電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

電力系統(tǒng)自動(dòng)化

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

鄭雪娜

電氣信息學(xué)院

2017年3月28日

實(shí)驗(yàn)一直流系統(tǒng)介紹

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.加強(qiáng)理解整個(gè)系統(tǒng)直流電源部分具體供電工作原理;

2.掌握實(shí)際項(xiàng)目中讀國(guó)及識(shí)圖的方法;

3.學(xué)會(huì)繪制項(xiàng)目圖的具體方法。

二.實(shí)驗(yàn)原理

直流系統(tǒng)是電力系統(tǒng)二次部分供電的核心部件，為二次設(shè)備提供245V（為合閘設(shè)

備儲(chǔ)能用）及220V（二次設(shè)備工作及控制電源）直流電。廠用電經(jīng)過降壓后，送至直

流屏中的整流設(shè)備，將交流整流為245V直流電，并經(jīng)過直流降壓設(shè)備將其降為220V

直流電后供給二次設(shè)備。

三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟

（一）直流系統(tǒng)布置圖識(shí)圖（如圖1.1)

（二）直流系統(tǒng)原理圖識(shí)圖（如圖1.2)

（三）直流系統(tǒng)接線圖識(shí)圖（如圖1.3和1.4)

（四）直流系統(tǒng)端子圖識(shí)圖（如圖1.5)

1.1直流系統(tǒng)布置圖

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1.2直流系統(tǒng)原理圖

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1.3直流系統(tǒng)接線圖1

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1.5直流系統(tǒng)端子圖

四.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1.闡述交流接觸器KM1和KM2的具體接線和工作方式；

2.分析在實(shí)際直流系統(tǒng)屏中，F(xiàn)L1的具體位置；

3.分析各監(jiān)控屏之間的通訊方式是什么，如何實(shí)現(xiàn)互相通信?

實(shí)驗(yàn)二同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.加強(qiáng)理解同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列原理，掌握準(zhǔn)同期并列條件；

2.掌握微機(jī)準(zhǔn)同期控制器及模擬式綜合整步表的使用方法；

3.熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程；

4.觀察、分析有關(guān)波形。

二,實(shí)驗(yàn)原理

將同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準(zhǔn)同期并列方式。準(zhǔn)同期并列要求

在合閘前通過調(diào)整待并機(jī)組的電壓和轉(zhuǎn)速，當(dāng)滿足電壓幅值和頻率條件后，根據(jù)“恒定

超前時(shí)間原理”，由運(yùn)行操作人員手動(dòng)或由準(zhǔn)同期控制器自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘命

令，這種并列的合閘沖擊電流一般很小，并且機(jī)組投入電力系統(tǒng)能被迅速拉入同步。根

據(jù)并列操作的自動(dòng)化程度不同，又分為手動(dòng)準(zhǔn)同期、半自動(dòng)準(zhǔn)同期和全自動(dòng)準(zhǔn)同期三種

方式。

正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差，其幅值作周期性的正弦規(guī)律變化。它

能反映兩個(gè)待并系統(tǒng)間的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓幅值差。線性整步電壓

反映的是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規(guī)律，其波形為三角波。他能反映兩個(gè)

待并系統(tǒng)間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應(yīng)用。

手動(dòng)準(zhǔn)同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)（同相點(diǎn)）時(shí)合閘，考慮到短路器的

固有合閘時(shí)間，實(shí)際發(fā)出合閘命令的時(shí)刻應(yīng)提前一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間和角度。

自動(dòng)準(zhǔn)同期并列，通常采用恒定超前時(shí)間原理工作，這個(gè)超前時(shí)間可按短路器的合

閘時(shí)間整定。準(zhǔn)同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和允許頻差，不斷地檢查準(zhǔn)同期條件是

否滿足，在不滿足要求時(shí)閉鎖合閘并且發(fā)出均壓均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件均滿足時(shí),

在整定的超前時(shí)刻送出合閘脈沖。

三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟

（一）按原理圖及接線圖進(jìn)行接線。

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EDCS-81DOBO(4n)

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圖2.1電壓進(jìn)線圖

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84034A01'￥、、、4A19

▼斷路器分位

84054A02

■14

■/，-1'斷路涉合位

圖2.2斷路器狀態(tài)采集圖

EDCS-81D0B0(4?)

