精编【OA自动化】EAL电力系统综合自动化实验指导书

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。

《电力系统及自动化综合实验报告》摘要：本报告主要介绍了电力系统及自动化综合实验的内容、目的、原理以及实验结果的分析。

通过对电力系统的模拟与控制实验，加深了对电力系统基本原理和自动化技术的理解，提高了实际操作能力。

一、引言电力系统及自动化是电气工程及其自动化专业的重要课程，其理论知识与实践技能对于学生未来的工程应用具有重要意义。

为了加深对电力系统及自动化理论的理解，提高实际操作能力，进行了电力系统及自动化综合实验。

本报告将详细介绍实验的内容、目的、原理及实验结果的分析。

二、实验内容及目的1.实验内容本实验主要包括以下内容：（1）电力系统模拟实验：通过模拟软件，建立电力系统的模型，分析电力系统的稳定性、暂态稳定性等性能指标。

（2）电力系统自动化控制实验：利用PLC编程技术，实现对电力系统的自动控制，包括发电机电压、频率的调节，负载的自动分配等。

2.实验目的（1）掌握电力系统的基本原理，如电路理论、电机原理等。

（2）了解电力系统的运行特性，如稳定性、暂态稳定性等。

（3）熟悉电力系统自动化控制技术，如PLC编程、传感器应用等。

（4）提高实际操作能力，培养解决实际问题的能力。

三、实验原理1.电力系统模拟实验原理电力系统模拟实验主要通过模拟软件建立电力系统的模型，分析其性能指标。

模拟软件根据电力系统的电路原理和电机原理，通过数值计算方法，模拟电力系统的运行过程，从而得出电力系统的性能数据。

2.电力系统自动化控制实验原理电力系统自动化控制实验主要利用PLC编程技术，实现对电力系统的自动控制。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，具有逻辑运算、定时、计数等功能。

通过编写PLC程序，实现对电力系统的自动控制。

四、实验结果及分析1.电力系统模拟实验结果及分析通过模拟实验，得到了电力系统的稳定性、暂态稳定性等性能数据。

分析数据可以得出以下结论：（1）电力系统的稳定性与电力系统的结构、参数等有关，合理的电力系统结构和参数可以保证电力系统的稳定运行。

电力系统自动化作业指导书第一章：引言
在电力系统运行和维护过程中，自动化技术的应用越来越重要。

本指导书旨在提供一份详细的作业指导，以帮助操作人员正确地使用和维护电力系统自动化设备。

本章将介绍本指导书的目的和使用范围。

第二章：电力系统自动化概述
2.1 电力系统自动化的定义
2.2 电力系统自动化的优势
2.3 电力系统自动化设备概览
第三章：电力系统自动化作业要求
3.1 操作人员的资质要求
3.2 作业环境要求
3.3 作业前的准备工作
第四章：电力系统自动化设备的操作
4.1 开机和关机操作步骤
4.2 监控和控制操作流程
4.3 特殊操作示例：故障处理
第五章：电力系统自动化设备的维护和保养
5.1 日常巡检和保养要点
5.2 设备故障排除和维修方法
5.3 预防性维护措施
第六章：安全保障措施
6.1 电力系统自动化设备的安全操作规范
6.2 火灾和安全事故应急处理
第七章：常见问题解答
7.1 经常遇到的故障及处理方法
7.2 操作人员常见疑问解答
第八章：参考资料
8.1 相关标准和规范
8.2 相关技术文献和专业书籍
结语：
本作业指导书是操作人员进行电力系统自动化设备操作和维护的重要参考。

