电力系统四遥综合实践指导书
电力系统自动化实验指导书
电力系统自动化实验指导书(2010-12-22 12:52:10)标签：通道电力系统自动化发电机示波器交流电压教育分类：实用信息电力系统自动化实验指导书——电力系统自动装置电路仿真综合实验——一．实验目的1．本实验指导书主要是在电路仿真软件Multism的环境下进行的虚拟仿真实验，有关真实实验部分可参考“电力系统自动装置综合实验”实验指导书的相关内容。
2．了解并掌握实验电路的工作原理，以及电路调试及分析与设计方法。
使用电子电路设计软件对实验电路电路进行调试和分析。
3．本综合实验内容在技术上具有共享性和开放性的特点，既可以作为开放性试验供同学在实验室中进行，部分内容也可以作为实际试验的补充允许满足一定条件的同学在网上使用。
二．预习要求1．实验前认真预习《电力系统自动化》第六章第1、2、3节以及第四章第1、2、3、４、５节。
2．实验前认真预习《虚拟电子实验室Multisim》，掌握Multisim基本功能及操作。
学习元件调用、绘制电路图、仪器的使用以及电路的测试方法。
3．预习实验内容，分析理论结果，以便与实验结果相比较。
4．完成拟定实验步骤。
三．实验要求1．根据技术要求具备初步选用合适的元器件，组成实验电路和调试的能力。
2．具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
3．具备应用Multisim软件工具分析和设计简单电路的能力。
4．分析实验结果以及撰写实验报告。
实验一、利用正弦脉动电压检查准同期条件实验(一)．脉动电压Us分析???? 母线电压瞬时值为????????????????????????? ux=Uxmsin(ωxt+φ0x)???? 发电机电压瞬时值为?????????????????????????? uf=Ufmsin(ωft+φ0f)????? 式中?? Ufm、Uxm－相应电压的幅值；?????????? ωx、ωf? －相应Ux、Uf角速度；???????????? φ0x、φ0f－相应电压的初相角。
四遥实验报告
遥测(遥测信息)：远程测量。
采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。
遥信(遥信信息)：远程信号。
采集并传送各种保护和开关量信息。
遥控(遥控信息)：远程控制。
接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。
遥调(遥调信息)：远程调节。
接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。
放射功能：遥测(遥测信息)：远程测量。
采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。
遥信(遥信信息)：远程信号。
采集并传送各种保护和开关量信息。
遥控(遥控信息)：远程控制。
接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。
遥调(遥调信息)：远程调节。
接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。
// 远动终端（RTU）与主站配合可以实现四遥功能：1）遥测：采集并传送电力系统运行的实时参数2）遥信：采集并传送电力系统中继电保护的动作信息、断路器的状态信息等3）遥控：从调度中心发出改变运行设备状况的命令4）遥调：从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数// 含义作用遥信遥测遥控遥调四大概念介绍关于四遥功能即遥信( YX) , 遥测( YC) , 遥控( YK) 和遥调( YT) 的概念四遥功能：四遥功能即遥信( YX) , 遥测( YC) , 遥控( YK) 和遥调( YT) .遥信：要求采用无源接点方式,即某一路遥信量的输入应是一对继电器的触点,或者是闭合,或者是断开。
通过遥信端子板将继电器触点的闭合或断开转换成为低电平或高电平信号送入RTU 的YX 模块。
遥信功能通常用于测量下列信号,开关的位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号。
自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号;事故总信号及装置主电源停电信号等。
电力系统自动化-实验三 遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验
实验三遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验1.本次实验的目的和要求1）、熟悉远动技术在电力系统中的应用。
