電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)信息的自動(dòng)監(jiān)測和控制.doc

電力通信技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解和掌握對稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)值變化范圍。2 理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析，掌握電力系統(tǒng)潮流分布的概念。3 加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，使課堂理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的感性認(rèn)識。二、原理與說明現(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓等級越來越高，系統(tǒng)容量越來越大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。僅用單機(jī)對無窮大系統(tǒng)模型來研究電力系統(tǒng)，不能全面反映電力系統(tǒng)物理特性，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，潮流分布，多臺發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行等等?！癙S-5G型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺”是將五臺“WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺”的發(fā)電機(jī)組及其控制設(shè)備作為各個(gè)電源單元組成一個(gè)可變環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示：圖4 多機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖此電力系統(tǒng)主網(wǎng)按500kV電壓等級來模擬，MD母線為220kV電壓等級，每臺發(fā)電機(jī)按600MW機(jī)組來模擬，無窮大電源短路容量為6000MVA。A站、B站相聯(lián)通過雙回400km長距離線路將功率送入無窮大系統(tǒng)，也可將母聯(lián)斷開分別輸送功率。在距離100km的中間站的母線MF經(jīng)聯(lián)絡(luò)變壓器與220kV母線MD相聯(lián)，D站在輕負(fù)荷時(shí)向系統(tǒng)輸送功率，而當(dāng)重負(fù)荷時(shí)則從系統(tǒng)吸收功率（當(dāng)兩組大小不同的A，B負(fù)荷同時(shí)投入時(shí)）從而改變潮流方向。C站，一方面經(jīng)70km短距離線路與B站相聯(lián)，另一方面與E站并聯(lián)經(jīng)200km中距離線路與無窮大母線MG相聯(lián)，本站還有地方負(fù)荷。此電力網(wǎng)是具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)形電力網(wǎng)，通過投切線路，能靈活的改變接線方式，如切除XLC線路，電力網(wǎng)則變成了一個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，如切除XLF線路，則C站、E站要經(jīng)過長距離線路向系統(tǒng)輸送功率，如XLC、XLF線路都斷開，則電力網(wǎng)變成了T型網(wǎng)絡(luò)等等。在不改變網(wǎng)絡(luò)主結(jié)構(gòu)前提下，通過分別改變發(fā)電機(jī)有功、無功來改變潮流的分布，可以通過投、切負(fù)荷改變電力網(wǎng)潮流的分布，也可以將雙回路線改為單回路線輸送來改變電力網(wǎng)潮流的分布，還可以調(diào)整無窮大母線電壓來改變電力網(wǎng)潮流的分布。在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)前提下，針對XLB線路的三相故障，可進(jìn)行故障計(jì)算分析實(shí)驗(yàn)，此時(shí)當(dāng)線路故障時(shí)其兩端的線路開關(guān)QFC、QFF跳開（開關(guān)跳閘時(shí)間可整定）。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與方法1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化對系統(tǒng)潮流的影響在相同的運(yùn)行條件下，即各發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)保持不變，改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，并將結(jié)果加以比較和分析。實(shí)驗(yàn)方案同學(xué)們自己設(shè)計(jì)，并記錄下各開關(guān)狀態(tài)。表7-1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化前G-A G-B G-C G-D G-E MC MDUI PQCOS QFA QFCQFDQFG QFH QFI QFJ UI P Q COS表7-2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化后G-A G-B G-C G-D G-E MC MDUI PQCOS QFA QFCQFDQFG QFH QFI QFJ UI P Q COS2投、切負(fù)荷對系統(tǒng)潮流的影響在相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下各發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送一定負(fù)荷，投入各地方負(fù)荷LDA、LDB和LDC。觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化并將結(jié)果加以分析和比較。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各發(fā)電機(jī)輸出功率大小由同學(xué)們自己設(shè)計(jì)，并記錄下各開關(guān)狀態(tài)。表7-3 投地方負(fù)荷前G-A G-B G-C G-D G-E MC MDUI PQCOS QFA QFCQFDQFG QFH QFI QFJ UI P Q COS表7-4 投地方負(fù)荷后G-A G-B G-C G-D G-E MC MDUI PQCOS QFA QFCQFDQFG QFH QFI QFJ UI P Q COS注：LDA負(fù)荷的性質(zhì)可以通過臺后三刀三擲開關(guān)切換。即純電阻負(fù)荷，感性負(fù)荷，純電感負(fù)荷。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析比較網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化和地方負(fù)荷投，切對潮流分布的影響，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析附錄一： WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)裝置簡介電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的多功能實(shí)驗(yàn)平臺，它由發(fā)電機(jī)組、實(shí)驗(yàn)操作臺、無窮大系統(tǒng)等設(shè)備組成。如附圖1所示，發(fā)電機(jī)與無窮大之間采用雙回路輸電線路，并設(shè)有中間開關(guān)站，通過中間開關(guān)站和單回、雙回線路的組合，使發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)之間可構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗，供系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析比較時(shí)使用（如第三章圖2所示）。附圖1 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺外形圖1發(fā)電機(jī)組它是由同在一個(gè)軸上的三相同步發(fā)電機(jī)（SN=2.5kVA，VN=400V ，nN=1500r.p.m ），模擬原動(dòng)機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)（ PN=2.2 kW，VN=220V ）以及測速裝置和功率角指示器組成。直流電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器對軸聯(lián)結(jié)后組裝在一個(gè)活動(dòng)底盤上構(gòu)成可移動(dòng)式機(jī)組。具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、移動(dòng)輕便等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)組的活動(dòng)底盤有四個(gè)螺旋式支腳和三個(gè)橡皮輪，將支腳旋下即可開機(jī)實(shí)驗(yàn)。2試驗(yàn)操作臺它是由輸電線路及保護(hù)單元、功率調(diào)節(jié)和同期單元，儀表測量和短路故障模擬單元等組成。輸電線路采用具有中間開關(guān)站的雙回路輸電線路模型，并對其中一段線路設(shè)有“YHB-A微機(jī)保護(hù)裝置”，此線路的過流保護(hù)還具有單相自動(dòng)重合閘功能。功率調(diào)節(jié)和同期單元，由“TGS-03B微機(jī)調(diào)速裝置”、“WL-04B微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器”、“HGWT-03B微機(jī)準(zhǔn)同期控制器”等微機(jī)型的自動(dòng)裝置和其相對應(yīng)的手動(dòng)裝置組成。儀表測量和短路故障模擬單元由各種測量表計(jì)及其切換開關(guān)、各種帶燈操作按鈕以及觀測波形用的測試孔和各種類型的短路故障操作等部分組成。在做電力系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，全部的操作均在試驗(yàn)操作屏臺上進(jìn)行。3無窮大系統(tǒng)無窮大電源是由15kVA的自耦調(diào)壓器組成。通過調(diào)整自耦調(diào)壓器的電壓可以改變無窮大母線的電壓。試驗(yàn)操作臺的“操作面板”上有模擬接線圖、操作按鈕和切換開關(guān)以及指示燈和測量儀表等。操作按鈕與模擬接線圖中被操作的對象結(jié)合在一起，并用燈光顏色表示其工作狀態(tài)，具有直觀的效果。紅色燈亮表示開關(guān)在合閘位置，綠色燈亮表示開關(guān)在分閘位置。本試驗(yàn)裝置主要是為開設(shè)與電力系統(tǒng)運(yùn)行（穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)）有關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。