在使用本指导书时，请务必按照操作步骤进行，确保自动化设备的正常运行和安全性。

如果遇到问题，请参考常见问题解答部分或向相关专业人员咨询。

祝您工作顺利！
注：本指导书仅适用于电力系统自动化设备的操作和维护，对于其他设备的操作和维护请参考相应的作业指导书。

（OA自动化）TDZII电力系统自动化实验培训系统实验指导书C HANG S HA T ONG Q ING E LECTRICALAND I NFORMATION C O.LTDTQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统实验指导书长沙同庆电气信息有限公司目录1.3.1发电机组及控制屏 (1)1.3.2电力系统自动化实验培训系统 (8)1.3.3组态接线屏 (13)2.1.3.1机组启动和建压 (17)2.1.3.1.3恒定越前时间测试 (18)2.1.3.2手动准同期并列实验 (19)A.按准同期条件手动合闸 (19)B.偏离准同期并列条件合闸 (20)2.1.3.5半自动准同期并列 (21)2.1.3.6全自动准同期并列 (21)2.1.3.7不同准同期条件对比实验 (22)2.2.3.1不同Α角对应的励磁电压测试 (25)2.2.3.2同步发电机起励 (26)A.恒机端电压方式起励 (26)B.恒励磁电流方式起励 (26)2.2.3.3伏/赫限制实验 (27)2.2.3.4调差特性实验 (28)2.2.3.5强励实验 (30)2.2.3.6欠励限制实验 (31)2.2.3.7过励限制实验 (32)3.1.3.1负荷调节实验 (35)3.1.3.2单回路与双回路稳态对称运行比较实验 (35)A.单回路稳态对称运行实验 (35)B.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (36)3.2.3.1原动机转速自动方式（自动调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响.37 3.2.3.2原动机转速手动方式（无调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (38)3.2.3.3励磁系统无调节下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (39)第4章电力系统综合实验414.1发电厂自动化综合实验414.1.3.2各机组依次并网实验 (42)4.1.3.3发电厂机组监控实验 (44)4.1.3.4发电厂机组调节实验 (44)4.1.3.5并联运行机组间无功功率的分配实验 (44)4.2电力系统自动化综合实验464.2.3.1多台机组依次并网实验 (47)4.2.3.2不改变网络结构的潮流分布实验 (48)4.2.3.3改变网络结构的潮流分布实验 (50)4.2.3.4四遥实验 (51)4.2.3.5电力系统有功功率平衡和频率调整实验 (51)4.2.3.6电力系统无功功率平衡和电压调整实验 (51)4.2.3.7多台机组依次退出实验 (51)4.3分区调频实验52A.时，分区调频实验 (53)B.时，分区调频实验 (53)附录1：自动装置参数设定参考表 (55)附录2：TQTS-III微机型自动调速装置用户手册 (56)附录3：TQTQ-III微机型同期装置用户手册 (63)附录4：TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册 (79)第1章概述1.1系统简介“TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统”是根据教育部《电力系统分析》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电力系统调度自动化》、《电力系统远动技术》、《电力工程》、《工厂供电》等相关课程实验教学的需求，结合最新的电力系统自动化技术而研发的实验培训系统。