2)、理解遥控、遥测、遥信、遥调的具体意义，及实现方法。
2.实践内容或原理早期的电力系统调度，主要依靠调度中心和各厂站之间的联系电话，这种调度手段，信息传递的速度慢，且调度员对信息的汇总、分析、费时、费工，它与电力系统中正常工作的快速性和出现故障的瞬时性相比，调度实时性差。
电力系统采用远动技术后，厂站端的远动装置实时地向调度中心的装置传送遥测和遥信信息，这些信息能直观地显示在调度中心的屏幕显示器上和调度模拟屏上，使调度员随时看到系统的实时运行参数和系统运行方式，实现对系统运行状态的有效监视。
在需要的时候，调度员可以在调度中心操作，完成向厂站中的装置传送遥控或遥调命令。
由于远动装置中信息的生成，传输和处理速度非常快，适应了电力系统对调度工作的实时性要求，使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。
调度自动化系统中的远动系统由远动主站、远方终端RTU和通道组成。
远动终端（RTU）与主站配合可以实现四遥功能：1）遥测：采集并传送电力系统运行的实时参数2）遥信：采集并传送电力系统中继电保护的动作信息、断路器的状态信息等3）遥控：从调度中心发出改变运行设备状况的命令4）遥调：从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数本实验平台上，可完成的四遥功能见表6。
1)、遥信、遥测与电力系统远程监视电力系统的遥信遥测是由安装在发电厂和变电站的远动终端（RTU）负责采集电力系统运行的实时参数，并借助远动信道将其传送到调度中心的。
电力系统运行的实时参数有：发电机出力，母线电压，线路有功和无功负荷，断路器的状态信息等。
在本实验中，RTU的信息采集功能由微机励磁调节器、微机调速器和智能电力监测仪承担远动信道用有线通信信道来模拟，通信方式采用问答式（Polling）方式，调度中心的计算机负责管理调度自动化功能。
采用面向对象的人机交互界面，通过鼠标点击查询远方厂站实时参数并自动检测和报告断路器变位和模拟量越限。
电力系统综合实验指导书2014
微机自并励方式
70 80 90
表 2-8
P IA Uz UF Ifd Q 0 0 0 0 10 20 30
双回线
40 50 60
微机自并励方式
70 80 90
10
电力系统综合性实验指导书
2．微机它励（恒流或恒压控制方式） ，实验步骤自拟。 表 2-9
P IA Uz UF Ifd Q 0
－
单回线
0 0 0 10 20 30 40 50 60
并网前 Eq<Ux
70 80 90
8
电力系统综合性实验指导书
表 2-4
P IA Uz UF Ifd Q 0+ 0 0 0 10 20 30
单回线
40 50
并网前 Eq>Ux
1．调速器处停机状态时，如果“输出零”灯不亮，不可开机； 2．实验结束后，通过励磁调节使无功输出为零，通过调速器调节使有功 输出为零，解列之后按下调速器的停机按钮使发电机转速至零。跳开操作台 所有开关之后，方可关断操作台上的操作电源开关。
P IA Uz UF Ifd Q 0 0 0 0 10 20 30
单回线
40 50 60
手动调节励磁
70 80 90
9
电力系统综合性实验指导书
表 2-6
P IA Uz UF Ifd Q 0 0 0 0 10 20 30
双回线
40 50 60
手动调节励磁
70 80 90
附录一： WDT-ⅢC 型电力系统综合自动化试验装置简介.......... 19 附录二：同步发电机组启动和建压操作简介 ................ 21
电力系统综合性实验指导书
电力系统综合实验A指导书-电力系统综合实验B指导书
电力系统综合实验A指导书电气与电子工程学院200７年3月16日目录实验注意事项................................................................................................... 错误!未定义书签。
一、WDT－Ⅲ电力系统综合自动化试验台注意事项ﻩ错误!未定义书签。
二、PＳ-5Ｇ型电力系统微机监控试验系统注意事项 ......................... 错误!未定义书签。
三、发电机开机操作过程ﻩ错误!未定义书签。
(一）微机自励或微机它励的开机过程.......................................... 错误!未定义书签。
(二)手动励磁的开机过程ﻩ错误!未定义书签。
(三)开机方式选择ﻩ错误!未定义书签。
（四）励磁方式选择ﻩ错误!未定义书签。
四、发电机停机操作过程ﻩ错误!未定义书签。
(一）发电机与系统解列 ................................................................. 错误!未定义书签。
(二）停机与灭磁ﻩ错误!未定义书签。