3A013A.02

rx

0▼x>同期合同輸出

3A033A,04

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K/▼/▼增壓出口

M053A.06

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XZW/▼Jo/減壓出口

3A073A,08

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X/▼/▼增速出口

3A093A10

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XZ▼x2減速出口

3A07

4的705

-0同期合閘輸出至繼?！?/p>

圖2.3微機(jī)繼電保護(hù)儀控制原理圖

l：IX^-8110B3（ln）

3A013A02H?收

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1013A153A16合閘輸入回路

圖24同期合閘輸出至35kV/10kV線路保護(hù)屏原理圖

102I____I

1分閘位置繼電器|

QF

儂z叵|,1

圖2.5斷路器輸出控制原理圖（35kV/10kV線路保護(hù)屏）

線路保護(hù)控制回路端子

內(nèi)部配線1CD（右）P1路標(biāo)號(hào)電纜標(biāo)號(hào)

?1101

92

J3

控制電源正

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O5

6

97103

98合閘輸入

O9

10

911133

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13

914137

保護(hù)分創(chuàng)

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16

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合閘出口

C_0）18

19

020139

分閘出口

O21

22

23永跳輸入141

24閉鎖合間繼電器143

25禁止操作監(jiān)視145

26閉鎖分閘繼電器147

27

028102

929控制電源負(fù)

O30

圖2.6線路保護(hù)控制回路端子圖（35kV/10kV線路保護(hù)屏）

自動(dòng)準(zhǔn)同期信號(hào)、出口端子

H動(dòng)準(zhǔn)同期電壓端子

內(nèi)部配維4YD（左）附88標(biāo)號(hào)電纜標(biāo)號(hào)

回路標(biāo)號(hào)電觀標(biāo)號(hào)

內(nèi)部配線4UD（左）?1701

4nb?.-11TQMa接至UD92

機(jī)竭電壓13公共端

2TQMb接至UD

3

4|TQMa'接至UDO5

京統(tǒng)電壓

51TQ*db*接至UD6預(yù)報(bào)告警出口703

7保護(hù)動(dòng)作信號(hào)706

8裝置失電信號(hào)707

9

10

11

向期臺(tái)儲(chǔ)輸出

12

13

二次電壓端子排電壓出口

14

15

設(shè)備標(biāo)號(hào)網(wǎng)路標(biāo)號(hào)UD（左）內(nèi)部配錢減壓出口

16

A621屏內(nèi)轉(zhuǎn)接17

漕速出口

?218

O319

減速出a

B62191?屏內(nèi)轉(zhuǎn)接4n3*1020

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C621屏內(nèi)轉(zhuǎn)接自動(dòng)準(zhǔn)同期開入量端子

381

母發(fā)電壓

o9內(nèi)部配我4KD（左）目跖標(biāo)號(hào)電纜標(biāo)號(hào)

910|

N620$11屏內(nèi)轉(zhuǎn)接918401

ii292

93開關(guān)■輸入正

L621<j>13屏內(nèi)M接

A5

0156斷跪檢分位8403

N620'916解內(nèi)轉(zhuǎn)接7新路著金值8406

8田欽同期消入8407

0189外部同期申請(qǐng)8409

191

10手動(dòng)增壓8411

2011手動(dòng)減壓8413

<j>21

/\屏內(nèi)轉(zhuǎn)接12手動(dòng)增速8415

機(jī)端電東02213手動(dòng)版S8417

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<j>23屏內(nèi)轉(zhuǎn)接14開入98419

024IS開入108421

TQMa，<j>25屏內(nèi)轉(zhuǎn)接16開入118423

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系統(tǒng)電壓02617開入12842S

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927屏內(nèi)轉(zhuǎn)接18開入138427

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<>2819開入148429

2920開入15的1

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21開入168433

22投檢修狀態(tài)8435

23信號(hào)復(fù)歸843742PA-14

24

26

26

27

<j>288402

§29

開關(guān)■處入負(fù)

