一、實驗目的
⒈ 了解同步發電機的幾種起勵方式，並比較它們之間的不同之處。
⒉ 分析不同起勵方式下同步發電機起勵建壓的條件。
二、原理說明
同步發電機的起勵方式有三種：恆發電機電壓ug方式起勵、恆勵磁電流ie方式起勵和恆給定電壓ur方式起勵。其中，除了恆ur方式起勵只能在他勵方式下有效外，其餘兩種方式起勵都可以分別在他勵和自並勵兩種勵磁方式下進行。
恆ug方式起勵，現代勵磁調節器通常有「設定電壓起勵」和「跟蹤系統電壓起勵」兩種起勵方式。設定電壓起勵，是指電壓設定值由執行人員手動設定，起勵後的發電機電壓穩定在手動設定的給定電壓水平上；跟蹤系統電壓起勵，是指電壓設定值自動跟蹤系統電壓，人工不能干預，起勵後的發電機電壓穩定在與系統電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤範圍為85%～115%額定電壓；「跟蹤系統電壓起勵」方式是發電機正常發電執行預設的起勵方式，可以為準同期並列操作創造電壓條件，而「設定電壓起勵」方式通常用於勵磁系統的除錯試驗。
恆ie方式起勵，也是一種用於試驗的起勵方式，其設定值由程式自動設定，人工不能干預，起勵後的發電機電壓一般為20%額定電壓左右。
恆ur(控制電壓)方式只適用於他勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始人工調節逐漸增加勵磁而公升壓，完成起勵建壓任務。
三、實驗內容與步驟
常規勵磁裝置起勵建壓在第一章實驗已做過，此處以微機勵磁為主。
⒈ 選定實驗台上的「勵磁方式」為「微機控制」，「勵磁電源」為「他勵」，微機勵磁裝置選單裡的「勵磁調節方式」為「恆ug」和「恆ug預定值」為400v。
⑴ 參照第一章中的「發電機組起勵建壓」步驟操作。
⑵ 觀測控制櫃上的「發電機勵磁電壓」表和「發電機勵磁電流」表的指標擺動。
⒉ 選定「微機控制」，「自勵」，「恆ug」和「恆ug預定值」為400v。
操作步驟同實驗1。
⒊ 選定「微機控制」，「他勵」，「恆ie」和「恆ie預定值」為1400ma。
操作步驟同實驗1。
⒋ 選定「微機控制」，「自勵」，「恆ie」 和「恆ie預定值」為1400ma。
操作步驟同實驗1。
⒌ 選定「微機控制」，「他勵」，「恆ur」 和「恆ur預定值」為5000mv。
操作步驟同實驗1。
四、實驗報告
⒈ 比較起勵時，自並勵和他勵的不同。
⒉ 比較各種起勵方式有何不同。
一、實驗目的
⒈ 了解微機勵磁調節器的幾種控制方式及其各自特點。
⒉ 通過實驗理解勵磁調節器無擾動切換的重要性。
二、原理說明
勵磁調節器具有四種控制方式：恆發電機電壓ug，恆勵磁電流ie，恆給定電壓ur和恆無功q。其中，恆ur為開環控制，而恆ug，恆ie和恆q三種控制方式均採用pid控制，pid控制原理框圖如圖2-3-1所示，系統由pid控制器和被控物件組成，pid演算法可表示為：
2-3-1
2-3-2
其中：u(t)—調節計算的輸出； kp—比例增益；
ti—積分常數td—微分常數。
因上述演算法用於連續模擬控制，而此處採用取樣控制，故對上述兩個方程離散化，當取樣週期t很小時，用一階差分代替一階微分，用累加代替積分，則第n次取樣的調節量為：
2-3-3
式中：u0—偏差為0時的初值。
則第n-1次取樣的調節量為：
2-3-4
兩式2-3-3和2-3-4式相減，得增量型pid演算法，表示如下：
2-3-5
式中：kp—比例係數；
ki—積分係數，； kd—微分係數，
每種控制方式對應一套pid引數（kp、ki和kd），可根據要求設定，設定原則：比例係數加大，系統響應速度快，減小誤差，偏大，振盪次數變多，調節時間加長，太大，系統趨於不穩定；積分係數加大，可提高系統的無差度，偏大，振盪次數變多；微分係數加大，可使超調量減少，調節時間縮短，偏大時，超調量較大，調節時間加長。
為了保證各控制方式間能無擾動的切換，本裝置採用了增量型pid演算法。
實驗準備：
以下內容均由thlwl-3微機勵磁裝置完成，勵磁採用「它勵」；系統與發電機組間的線路採用雙回線。
具體操作如下：
⑴ 合上控制櫃上的所有電源開關；然後合上實驗台上的所有電源開關。合閘順序：先總開關，後三相開關，再單相開關。
⑵ 選定實驗台面板上的旋鈕開關的位置：將「勵磁方式」旋鈕開關打到「微機控制」位置；將「勵磁電源」旋鈕開關打到「他勵」位置。
⑶ 使實驗台上的線路開關qf1，qf3，qf2，qf6，qf7和qf4處於「合閘」狀態，qf5處於「分閘」狀態。
1．恆ug方式