电力系统自动化实验培训系统实验指导书(DOC 96页)C HANG S HA T ONG Q ING E LECTRICAL AND I NFORMATION C O.LTD TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统实验指导书长沙同庆电气信息有限公司目录第1章概述 (1)1.1 系统简介 (1)1.2 系统特点 (1)1.3 系统构成 (1)1.3.1发电机组及控制屏…………………………………………………. (1)1.3.2电力系统自动化实验培训系统 (8)1.3.3组态接线屏………………………………………………… (13)第2章电力系统自动装置课程实验 (17)2.1 同步发电机准同期并列实验 (17)2.1.3.1机组启动和建压…………………………………………………. (17)2.1.3.1.3恒定越前时间测试………………………………………………… (18)2.1.3.2手动准同期并列实验……………………………………………….… (19)A.按准同期条件手动合闸…………………………………………….… (19)B.偏离准同期并列条件合闸………………………………………….…… (20)2.1.3.5半自动准同期并列…………………………………………………. (21)2.1.3.6全自动准同期并列……………………………………………….… (21)2.1.3.7不同准同期条件对比实验……………………………………….………… (22)2.2 同步发电机励磁控制实验 (24)2.2.3.1不同Α角对应的励磁电压测试 (2)52.2.3.2同步发电机起励 (26)A.恒机端电压方式起励 (26)B.恒励磁电流方式起励 (26)2.2.3.3伏/赫限制实验 (27)2.2.3.4调差特性实验 (28)2.2.3.5强励实验 (30)2.2.3.6欠励限制实验……………………….………………………… (31)2.2.3.7过励限制实验……………………….………………………… (32)第3章电力系统分析课程实验 (34)3.1 电力系统稳定性实验 (35)3.1.3.1负荷调节实验………………………………………………… (35)3.1.3.2单回路与双回路稳态对称运行比较实验 (35)A.单回路稳态对称运行实验……..……………………………………… (35)B.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (36)3.2 单机带负荷实验 (37)3.2.3.1原动机转速自动方式（自动调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响.373.2.3.2原动机转速手动方式（无调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (38)3.2.3.3励磁系统无调节下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (39)第4章电力系统综合实验 (41)4.1 发电厂自动化综合实验 (41)4.1.3.2各机组依次并网实验………………………………………………… (42)4.1.3.3发电厂机组监控实验………………………………………………… (44)4.1.3.4发电厂机组调节实验…………………………………………………. (44)4.1.3.5并联运行机组间无功功率的分配实验 (44)4.2 电力系统自动化综合实验 (46)4.2.3.1多台机组依次并网实验………………………………………………… (47)4.2.3.2不改变网络结构的潮流分布实验 (48)4.2.3.3 改变网络结构的潮流分布实验……………………………………….……....504.2.3.4 四遥实验……………………………….…............ (51)4.2.3.5 电力系统有功功率平衡和频率调整实验 (51)4.2.3.6 电力系统无功功率平衡和电压调整实验 (51)4.2.3.7 多台机组依次退出实验……................................... (51)4.3 分区调频实验 (52)A. 0AB P ∆=时，分区调频实验……................................... (53)B. 1AB P KW ∆=时，分区调频实验……................................... (53)附录1：自动装置参数设定参考表........................................... (55)附录2：TQTS-III微机型自动调速装置用户手册 (56)附录3：TQTQ-III微机型同期装置用户手册........................................... .63附录4：TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册 (79)TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统电力系统自动化部分第1章概述1.1系统简介“TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统”是根据教育部《电力系统分析》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电力系统调度自动化》、《电力系统远动技术》、《电力工程》、《工厂供电》等相关课程实验教学的需求，结合最新的电力系统自动化技术而研发的实验培训系统。

目录实验一电机启动、建压和停机实验 (1)实验二自动准同期条件测试实验 (4)实验三线性整步电压测试实验 (11)实验四导前时间整定及测量实验 (14)实验五压差闭锁和整定实验 (17)实验六频差方向及频差闭锁与整定实验 (21)实验七相差闭锁与整定实验 (26)实验八调频脉宽整定实验 (31)实验九手动准同期并列实验 (34)实验十半自动准同期并列实验 (37)实验十一全自动准同期并列实验 (40)实验十二同步发电机励磁控制实验 (44)（一）同步发电机励磁起励控制实验 (47)（二）控制方式相互切换实验 (51)（三）可控励磁系统主电路负荷调节实验 (54)（四）伏赫限制实验 (56)（五）调差实验 (58)实验十三同步发电机的解列、灭磁与停机实验 (61)实验十四一机—无穷大系统稳态运行方式实验 (64)实验十五电力系统功率特性和功率极限实验 (68)（一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 (69)（二）手动调节励磁时功率特性和功率极限的测定 (74)（三）自动调节励磁时功率特性和功率极限的测定 (76)实验十六电力系统暂态稳定实验 (79)（一）短路对电力系统暂态稳定的影响 (80)（二）研究提高暂态稳定的措施 (83)实验十七单机带负荷实验 (87)实验十八微机线路保护实验 (92)实验一电机启动、建压和停机实验一、实验目的1、掌握实验设备的正确使用方法。