630

4114Al9

圖2.7同期合閘接線端子圖

（二）打開微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀中的準(zhǔn)同期模塊用于測(cè)試同期裝置的動(dòng)作電壓、動(dòng)

作頻率、動(dòng)作角度以及進(jìn)行自動(dòng)準(zhǔn)同期調(diào)整試驗(yàn)。

1.界面說(shuō)明

（1）使用本程序，測(cè)試儀只輸出電壓值，不輸出電流值。一般系統(tǒng)側(cè)選UA,待

并側(cè)選UB,開入量端子1—8任選一個(gè)?？蛇x【手動(dòng)試驗(yàn)】或【自動(dòng)試驗(yàn)】。自動(dòng)準(zhǔn)同

期調(diào)整只有【自動(dòng)試驗(yàn)】方式。

（2）同期裝置動(dòng)作的基本條件

當(dāng)待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)的頻率基本相等、電壓幅值基本相等以及角度差小于一定值，同

時(shí)滿足這三個(gè)條件時(shí)，同期裝置立即發(fā)出合閘信號(hào)。

（3）測(cè)試項(xiàng)目

a.測(cè)試動(dòng)作電壓

系統(tǒng)側(cè)電壓UA=100V,相位0。，頻率50Hz。系統(tǒng)側(cè)參數(shù)是恒定值。設(shè)待并側(cè)電壓

UB=90V,相位0。，頻率50Hz。可以看出只有幅值不等，其他兩項(xiàng)滿足條件，采用手

動(dòng)或自動(dòng)方式遞增UB相幅值，當(dāng)其接近UA相幅值時(shí)，同期裝置動(dòng)作，程序記錄此時(shí)

的UB幅值為動(dòng)作電壓值。

b.測(cè)試動(dòng)作頻率

系統(tǒng)側(cè)電壓UA=100V,相位0。，頻率50Hz。系統(tǒng)側(cè)參數(shù)是恒定值。設(shè)待并側(cè)電壓

UB=100V,相位0。，頻率49Hz?？梢钥闯鲋挥蓄l率不等，其他兩項(xiàng)滿足條件，采用【手

動(dòng)試驗(yàn)】或【自動(dòng)試驗(yàn)】方式遞增UB相的頻率，當(dāng)其接近UA相的頻率時(shí)，同期裝置

動(dòng)作，程序記錄此時(shí)UB的頻率值作為動(dòng)作頻率值c

c測(cè)試動(dòng)作相位

系統(tǒng)側(cè)電壓UA=100V,相位0。，頻率50Hzo系統(tǒng)側(cè)參數(shù)是恒定值。設(shè)待并側(cè)

電壓UB=100V,相位340。，頻率50Hz?？梢钥闯鲋挥邢辔徊坏?，其他兩項(xiàng)滿足條件,

采用手動(dòng)或自動(dòng)方式遞增UB的相位，當(dāng)其接近UA的相位值時(shí)，同期裝置動(dòng)作，程序

記錄此時(shí)UB的相位值作為動(dòng)作相位值。

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d.自動(dòng)準(zhǔn)同期調(diào)整

如右圖所示，兩側(cè)只有相位相等，其他

條件不滿足同期條件，所不同的是變化頻率和變化幅值的命令不是由程序來(lái)控制，而

是由同期裝置的開出量來(lái)控制。通過將其接入測(cè)試儀的開入量來(lái)發(fā)出改變頻率和幅值

的命令。程序定義測(cè)試儀的開入量端子5為增頻，開入量端子6為減頻，開入量端子

7為增壓，開入量端子8為減壓。動(dòng)作接點(diǎn)可選開入量端子1-4中的任意一個(gè)，當(dāng)滿

足同期條件時(shí)，測(cè)試儀記錄動(dòng)作頻率和動(dòng)作電壓。

2.接線方式-如圖所示：

（三）注意事項(xiàng)

