（多机—无穷大，综合型，2学时）
1、实验目的
（1）进一步熟悉与掌握组建复杂电力系统的方法与步骤；
（2）掌握复杂电力系统线路投切与结构变化等各种运行方式的调整操作； （3）熟悉复杂电力系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围。 （4）掌握复杂电力系统正常运行状态下的潮流分布情况；
（5）加深认识复杂电力系统的运行状态监测与微机监控系统。
2、实验原理
（1）实验条件与系统接线图详见实验三。
（2）在保持系统各节点电压在允许范围内的前提下，在不改变网络主结构时，通过分别改变发电机有功、无功来改变潮流的分布，可以通过投、切负荷改变电力网潮流的分布，也可以将双回路线改为单回路线输送来改变电力网潮流的分布，还可以调整无穷大母线电压来改变电力网潮流的分布。
（3）本电力网是具有多个节点的环形电力网，通过投切线路，能灵活的改变接线方式，如切除XLC线路，电力网则变成了一个辐射形网络，如切除XLF线路，则C站、E站要经过长距离线路向系统输送功率，如XLC、XLF线路都断开，则电力网变成了T型网络等等。
3、内容与方法
（1）组建复杂电力系统的方法与步骤 首先，无穷大电源系统的投入； 其次，输电线路的投入；
最后，各厂站发电机组的并网投入（其线路开关和系统开关不能合上，切记！！！）。所需要的复杂电力系统组建完毕。
上述具体的操作步骤自己拟定！
拟好实验步骤，经指导教师审阅合格后，方可进行操作！！！
观察与记录：各线路开关状态、各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路有功无功功率和方向。
（2）改变发电机有功、无功输出功率来改变潮流的分布
各发电机输出功率改变大小由同学们自己设计，并记录下各开关状态。 观察并记录：系统中运行参数的变化并将结果加以分析和比较。
表5-1 发电机功率改变前 U I P Q COSΦ QFA G-A G-B QFC G-C QFD G-D QFG G-E* QFH MC QFI MD QFJ U I P Q COSΦ 表5-2 发电机功率改变后 U I P Q COSΦ U I P Q COSΦ QFA G-A G-B QFC G-C QFD G-D QFG G-E* QFH MC QFI MD QFJ （3）通过投、切负荷改变潮流的分布
在相同的网络结构下各发电机向系统输送一定负荷，投入各地方静态、动态负荷。观察并记录系统中运行参数的变化并将结果加以分析和比较，并记录下各开关状态。
相关的表格同学们自行设计！
（4）通过改变网络结构来改变潮流的分布
在相同的运行条件下，即各发电机的运行参数保持不变，改变网络结构，观察并记录系统中运行参数的变化，并将结果加以比较和分析，并记录下各开关状态。
实验方案和相关的表格同学们自己设计！
（5）采用微机监控系统自动生成运行状态报表
在监控系统的计算机屏幕上显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布。要求自行生成典型的运行状态报表一份。
点击主界面右边的“查看状态”按钮，可进行相关的运行状态监视；打印潮流分布图。
注：打印两种运行状态下的潮流分布图！！ （6）结束实验的相关操作
实验结束时，需将发电机组的解列与停机、退出所有的线路、无穷大电源系统的切除。
上述实验的（6）项的操作步骤自己拟定！拟好实验步骤，经指导教师审阅合格后，方可进行操作！！！
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4、实验报告要求
（1）总结组建复杂电力系统的有关注意事项；
（2）列出复杂电力系统运行方式调整操作的各项措施；
（3）比较分析复杂电力系统正常运行状态下的潮流分布情况； （4）比较各项实验数据，分析其产生的原因。
特别指出：
第一条，合母联开关时，注意观察两母线是否存在同期问题！！。
第二条，当做多机系统联网实验时，所有厂站端的无穷大开关以及线路开关均不能合上，对大系统而言“综合自动化试验台WDT—Ⅲ”仅仅只是用发电机及其控制系统和同期操作。如将该台上无穷大和线路开关合上，会造成两个无穷大系统短路。所造成的后果自负！！！！！
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实验二、电力系统综合调度运行实验
（多机独立系统，综合型，2学时）
1、实验目的
（1）掌握电力系统的电压和功率分布情况； （2）掌握电力系统有功功率平衡和频率调整； （3）掌握电力系统无功功率平衡和电压调整； （4）加深理解电力系统综合调度运行意义。
2、实验原理
（1）实验条件与系统接线图详见实验三。
（2）由于电力系统元件数量大，接线复杂，因而大大地增加了分析计算的复杂性。作为电力系统的调度和通信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。
（3）本实验采用“微机监控台”模拟电力系统的调度和通信中心。针对5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，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）微机监控台对电力网的输电线路、联络变压器、负荷全采用了微机型的标准电力监测仪，可以现地显示各支路的所有电气量，并实时显示电力系统的运行状况。
