第3章 可控励磁发电系统实验装置操作及维护
3.1 实验装置操作说明
实验开启及关闭交流或直流电源都在控制屏上操作。
1.开启三相交流电源的步骤
1)开启电源前，要检查控制屏下方“直流操作电源”的“可调电压输出”开关（右下角）及“固定电压输出”开关（左下角）都须在“关”的位置。控制屏左侧安装的自耦调压器必须调在零位，即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。
2)检查无误后开启“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
3)按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，只要调节自耦调压器的手柄，在输出口U、V、W处可得到0～450V的线电压输出，并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当屏上的“电压指示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；当“指示切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，表计指示三相调压输出之值。
4)实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完毕，须将自耦调压器调回到零位，断总开关。
2.开启单相交流电源的步骤
1)开启电源前，检查控制屏下方“单相自耦调压器”电源开关须在“关”位置，调压器必须调至零位。
2)打开“电源总开关”，按下“启动”按钮，并将“单相自耦调压器” 开关拨到“开”位置，通过手动调节，在输出口a、x两端，可获得所需的单相交流电压。
3)实验中如果需要改接线路，必须将开关拨到“关”位置，保证操作安全。实验完毕，将调压器调回到零位，最后，关断“电源总开关”。
3. 开启直流操作电源的步骤
1)在交流电源启动后，接通“固定直流电压输出”开关，可获得220V（额定电流为1.5A）不可调的直流电压输出。接通“可调直流电压输出”开关，可获得40～220V（额定电流为3A）可调节的直流电压输出。固定
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电压及可调电压值可由控制屏下方中间的直流电压表指示。当将该表下方的“电压指示切换”开关拨向“可调电压”时，指示可调电源电压的输出值，当将它拨向“固定电压”时，则指示输出固定的电源电压值。
2)“可调直流电源”是采用脉宽调制型开关稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时保护电路。所以本电源在开机时，约需有3～4秒钟的延时后，进入正常的输出。
3)可调直流稳压输出设有过压和过流保护告警指示电路。当输出电压调得过高时（超过240V），会自动切断电路，使输出为零，并告警指示。只有将电压调低（约240V以下），并按“过压复位”按钮后，才能自动恢复正常输出。当负载电流过大（即负载电阻过小），超过3A时，也会自动切断电路，并告警指示，此时若要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流告警，这说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流。若在空载下开机，发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机(即开启交流电源后，再开启“可调直流电源”开关)预热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。
3.2实验的基本要求
可控励磁发电系统实验的目的在于培养学生掌握系统的实验方法与操作技能。通过实验使学生能够根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，读取实验所需数据，对数据和现象进行分析研究，得出必要的结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，学生必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。
1.实验前的准备
实验前应复习教科书有关章节内容，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。 实验前应写好预习报告，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。
认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、保证人身安全等都具有十分重要的作用。
2.实验的进行
1)建立小组，合理分工
每次实验都以小组为单位进行，每组由2～3人组成。实验过程中的
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接线、接通或切断负载、调节电压或电流、记录数据等项工作每人应有明确的分工，以保证实验操作的协调和记录数据的准确。
2)选择组件和仪表
实验前先熟悉本次实验所用的组件，记录继电器铭牌数据和选择合适的仪表量程，然后依次排列组件和仪表，便于读取数据。
3)按图正确接线
根据实验线路图及所选组件、仪表，按图接线，接线力求简单明了。接线原则应是先接串联主回路，再接并联支路。为方便检查线路的正确性，实验线路图中的直流回路、交流回路、控制回路等应分别用不同颜色的导线连接。
4)试运行在正式实验开始之前，先熟悉仪表，然后按有关规定起动继电保护电路，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。
5)读取数据
预习时对继电器及其保护装置的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐个读取数据。
6)认真负责，实验有始有终
实验完毕，须将实验结果交指导老师审查。经指导老师认可后，才允许拆线，并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好，放至原位。
3.3可控励磁发电系统操作运行及检测维护 3.3.1可控励磁自动调节系统的投入运行的操作步骤
1．将控制方式切换开关置于“自动”位置，将励磁整定电位器旋至最低励磁输出端。
2．按起励试验步骤①～③将发电机电压UF建立至最低整定值。
3．向励磁电流增加方向缓慢旋动励磁整定电位器，使UF上升至额定值UFe；观察控制电压表、励磁电压表、励磁电流表及发电机电压表、励磁电流表，各参数应平滑均匀上升，无跳跃突变现象。
4．稳定运行几分钟，检查励磁系统各部分有无异常现象。 5．按并列操作要求和步骤，将发电机并入电网。
6．往增方向缓慢旋动励磁整定电位器，发电机逐渐带上无功负载、观察励磁电流表、无功功率表（或cosφ表）亦应平滑均匀上升，无跳跃突变现象。
此外，系统也允许按类似步骤用手控方式起励及运行。
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3.3.2自动—手动控制切换操作要点 1．正常运行中的切换：当需要从自控切换到手控，或者相反操作时，可按如下步骤进行：①按下UK校准按钮SB将控制电压表切换至运行控制档，读取运行控制电压。②迅速松开UK校准按钮SB，将控制电压表投至待用控制档，立即调整待用控制电压，使之等于运行控制电压。③重复上述操作1～2次，尽可能使两种控制电压相等。④迅速将控制方式切换开关切换至待用控制方式。
2．切换操作注意事项：①正常运行中，是否允许切换及在什么条件下才能切换，应严格按等UK值切换原则行事。②有的调节器手控电路中未引入负反馈环节，手控时调节系统运行于开环状态，无自动稳定作用；这时手控只能作自控的事故或紧急备用控制，正常运行中不得随意切换，否则容易使整个系统失去稳定。（本实验装置在运行中可按等UK原则进行切换）③正常运行中，宜尽可能使用自控方式。因为即使是具有负反馈闭环运行的手控电路，其自动调节能力也远不如自控方式强，当发电机突然大量减少负载时，很容易产生过电压。此外，只要自控方式运行正常，就不要随意切至手控，以免操作不当引起机组振荡或失步解列。④正常运行中的切换，宜在负载稳定、运行情况良好时进行，一般不宜在轻载时。⑤处于自控方式运行中的励磁调节系统，必须经常注意保持手控、自控电压相等，特别当负载发生较大变化后，更应及时调节手控电压，使之等于自控值，以便自控电路故障或紧急时，立即切至手控方式。
3．自动控制失控时的切换操作。由于运行中经常保持了手控和自控电压相等，故当自控方式失控时，处于备用状态的手控电压接近于故障前的自控电压，应立刻从自动切换到手控。注意，这时决不可在按上述正常运行中的切换步骤，校准两种控制电压后才作切换。因为这时的自控电压已经不是调节装置实际需要之值了，如果再作调整，切换后可能引起机组振荡甚至失步解列。
3.3.3可控励磁自动调节系统的正常运行要点
1．正常重载运行下的可控励磁自动调节装置，特别当电网电压偏低，在低功率因数下运行时，应注意装置的输出电流不得超过额定值，以免主电路各元件（特别是可控整流元件）过载，影响使用寿命。同时应着重监视过励限制单元的运行情况。
2．当电网电压较高，调节装置长期在高功率因数下轻载运行时，应注意励磁装置的输出电流不得低于最小允许值，以免发电机进相，影响运行稳定性。同时应着重监视低励限制单元的运行情况。若无低励限制电路，则应注意防止发电机进相运行。
3．当发电机外部短路，或由于其他原因电网电压过低时，调节装置
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