第一章同步发电机准同期并列实验ﻩ错误!未定义书签。
一、实验目的ﻩ错误!未定义书签。
二、原理与说明....................................................................................... 错误!未定义书签。
三、实验项目和方法............................................................................... 错误!未定义书签。
（一）机组启动与建压ﻩ1(二）观察与分析 ............................................................................. 错误!未定义书签。
电力系统分析（实验指导书）
电力系统分析 实验指导书安全注意事项：1、实验电压：500V，实验电流：4.2A，具有一定危险性。
2、实验过程中，人体不可接触带电线路，如自耦调压器的接线端、发电机的接线端等。
3、控制柜上的总电源只允许指导老师操作，其他人员不得自行开关。
控制柜上的所有组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
4、实验台上的微机线路保护装置只允许指导老师操作，实验台上的其他组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
第一节发电机组的起动与运转实验一、实验目的1、了解微机调速装置的工作原理、掌握其操作方法。
2、熟悉发电机组中的原动机（直流电动机）的基本特性。
3、掌握发电机组起励建压、解列、停机操作。
二、原理说明本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于设定原动机的转速（即发电机输出电压的频率）和有功功率，励磁系统用于调整发电机输出电压值和无功功率。
图1-1为调速系统的原理结构示意图，图1-2为励磁系统的原理结构示意图。
图1-1 调速系统原理结构示意图A、B、C为墙壁插头电源进线在控制柜中发电机图1-2 励磁系统原理结构示意图装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（以下简称“控制柜”）中的THLWT-3型微机调速装置（以下简称“微机调速装置”），该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置（隐装于控制柜中），采用双闭环方式调节原动机的电枢电压，从而改变原动机的转速和输出功率。
发电机输出端的三相交流电压信号送入电量采集模块1，三相交流电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经RS485通信口送入THLWL-3型微机励磁装置（以下简称“微机励磁装置”）；发电机的直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果也经RS485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机的励磁电流。
电力系统综合实验指导书
电力系统综合实验指导书
前
言
实践教学是高等教育结构中的重要组成部分，它承担着科学研究、知识创新、教学 改革和教书育人等学校的主体工作，它对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用， 尤其是对于学生创新能力的培养，具有其独特的地位和作用。 本实验讲义根据加强实践教学环节、拓宽专业知识面的教学改革的需要而编写的专 业综合实验讲义，包含三个部分：电力系统综合实验守则、实验内容和附录。在电力系 统综合实实验守则中我们重点电工操作安全守则和学生操作注意事项，在实验内容这部 分，主要详细给出了每个实验的操作步骤、分析方法和实验要求等等。最后在附录部分 ， 就该实验中用到的设备做简单的说明，便于参考。 本讲义内容的编写是在该实验设备指导说明书的基础上进行必要的改进，以便于适 应学生的理解的同时力求深入浅出，理论联系实际，注重学生的动手能力，并且具有重 点突出，层次分明，逻辑性强，便于自学。 常秀莲 刘永强 2006-6-27
G S Δ U G US ΔU Δ
（2-1）
并列操作时，要求频率差、电压差和相位差三个条件必须同时满足。 2．准同期条件与冲击电流性质的关系： 为了将合闸电流限制在安全范围内，工程实用的允许偏差取值一般为：
长江大学电信学院自动化系电气工程课程组
四、 实验设备
WDT-III 电力系统综合自动化试验台
五、 实验原理