（5）所有常规监视和操作除在现地进行外，均可以在远方的监控系统上完成，计算机屏幕显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布，通过画面切换可以显示每台发电机的运行状况，通过鼠标的点击，可远方投、切线路或负荷，还可以通过鼠标的操作增、减有功或无功功率。运行中可以打印潮流分布图、生成的报表等。
3、内容与方法
（1*）独立电力系统的初始运行条件
投入三台机组，组建多机独立电力系统。 ①在调度台上投入“操作电源开关”、再投入多机电网的所有“线路开关”，形成环网。
（注：调度台的“动力电源开关”不能投入、系统开关也不能合闸！切记！！！） ②G-A#机组就地手动并入大网（注意是大网！）向系统的线路充电； ③G-D#机组同期并入大网。
④G-C#机组同期并入大网，形成三机独立电力系统。 ⑤手动或微机监控投入三组静态负荷（LDA、LDB）。
⑥均衡调节三台机组的有功出力和无功出力，使电压与频率接近额定值。 注：第（1*）步是由指导老师操作！
（2）有功功率与频率、无功功率与电压的协调平衡调度运行
观察与记录初始系统的运行状态：各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路和负荷的有功无功功率和方向、系统频率（所需的表格自行设计！）。
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①投入一组动态负荷（电动风机）。
观察与记录系统的新状态：各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路和负荷的有功无功功率和方向。
②再投入一组动态负荷（电动风机）。
观察与记录系统的新状态：各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路和负荷的有功无功功率和方向、系统频率。
③协调调整运行状态
调整的原则：有功和无功功率尽量就地就*衡，减少相应的损耗，减轻对联络线的负担，增加应付突发事故的能力。
调整的手段：通过下达相关的调度指令予以实现。
均衡地调整三台机组的有功无功出力！使电压与频率恢复。
观察与记录系统的新状态：各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路和负荷的有功无功功率和方向、系统频率。
④MD母线电压不足应用进行补偿 在MD母线上投入一组电容器。
观察与记录系统的新状态：各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路和负荷的有功无功功率和方向。
（4）采用微机监控系统进行综合的有功无功调度运行 采用微机监控系统进行综合的有功无功调度运行调整，对发电机和负荷进行监控。
在监控系统的计算机屏幕上显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布。
要求自行生成典型的运行状态报表一份，并进行编辑或打印。
注：打印三种运行状态下的报表！！！ （6）结束实验的相关操作
实验结束时，需将负荷和发电机组逐级更替退出与停机（以免发生事故！）、退出所有的线路、和相关电源的切除。
4、实验报告要求
（1）列出电力系统有功与频率调整的措施； （2）列出电力系统无功与电压调整的措施；
（3）列表整理实验过程中的各运行状态数据，并进行比较分析；
（4）将所打印的报表数据进行分析，说明各种实验现象，并分析其原因。
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实验三、电力系统静态稳定实验
（单机—无穷大，综合型，2学时）
1、实验目的
（1）掌握电力系统物理模拟实验的基本方法；
（2）理解功率极限的概念，体会各种提高功率极限措施的作用； （3）加深对电力系统静态稳定性的理解； （4）通过对实验中各种现象的观察，培养理论结合实际及分析问题的能力。
2、实验原理
（1）本实验采用简单电力系统，电力系统一次接线方案如图6-1所示。发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站。
图6-1 电力系统一次接线
（2）随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限。提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平等手段来实现。
3、内容与方法
首先将调速器和励磁调节器全部设为“手动”方式！！ （1）单回路静态稳定运行实验 实验步骤如下：
①启动发电机组至额定转速； ②建立发电机电压至额定值；
③投入无穷大电源系统和一条输电线路； ④通过同期使发电机并网运行；
⑤调整发电机励磁和原动机输出，即调整有功和无功功率； ⑥观察与记录相关的运行状态数据，并填入表6-1中；
⑦继续调整发电机励磁和原动机输出，使发电机处于不同的工作点，然后记录实验数据，重复上述⑤、⑥步两步；
⑧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。
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表6-1 单回路静态稳定运行实验数据 P（kw） IA Q UF US 注意：
0 0.5 0.8 1.0 1.3* 88 ①在调速器中读取，即dd值。P *为功率极限点，超过将不稳定。
②有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得
准确的测量数值。