二、预习与思考1、本实验系统由几部分组成？各部分的功能是什么？2、在实验中需要注意什么？三、原理说明实验台由三相交流电源、双回路、准同期控制器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统和发电机组几部分组成。

四、实验设备序号型号使用仪器名称数量备注1 EAL-01 电源输出 12 EAL-02 双回路输出电路 13 EAL-06 准同期控制器 14 EAL-07 线路保护装置 15 EAL-16 发电机励磁系统 16 EAL-17 原动机调速系统 1五、实验内容与步骤1、电机启动和建压实验1）、打开电脑；2）、合上实验台左侧的断路器；3）、打开LIBVIEW7.0软件，运行实验届面7.7点击如下图标；检查实验台（界面）各开关状态， EAL-01上的断开指示灯亮（绿灯），合闸指示灯熄灭。

（精品）（OA自动化）TDZII 电力系统自动化实验培训系统实验指导书C HANG S HA T ONG Q ING E LECTRICALAND I NFORMATION C O.LTDTQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统实验指导书长沙同庆电气信息有限公司目录1.3.1发电机组及控制屏 (1)1.3.2电力系统自动化实验培训系统 (8)1.3.3组态接线屏 (13)2.1.3.1机组启动和建压 (17)2.1.3.1.3恒定越前时间测试 (18)2.1.3.2手动准同期并列实验 (19)A.按准同期条件手动合闸 (19)B.偏离准同期并列条件合闸 (20)2.1.3.5半自动准同期并列 (21)2.1.3.6全自动准同期并列 (21)2.1.3.7不同准同期条件对比实验 (22)2.2.3.1不同Α角对应的励磁电压测试 (25)2.2.3.2同步发电机起励 (26)A.恒机端电压方式起励 (26)B.恒励磁电流方式起励 (26)2.2.3.3伏/赫限制实验 (27)2.2.3.4调差特性实验 (28)2.2.3.5强励实验 (30)2.2.3.6欠励限制实验 (31)2.2.3.7过励限制实验 (32)3.1.3.1负荷调节实验 (35)3.1.3.2单回路与双回路稳态对称运行比较实验 (35)A.单回路稳态对称运行实验 (35)B.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (36)3.2.3.1原动机转速自动方式（自动调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响.37 3.2.3.2原动机转速手动方式（无调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (38)3.2.3.3励磁系统无调节下负荷容量对发电机的电压，频率的影响 (39)第4章电力系统综合实验414.1发电厂自动化综合实验414.1.3.2各机组依次并网实验 (42)4.1.3.3发电厂机组监控实验 (44)4.1.3.4发电厂机组调节实验 (44)4.1.3.5并联运行机组间无功功率的分配实验 (44)4.2电力系统自动化综合实验464.2.3.1多台机组依次并网实验 (47)4.2.3.2不改变网络结构的潮流分布实验 (48)4.2.3.3改变网络结构的潮流分布实验 (50)4.2.3.4四遥实验 (51)4.2.3.5电力系统有功功率平衡和频率调整实验 (51)4.2.3.6电力系统无功功率平衡和电压调整实验 (51)4.2.3.7多台机组依次退出实验 (51)4.3分区调频实验52A.时，分区调频实验 (53)B.时，分区调频实验 (53)附录1：自动装置参数设定参考表 (55)附录2：TQTS-III微机型自动调速装置用户手册 (56)附录3：TQTQ-III微机型同期装置用户手册 (63)附录4：TQLC-III微机型自动励磁装置用户手册 (79)第1章概述1.1系统简介“TQXDZ-II电力系统自动化实验培训系统”是根据教育部《电力系统分析》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统自动化》、《电力系统调度自动化》、《电力系统远动技术》、《电力工程》、《工厂供电》等相关课程实验教学的需求，结合最新的电力系统自动化技术而研发的实验培训系统。