（一）同步发电机自动准同期控制 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式， 同步发电 机准同期控制器，就是一种能够快速无扰动地将同步发电机投入到电力系统中（并网） 的自动装置。它是一种典型的自动操作（合闸）装置。 （二）准同期控制的理论问题 1．无扰动合闸与准同期并列条件 准同期控制器需要解决的关键技术问题是无扰动合闸。所谓有扰动，就是 指断路器合闸瞬间的合闸冲击电流不等于零。过大的合闸电流会产生大量热量使定子绕 组过热，使绝缘加速老化；过大的合闸电流还会产生危险的电动力，使定子绕组变形受 损；同时，合闸电流的有功分量还会产生有功功率冲击，对机组转轴施加过大的冲击力 矩，严重时会损坏同步发电机的联轴器；此外，过大的冲击电流对电力系统稳定也会产 生不利影响。所以必须严格控制合闸冲击电流，以延长发电机的使用寿命，避免意外事 故发生。 在工程实用上，理想并列条件难以满足。实际中只要合闸冲击电流被限制 在一定范围内，则不会产生任何不利影响，由此提出工程上实用的并列条件是：
电力系统综合实验指导书
电力系统仿真实验指导书南华大学电气工程系2016年9月实验一大电流接地系统短路故障仿真实验一、实验目的与要求通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。
本实验要求学生掌握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。
二、实验内容搭建如图1-1所示的系统模型并仿真，该系统有3个电源，4条输电线路，在Line1的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流的有效值。
图1-1 大电流接地系统短路故障的Simulink仿真模型三、实验仪器设备及耗材1.每组计算机1台、软件Matlab7.0套。
四、实验原理1、SimuLink简要说明SimuLink是基于 MATLAB的图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。
它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。
进入SimuLink的2种方法：1)在MATLAB命令行中敲出SimuLink，回车，就打开了SimuLink。
2)点击工具栏中的按钮，看图：图1-2 进入Simulink2、SimPowerSystems说明SimuLink下的SimPowerSystems可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子器件等等。
进入SimPowerSystems的2种方法：1)在MATLAB命令行中敲出powerlib，回车，就打开了SimPowerSystems的元件库。
2)进入simulink环境，从左侧的选出SimPowerSystems，看图：图1-3 进入SimPowerSystemsElectrical Sources，电源库，有各种电源，交流电压源、交流电流源、直流电压源、受控电压源、受控电流源、电池、三相电源、三相可编程电压源。
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遥控、遥测、遥信、遥调四遥综合实践
一、实践目的
1、熟悉远动技术在电力系统中的应用。
2、理解遥控、遥测、遥信、遥调的具体意义，及实现方法。
二、原理说明
早期的电力系统调度，主要依靠调度中心和各厂站之间的联系电话，这种调度手段，信息传递的速度慢，且调度员对信息的汇总、分析、费时、费工，它与电力系统中正常工作的快速性和出现故障的瞬时性相比，调度实时性差。
电力系统采用远动技术后，厂站端的远动装置实时地向调度中心的装置传送遥测和遥信信息，这些信息能直观地显示在调度中心的屏幕显示器上和调度模拟屏上，使调度员随时看到系统的实时运行参数和系统运行方式，实现对系统运行状态的有效监视。
在需要的时候，调度员可以在调度中心操作，完成向厂站中的装置传送遥控或遥调命令。
由于远动装置中信息的生成，传输和处理速度非常快，适应了电力系统对调度工作的实时性要求，使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。
调度自动化系统中的远动系统由远动主站、远方终端RTU和通道组成。
远动终端（RTU）与主站配合可以实现四遥功能：
1）遥测：采集并传送电力系统运行的实时参数
2）遥信：采集并传送电力系统中继电保护的动作信息、断路器的状态信息等
3）遥控：从调度中心发出改变运行设备状况的命令
4）遥调：从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数本实践在THLDK-2实验平台上完成。
可完成的四遥功能见表1。
1、遥信、遥测与电力系统远程监视
电力系统的遥信遥测是由安装在发电厂和变电站的远动终端（RTU）负责采集电力系统
运行的实时参数，并借助远动信道将其传送到调度中心的。