③当系统失稳时，减小原动机出力，使发电机拉入同步状态。
（2）双回路静态稳定运行实验
将原来的单回路线路改成双回路运行，按上述实验步骤进行操作，并将结果填入表6-2中，并进行比较分析。
表6-2 双回路静态稳定运行实验数据 P（kw） IA Q UF US 0 0.5 1.0 1.5 1.8* 88 （3）单回路自动励磁调节下的静态稳定运行实验 将发电机解列、断开励磁开关、然后将励磁调节器改为为“微机自动”方式，再建励和并网，切勿在带电情况下切换励磁开关！！
将线路按单回线路运行方式。按上述实验步骤进行操作，并将结果填入表6-3中，并进行比较分析。
表6-3 单回路、微机自励磁调节静态稳定运行实验数据
P（kw） IA Q UF US 0 0.5 1.0 1.5 1.75* 88 （4）结束实验的相关操作 实验结束时，需将发电机组的进行解列和停机操作，并将无穷大系统的退出运行。
4、实验报告要求
（1）根据实验结果数据作出发电机组的功角特性曲线； （2）将三组不同的实验条件与结果数据进行比较分析；
（3）分析当发电机濒临失步时应采取哪些措施才能避免发电机失步。
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实验四、电力系统短路故障及暂态稳定实验
（单机—无穷大，综合型，2学时）
1、实验目的
（1）通过实验使课堂理论教学与实践结合，加深对电力系统暂态稳定内容的理解；
（2）通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施； （3）用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的波形图，并进行分析； （4）通过对实验中各种现象的观察，培养理论结合实际及分析问题的能力。
2、实验原理
（1）电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。本实验采用电力系统一次接线方案如图6-1所示。
（2）在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。
3、内容与方法
首先将调速器和励磁调节器全部设为“手动”方式，但不可在线切换！！ （1）短路类型对暂态稳定的影响
固定短路地点、短路切除时间和系统运行条件。在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切！。 在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率。
Pmax为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从微机保护装置读出，
具体显示为： GA- A相过流值 GB- B相过流值 GC- C相过流值 GL- 非单相过流值 保护装置定值代码如下：
05： 重合闸投切选择
01： 过流保护动作延迟时间
02： 重合闸动作延迟时间 03： 过电流整定值 04： 过流保护投切选择
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另外，短路时间TD由面板上“短路时间”继电器整定为0.2s。微机保护装置的具体整定参数为表7-1。注：每次故障操作要隔10 s以上，否则保护会死机！！
表7-1 微机保护装置的整定值[注：由指导老师整定！！] 整定值代码 整定值 01 0.1s 02 / 03 3.19 (A) 04 ON 05 OFF TD 0.2s 表7-2 单相接地短路、短路切除时间0.1s（双回路运行） Pmax(kW) 1.0 1.5 1.8* 表7-3 三相短路、短路切除时间0.1s （双回路运行） Pmax(kW) 0.8 1.0 1.3* 稳定 不稳定 * 最大短路电流（A） 7.1 稳定 不稳定 * 最大短路电流（A） 5.33 （2）单相自动重合闸提高暂态稳定的影响
在电力系统的故障中大多数是送电线路（特别是架空线路）的“瞬时性” 故障，除此之外也有“永久性故障”。
对瞬时性故障，微机保护装置切除故障线路后，经过延时一定时间将自动重合原线路，从而恢复全相供电，提高了故障切除后的功率特性曲线。
通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，观察它对提高暂态稳定的作用。
另外，短路时间TD由面板上“短路时间”继电器整定为0.2s。微机保护装置的具体整定参数为表7-6。实验室结果数据填入表7-7。
表7-4 微机保护装置的整定值[注：由指导老师整定！！] 整定值代码 整定值 01 0.1s 02 2.0s 03 4. 4(A) 04 ON 05 ON TD 0.2s
表7-5 单相接地短路、短路切除时间0.1 s、自动重合闸投入（双回路运行） Pmax(kW) 1.0 稳定 不稳定 最大短路电流（A） 9
1.5 1.9*
* 5.64 4、实验报告要求
（1）分析不同短路类型对系统的稳定性的影响； （2）比较分析短路时短路电流的波形图； （3）分析单相自动重合闸提高暂态稳定机理。
注意事项：
（1）实验前后，要注意机组启停、并列与解列等操作；
（2）对失步处理的方法如下：通过调速器的减速按钮减小原动机的输入功率。通过励磁调节器增磁按钮，使发电机的电压增大；如系统没处于短路状态，且线路有处于断开状态的，可并入该线路减小系统阻抗；
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