高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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①微机自并励（恒流或恒压控制方式）： ②微机他励（恒流或恒压控制方式）： （4）实验报告要求 1.3 电力系统暂态稳定实验 （1）实验目的 （2）实验原理
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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3）单回路稳态非全相运行实验 （4）实验报告要求 1.2 电力系统功率特性和功率极限实验 （1）实验目的 （2）实验原理
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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• （3）实验内容 • 1）无调节励磁时，功率特性和功率极限的 测定 • 2）手动调节励磁时，功率特性和功率极限 的测定 • 3）自动调节励磁时，功率特性和功率极限 的测定
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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图2.1 DL系列电流继电器
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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• （3）实验内容 • 1）电流继电器特性实验 • 2）电压继电器特性实验
图2.2 电流继电器动作电流值测试实验原理图
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
• 2）根据负荷大小不同时的不同转速，绘出 转速和有功功率的关系曲线（见图1.3）， 计算出原动机的调差系数。 • 3）分析、比较在负荷相同而调速器在不同 的运行方式时，转速有什么不同？为什么？

第一章同步发电机准同期并列实验一、实验目的1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2．掌握模拟式综合整步表的使用方法；3．熟悉同步发电机准同期并列过程。

二、原理与说明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。

准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。

本实验台采用手动准同期方式。

手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。

三、实验项目和方法（一）机组启动与建压1．检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；3．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；4．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置；5．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V；6．合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速；7．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。

（二）观察与分析1．操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。

观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系；2．操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的对应关系。

（三）手动准同期1．按准同期并列条件合闸将“同期开关”置于“ON”位置。

在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。

（OA自动化）EAL电力系统综合自动化实验指导书目录实验一电机启动、建压和停机实验1实验二自动准同期条件测试实验4实验三线性整步电压测试实验11实验四导前时间整定及测量实验14实验五压差闭锁和整定实验17实验六频差方向及频差闭锁与整定实验21实验七相差闭锁与整定实验26实验八调频脉宽整定实验31实验九手动准同期并列实验34实验十半自动准同期并列实验37实验十一全自动准同期并列实验40实验十二同步发电机励磁控制实验44（一）同步发电机励磁起励控制实验47（二）控制方式相互切换实验51（三）可控励磁系统主电路负荷调节实验54（四）伏赫限制实验56（五）调差实验58实验十三同步发电机的解列、灭磁与停机实验61实验十四一机—无穷大系统稳态运行方式实验64实验十五电力系统功率特性和功率极限实验68（一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定69（二）手动调节励磁时功率特性和功率极限的测定74（三）自动调节励磁时功率特性和功率极限的测定76实验十六电力系统暂态稳定实验79（一）短路对电力系统暂态稳定的影响80（二）研究提高暂态稳定的措施83实验十七单机带负荷实验87实验十八微机线路保护实验92实验一电机启动、建压和停机实验一、实验目的1、掌握实验设备的正确使用方法。

二、预习与思考1、本实验系统由几部分组成？各部分的功能是什么？2、在实验中需要注意什么？三、原理说明实验台由三相交流电源、双回路、准同期控制器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统和发电机组几部分组成。

四、实验设备五、实验内容与步骤1、电机启动和建压实验1）、打开电脑；2）、合上实验台左侧的断路器；3）、打开LIBVIEW7.0软件，运行实验届面7.7点击如下图标；检查实验台（界面）各开关状态，EAL-01上的断开指示灯亮（绿灯），合闸指示灯熄灭。