电力系统运行的实时参数有：发电机出力，母线电压，线路有功和无功负荷，断路器的状态信息等。
在本实验中，RTU的信息采集功能由微机励磁调节器、微机调速器和智能电力监测仪承担
远动信道用有线通信信道来模拟，通信方式采用问答式（Polling）方式，调度中心的计算机负责管理调度自动化功能。
采用面向对象的人机交互界面，通过鼠标点击查询远方厂站实时参数并自动检测和报告断路器变位和模拟量越限。
2、遥控遥调与电力系统远程控制和调整
电力系统中的遥控遥调过程是：厂站RTU接受并执行调度中心的调度员从主站发来的命令，完成对断路器的分、合闸操作，实现发电机组的有功出力或无功出力的调整。
本实验系统中，安装在THLDK-2型电力系统监控实验台内的PLC执行遥控功能， THLZD-2型控制柜内的微机励磁调节器和微机调速器接受调度中心通过通信网发来的命令，执行遥调功能。
3、问答式远动（Polling方式）与召唤式显示或选择性控制
远动信息的传输可以采用循环传输模式或问答传输模式
循环式数字传输模式（CDT）：厂站端将要发送的远动信息按规约的规定组成各种帧，再编排帧的顺序，一帧一帧地循环向调度端传送。
发端不顾及收端的需要，也不要求收端给以回答。
问答传输模式（polling）：调度端要得到厂站端的监视信息，必须由调度端主动向厂站端发送查询命令报文。
查询命令是要求一个或多个厂站传输信息的命令，厂站端按调度端的查询
要求发送回答报文。
用这种方式，可以做到调度端询问什么，厂站端就回答什么，即按需传送，对信道质量的要求较高，且必须保证有上下行信道。
问答式远动的遥信遥测，是由调度端主动地按顺序依次“调取”各厂站地信息。
作为厂站端，仅在自己受到调度端“召唤”时，才能够送出自己的信息。
三、实践内容与步骤
本次实践电力网络结构如图1所示。
1、监控系统软件的启动
运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”。
2、无穷大系统的调整以及电力网的组建
1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接通8#母线，再合闸QF18，顺时针调整自耦调压器把手至400V。
联络变压器的分接头选择为UN。
2）依次合闸QF17→QF16→QF15→QF14→QF10→QF12→QF1→QF2→QF3→QF4→QF5→QF6→QF7，观察1#～5#母线电压为400V左右，6#母线220V左右。
3、各发电机组的启动和同期运行
分别起动1#～5#发电机组，控制方式：微机励磁，他励，组网运行，n=1500rpm，U G=400V。
此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，完成1#发电机组的并网运行，并手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。
然后按同样操作，依次完成2#～5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。
4、网络中，负荷的投入
依次按下QF8，QF9，QF11，QF13“合闸”按钮，投入负荷LD1、LD2、LD3、LD4。
图1 电力系统“四遥”电力网络结构
5、遥测信息的监视
调整各发电厂的运行状态，观察表中的各遥测信息，在电力系统监控及运行管理系统中，实时打印各发电厂的运行曲线，线路电量参数。
增加发电厂（发电机）的有功、无功功率，观察输电线路电流越限报警情况，记录报警记录表。
6、遥信信息的监视
实时观察发电厂、线路上各断路器的分、合闸状态，实时记录遥信信息一览表。
7、遥控操作实验
通过操作各发电厂和线路上断路器的分、合闸按钮，以及负荷的投、切，控制发电厂的并网和解列，改变电力网的结构，观察调整前后电力网中各运行参数、潮流分布的变化，实时记录遥控记录一览表。
8、遥调操作实验
通过电力系统监控及运行管理系统，改变各发电厂的出力：有功功率和无功功率。
观察调整前后电力网中各运行参数、潮流分布的变化并记录。
9、问答式（Polling方式）远动信息传输方式实验
操作调度计算机，逐一查询各发电厂（发电机）运行状态和电力系统各节点或支路的运行状态信息；轮流调节各发电厂的有功功率和无功功率并记录。
10、各发电机组的解列和停机
手动调节1#发电厂发出的有功功率和无功功率为0，按下监控实验台的QF G1“分闸”按钮，完成1#发电厂的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。
然后按同样操作，依次完成2#～5#发电机组的解列和停机操作。
四、实践报告
1、分类整理“四遥”信息：电力系统运行参数的各类曲线、数据表、棒图。
2、总结“四遥”的具体含义和具体功能。
分析“四遥”在电力系统自动化的作用。
3、实践报告格式参照《EDA课程设计报告》和《电气工程课程设计报告》。