進(jìn)行同期試驗(yàn)測(cè)試時(shí)，開始應(yīng)按下同期裝置的啟動(dòng)按鈕，同期裝置才能進(jìn)入等待同

期狀態(tài)。試驗(yàn)前，請(qǐng)先查找裝置上的同期啟動(dòng)信號(hào)輸入端子，引出兩根線，并先把它

們短接，以啟動(dòng)同期裝置，然后再開始試驗(yàn)。

另外，有些同期裝置能設(shè)置同期時(shí)間，做試驗(yàn)時(shí)，如果同期過程超過該時(shí)間，裝置

將閉鎖本次同期合閘，同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。如果要繼續(xù)做試驗(yàn)，則應(yīng)再次按下同期啟

動(dòng)按鈕，或?qū)⑸鲜鰞筛€短接，以再次啟動(dòng)同期裝置。

四.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1.比較手動(dòng)準(zhǔn)同期和自動(dòng)準(zhǔn)同期的調(diào)整并列過程；

2.分析合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)；

3.分析正弦整步電壓波形的變化規(guī)律；

4.滑差頻率工，開關(guān)時(shí)間的的整定原則？

實(shí)驗(yàn)三電力系統(tǒng)低頻/低壓減載實(shí)驗(yàn)

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.加強(qiáng)理解低頻減載原理，掌握低頻減載動(dòng)作條件;

2.理解低壓減載原理，掌握壓頻減載動(dòng)作條件；

3.熟悉電力系統(tǒng)甩負(fù)荷過程;

二.實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額時(shí)候，自動(dòng)低頻減載裝置的任務(wù)就是迅速斷開相應(yīng)數(shù)量的用戶的負(fù)荷，

時(shí)系統(tǒng)的頻率在不低于某一允許值的情況下，達(dá)到有功功率的平衡，以確保電力系統(tǒng)安全允許，防止

事故的擴(kuò)大。

最大功率缺額的確定：

在電力系統(tǒng)中，自動(dòng)低頻減載裝置是用來(lái)應(yīng)付嚴(yán)重功率缺額事故的重要措施之一，它通過切除負(fù)

荷功率（通常是比較不重要的負(fù)荷）的辦法來(lái)制止系統(tǒng)頻率的下降，藉以取得逐步恢復(fù)系統(tǒng)正常工作

的條件。因此，必須考慮即使系統(tǒng)發(fā)生最嚴(yán)重事故的情況下，即出現(xiàn)最大的可能功能缺額的情況下，

接至低頻減載裝置的用戶功率量也能使系統(tǒng)頻率恢復(fù)在可運(yùn)行的水平，以避免系統(tǒng)事故的擴(kuò)大?？梢?，

確定系統(tǒng)事故情況下的最大可能功率缺額，以及接入自動(dòng)低頻減載裝置的相應(yīng)的功率值，是保證系統(tǒng)

安全允許的重要措施。確定系統(tǒng)中可能發(fā)生的功率缺額涉及到對(duì)系統(tǒng)事故的設(shè)想，為此應(yīng)作具體分析。

一般應(yīng)該根據(jù)不利的允許方式下發(fā)生故障時(shí).，實(shí)際可能發(fā)生的最大功率缺額來(lái)考慮，例如按系統(tǒng)中斷

最大機(jī)組或某一電廠來(lái)考慮，如果系統(tǒng)有可能解列成幾個(gè)子系統(tǒng)（即兒個(gè)部分）運(yùn)行時(shí)，還必須考慮

各子系統(tǒng)可能發(fā)生的最大功率缺額。

自動(dòng)低頻減載裝置是針對(duì)事故情況的一種反故障措施，并不要求系統(tǒng)頻率恢復(fù)至額定值，一般希

望它的恢復(fù)頻率fh低于額定值，約為49.5?50HZ之間，所以接到低頻減載裝置最大可能的斷開功率

△PLmax可小于最大功率缺額△Phmax。設(shè)正常允許時(shí)候系統(tǒng)負(fù)荷為PLC，額定頻率與恢復(fù)頻率fh之差

則有：

Ap_△片rmax/A,—sAP—△々max一勺田,產(chǎn)也

七-A2max1-KLh，