进入实验届面EAL-02双回路中，将实验台上的各开关状态打在OFF（绿色）状态。

；（备注：在运行实验界面时先运行一分钟点后击停止按钮，再点击运行按停止钮）。

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：

化工仪表及自动化实验指导书合肥工业大学化学工程学院目录目录 (2)前言 (3)实验一热电偶的焊接与校验 (4)实验二压力表、流量计的校验 (6)实验三电子自动平衡电桥及动圈表的使用和校验 (9)实验四电子电位差计及数字显示表的使用和校验 (12)实验五 DBW温度变送器的校验 (16)实验六电动调节器性能试验 (18)实验七A3000过程控制系统综合实验 (24)附表一镍铬—镍铝，镍铬—镍硅K(EU—2) 温度—毫伏表 (31)附表二镍铬—考铜EA—2温度毫伏对照表 (32)附表三铂铑-铂LB—3温度—毫伏对照表 (33)附表四铂电阻温度与电阻值换算表 (34)附表五铂电阻温度与电阻值换算表 (35)附表六铜热电阻温度与电阻值换算表 (36)附录七铂热电阻温度与电阻值换算表 (37)附录八铜热电阻温度与电阻值换算表 (38)附录九铜热电阻温度与电阻值换算表 (39)前言本《实验指导书》与厉玉鸣主编的《化工仪表及自动化（第三版）》配套使用，全书共分为两大部分，实验一～六属于验证型实验部分，即现场仪表的使用和校验方法，其中实验一、二涉及到了温度、压力、流量等化工基本参量的测量与校验方法，实验三、四、五涉及到了显示和变送仪表的使用方法和精度校验，实验六则是控制仪表性能参数的测定；实验七则属于综合型实验部分，即自动控制系统的使用和整定方法，要求学生在熟悉A3000过程控制系统的基本使用方法的基础上，按照不同的专业要求有选择地进行温度、压力、液位和流量等化工参数的测量和控制。

各个实验均分作“实验目的和要求”、“工作原理”、“实验仪器及设备”、“实验内容”和“实验报告内容”等五个单元，本书末尾附有常用的分度号对照表。

本书是在现行实验讲义的基础上改编形成的，由合肥工业大学杨则恒副教授主编，并编写其中的实验五、六、七，参加编写的有路绪旺（实验二、三）、吕建平（实验一）、王莉（实验四），全书由路绪旺统稿。

本书在改编过程中得到化工技术中心各位教师的大力支持，在此谨致谢意！成书匆忙，疏漏之处在所难免，恳请大家包涵指正。

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。

二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、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，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。

二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、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，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。

实验一自动准同期条件测试一、实验目的1．掌握实验设备和仪器的使用方法，深入理解准同期条件。

2．掌握准同期条件的测试方法。

二、预习与思考1．为什么准同期装置都是利用滑差（脉动）电压这一特性进行工作的？2．准同期的条件有哪些？如何掌握标准？3．什么叫导前时间？导前时间恒定的条件是什么？三、原理说明1．滑差电压及其变化轨迹目前几乎所有的准同期装置都是利用滑差电压这一特性进行工作的。

所谓滑差电压是指待并发电机的电压U F和系统电压U x之间的电压差，通常用U s来表示。

发电机电压和系统电压的瞬时值，可用下式表示：u F=U F sin(ωF t+δ1) （1-1）u x=U x sin(ωx t+δ2) （1-2）U F、U x为发电机和系统电压的幅值，δ1 、δ2为发电机电压和系统电压的初相。

设U F=U x=U m，从式（1-1）和（1-2）可得滑差电压为：u s=u F-u x=2U m sin[(ωF t+δ1)/2-(ωx t+δ2)/2]×cos[(ωF t+δ1)/2+(ωx t+δ2)/2] （1-3）若初始相角δ1=δ2=0，则式(1-3)可简化为：u s=2U m sin[(ωF-ωx)t/2]cos[(ωF+ωx)t/2] （1-4）滑差电压U s随时间变化的轨迹示于图1-1。