⑴ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「勵磁調節方式」為「恆ug」，具體操作如下：進入主選單，選定「系統設定」，接著按下「確認」鍵，進入子選單，然後不斷按下「▼」鍵，翻頁找到子選單「勵磁調節方式」，再次按下「確認」鍵。最後按下「＋」鍵，選擇「恆ug」方式。
⑵ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「恆ug預定值」為「400v」，具體操作同上。
⑶ 發電機組起勵建壓（操作見第一章），使原動機轉速為1500rmp，發電機電壓為額定電壓400v。
⑷ 發電機組不並網，通過調節原動機轉速來調節發電機電壓的頻率，頻率變化在45hz～55hz之間，頻率數值可從thlwl-3微機勵磁裝置讀取。具體操作：按下thlwt-3微機調速裝置面板上的「＋」鍵或「－」鍵來調節原動機的轉速。
⑸ 從thlwl-3微機勵磁裝置讀取發電機電壓、勵磁電流和給定電壓的數值並記錄到表3-2-3-1中。
表3-2-3-1
2．恆ie方式
⑴ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「勵磁調節方式」為「恆ie」，具體操作同恆ug方式實驗步驟⑴
⑵ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「恆ie預定值」為「1400ma」， 具體操作同恆ug方式實驗步驟⑵。
⑶ 重複恆ug方式實驗步驟⑶、⑷，從thlwl-3微機勵磁裝置讀取發電機電壓、勵磁電流和給定電壓的數值並記錄於表3-2-3-2中。
表3-2-3-2
3．恆ur方式
⑴ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「勵磁調節方式」為「恆ur」，具體操作同恆ug方式實驗步驟⑴
⑵ 設定thlwl-3微機勵磁裝置的「恆ur預定值」為「4760mv」， 具體操作同恆ug方式實驗步驟⑵。
⑶ 重複恆ug方式實驗步驟⑶、⑷，從thlwl-3微機勵磁裝置讀取發電機電壓、勵磁電流和給定電壓的數值並記錄於表3-2-3-3中。
4．恆q方式
⑴ 重複恆ug方式實驗步驟⑴、⑵和⑶。
⑵ 發電機組與系統併網。（具體操作見實驗一）
⑶ 並網後，通過調節調速裝置使發電機組發出一定的有功，通過調節勵磁或系統電壓使發電機組發出一定的無功。要求保證發電機功率因數為0.8。
具體操作如下：按下thlwt-3微機調速裝置面板上的「＋」鍵或「－」鍵來增大或減小有功功率；降低15kva自耦調壓器的電壓,使發電機發出一定的無功功率。
⑷ 選擇「恆q」方式，具體操作如下：按下thlwl-3微機勵磁裝置面板上的「恆q」鍵。（注：並網前按下「恆q」鍵是非法操作，裝置將視該操作為無效操作。）
⑸ 改變系統電壓，從thlwl-3微機勵磁裝置讀取發電機電壓、勵磁電流、給定電壓和無功功率數值並記錄於表3-2-3-4中。
表3-2-3-3
表3-2-3-4
注：四種控制方式相互切換時，切換前後執行工作點應重合。
5．負荷調節
⑴ 設定子選單「勵磁調節方式」為「恆ug」方式，操作參照恆ug方式實驗步驟⑴。
⑵ 將系統電壓調到300v（調節自耦調壓器到300v），發電機組併網，具體操作參照第一章。
⑶ 調節發電機發出的有功和無功到額定值,即：p=2kw,q=1.5kvar。
調節有功，即按下thlwt-3微機調速裝置面板上的「＋」鍵或「－」鍵來增大或減小有功功率；調節無功，即按下thlwl-3微機調速裝置面板上的「＋」鍵或「－」鍵來增大或減小無功功率。
⑷ 從thlwl-3微機調速裝置讀取功角，從thlwl-3微機調速裝置讀取勵磁電流和勵磁電壓，並記錄資料於表3-2-3-5
⑸ 重複步驟⑶，調節發電機發出的有功和無功為額定值的一半。
⑹ 重複步驟⑷
⑺ 重複步驟⑶，調節發電機輸出的有功和無功接近0。
⑻ 重複步驟⑷
表3-2-3-5
四、實驗報告
1．自行體會和總結微機勵磁調節器四種執行方式的特點。說說他們各適合於那種場合應用？對電力系統執行而言，哪一種執行方式最好？
是就電壓質量，無功負荷平衡，電力系統穩定性等方面進行比較。
2．分析勵磁調節器的工作過程及其作用。
一、實驗目的
1．了解強勵的作用。
2．掌握勵磁電壓上公升速度和強勵倍數等幾個概念。
二、原理說明
強勵是勵磁控制系統基本功能之一，前面已經提到，從改善電力系統執行條件和提高電力系統暫態穩定性來說，希望勵磁功率單元具有較大的強勵能力和快速的響應能力。因此，在勵磁系統中勵磁頂值電壓和上公升速度是兩項重要的技術指標。
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