в синхронизм.

Снять угловые характеристики мощности одноцепной и двухцепной линий электропередачи P = f(б) при регулировании тока возбуждения вручную таким образом, чтобы поддерживалось неизменным напряжение на шинах генератора при изменениях нагрузки генератора. Параметры режимов по показаниям приборов занести в табл. 1.3.
Снять угловые характеристики мощности одноцепной и двухцепной линий электропередачи P = f(б) при автоматическом регулировании тока возбуждения. Для этого включить тумблер на панели автоматического регулирования тока возбуждения.
Отключить генератор от сети выключателями Q₁ и Q₂, снять возбуждение генератора и остановить генератор отключением тумблера турбины. Схему электропередачи привести в исходное состояние; отключить выключатели Q₅– Q₁₇, затем Q₃и Q₄.
Отключить автоматический выключатель Q.
Представить преподавателю черновые записи по результатам выполнения лабораторной работы.