由图1-1可以看出，u s中含有两种频率不同的分量，我们感兴趣的是U s的低频包络线。

用u sm表示滑差电压U s包迹的瞬时值，就得到u sm=2U m sin[(ωF-ωx)t/2] （1-5）令ωs= ωf-ωx式中ωs——滑差角速度。

则u sm=2U m sin（ωs t/2）（1-6）u图1-1 滑差电压变化轨迹关于滑差电压的概念还可以用相量来描述。

图1-2是滑差电压相量图。

xxU....xF.x.U.（a）（b）（c）（d）图1-2 滑差电压相量图（a）δ=ωs t；（b）δ=0；（c）δ=π/2；（d）δ=π图中用U F和U x表示发电机和系统电压的相量，当ωs不等于零时，U F和U x之间的相角差δ=ωs t，将随时间t不断改变。

电力系统分析综合实验指导书浙江大学电气工程学院电机工程学系浙江大学电力经济及信息化研究所2015年4月杭州·玉泉前言《电力系统分析综合实验》课程作为高等学校电气工程及其自动化专业（电力系统方向）的专业课程，希望通过学生自己动手，获得更强的实际系统概念，要求学生通过本课程学习，掌握发电机并网调节，稳态运行方式改变，有功和无功调节和暂态稳定。

随着电力系统分析理论和方法研究的深入和完善，以及计算机技术的进步，电力系统数字模拟（数字仿真、即建立数学模型、列出数学方程并进行求解和分析）技术得到了迅速的发展和广泛的应用，并在实践中取得了巨大的成果和效益。

同时作为电力系统研究和实验的另一种重要方法－电力系统动态模拟，同样是目前研究运行中的和筹建中的电力系统的重要工具，也是训练系统运行人员和电力系统专业的良好有效的教学工具。

完整的电力系统分析要求既需要掌握电力系统数字模拟（数字仿真）技术，也需要掌握电力系统动态模拟技术。

电力系统分析综合实验通过同步发电机准同期并列实验和对单机－无穷大系统的动态模拟，了解和掌握同步发电机的并网原理和操作；通过励磁控制实验，学习如何稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性；通过实际动态模拟系统的示范试验，学习利用动态模拟设备研究电力系统问题的综合知识和方法；学习试验研究结果的整理和分析、以及试验报告的制定。

本实验采用的实验装置为武汉华工大电力自动技术研究所生产的“WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置”，示范实验为电力系统综合动模实验系统。

编制：王康元校对：徐亮审核：江道灼目录目录 (1)第一章电力系统动态模拟 (2)一．电力系统动态模拟原理及其特点 (3)二．模拟要素 (3)三．模拟比例和模拟系统额定值的选择 (5)四．模拟试验中的测量 (6)第二章电力系统分析实验装置 (7)一、WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置 (7)二、电力系统综合动模实验系统 (9)第三章同步发电机准同期并列实验 (11)一．实验目的 (11)二．原理与说明 (11)三．实验项目和方法 (12)四．分析与思考 (15)第四章单机－无穷大系统实验 (16)一．实验目的 (16)二．原理与说明 (16)三．实验项目和方法 (16)四．分析与思考 (18)第五章同步发电机励磁控制实验 (19)一、实验目的 (19)二、原理与说明 (19)三、实验项目和方法 (20)四分析与思考 (29)第六章电力系统暂态稳定实验 (30)一、实验目的 (30)二、原理与说明 (30)三、实验项目与方法 (31)四、分析和思考 (35)第一章电力系统动态模拟一．电力系统动态模拟原理及其特点电力系统动态模拟是一种根据相似原理建立起来的物理模拟，能保证在模拟系统上所反映的过程与实际系统中的过程相似，并且模型上的过程与原型的过程具有相同的物理实质，所以电力系统动态模拟实际上就是电力系统在实验室的复制品，是研究电力系统原型或预建电力系统的一个重要实验工具。

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。

二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、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，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。