雖然試驗(yàn)裝置中的發(fā)電機(jī)、原動(dòng)機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)及輸電線路，并未按與大型實(shí)際電力系統(tǒng)的相似條件來，進(jìn)行物理仿真，然而，它們不失為一個(gè)真實(shí)的“一機(jī)無窮大”的簡單電力系統(tǒng)，并且可以定性地、反復(fù)地、直觀地實(shí)驗(yàn)，觀測實(shí)際電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，而且由于小型發(fā)電機(jī)與大型發(fā)電機(jī)參數(shù)（標(biāo)幺值）的差別。在實(shí)驗(yàn)中可以觀測與教科書中對大型發(fā)電機(jī)所作的分析差別，這更有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，從而進(jìn)一步加深對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)特性的理解，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，有利于對學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)研究能力的培訓(xùn)和訓(xùn)練。附錄二：同步發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和建壓操作簡介 實(shí)驗(yàn)前首先檢查WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺、同步發(fā)電機(jī)組、感應(yīng)調(diào)壓器是否具備開機(jī)條件，符合要求后合試驗(yàn)臺上“操作電源”開關(guān)，此時(shí)反映各開關(guān)位置的綠色指示燈亮，同時(shí)4臺微機(jī)裝置上電，數(shù)碼管均能正確顯示。1開機(jī)方式選擇在試驗(yàn)臺的“TGS-03B微機(jī)調(diào)速”裝置中有三種開機(jī)方式供選擇，即“模擬方式”、“微機(jī)自動(dòng)方式”、“微機(jī)手動(dòng)方式”。（1）當(dāng)選擇“模擬方式”時(shí)，應(yīng)首先將指針電位器調(diào)至零，然后合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指針電位器，當(dāng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，應(yīng)觀察機(jī)組穩(wěn)定情況，然后緩慢加速到額定轉(zhuǎn)速。（2）當(dāng)選擇“微機(jī)自動(dòng)方式”時(shí)，先合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，然后按下“停機(jī)/開機(jī)”按鈕，此時(shí)“開機(jī)”指示燈亮，“停機(jī)”指示燈滅，發(fā)電機(jī)組自動(dòng)增速到額定轉(zhuǎn)速。（3）當(dāng)選擇“微機(jī)手動(dòng)方式”時(shí)，先合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，然后按下“停機(jī)/開機(jī)”按鈕，指示燈同樣對應(yīng)轉(zhuǎn)換，按下“增速”按鈕，可以看到控制量的大小，監(jiān)視發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，直至將發(fā)電機(jī)調(diào)整為額定轉(zhuǎn)速。（4）本裝置可實(shí)現(xiàn)“微機(jī)自動(dòng)”與“微機(jī)手動(dòng)”方式的自由切換，在“模擬方式”下可自由切換到“微機(jī)方式”，在“微機(jī)方式”下通過調(diào)節(jié)指針電位器觀察平衡燈也可在不關(guān)機(jī)的情況下可以自由切換到“模擬方式”。2勵(lì)磁方式選擇在試驗(yàn)臺上有一個(gè)“勵(lì)磁方式”切換開關(guān)，它可選擇三種勵(lì)磁方式，即“手動(dòng)勵(lì)磁方式”、“微機(jī)它勵(lì)方式”、“微機(jī)自并勵(lì)方式”。（1）當(dāng)選擇“手動(dòng)勵(lì)磁方式”時(shí)，應(yīng)先將“手動(dòng)勵(lì)磁”調(diào)節(jié)旋鈕反時(shí)針旋到零，然后合上“勵(lì)磁開關(guān)”，順時(shí)針調(diào)節(jié)“手動(dòng)勵(lì)磁”旋鈕增加勵(lì)磁電壓，在維持發(fā)電機(jī)為額定頻率時(shí)，增加勵(lì)磁電壓，使發(fā)電機(jī)為額定電壓。（2）當(dāng)選擇“微機(jī)它勵(lì)”或“微機(jī)自并勵(lì)”時(shí)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選擇“恒UF”運(yùn)行方式，然后合上“勵(lì)磁開關(guān)”，松開“滅磁”按鈕，調(diào)節(jié)器自動(dòng)起勵(lì)至給定電壓。3無窮大電流和線路開關(guān)操作（1）合上無窮大電源“系統(tǒng)開關(guān)”。觀察“系統(tǒng)電壓”表是否為實(shí)驗(yàn)要求值，調(diào)整自耦調(diào)壓器的把手，順時(shí)針增大或逆時(shí)針減少輸出至無窮大母線的電壓，調(diào)整到實(shí)驗(yàn)的要求值（一般為380V）（2）合上線路開關(guān)“QF1”和“QF3”則發(fā)電機(jī)的母線上得電，此時(shí)可以從微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上觀察到系統(tǒng)的頻率和電壓，同時(shí)也能看到發(fā)電機(jī)的頻率和電壓。4同期方式選擇在試驗(yàn)臺上有一個(gè)“同期方式”切換開關(guān)，它提供三種同期方式供選擇，即“手動(dòng)同期方式”、“全自動(dòng)同期方式”、“半自動(dòng)同期方式”。（1）當(dāng)“同期方式”選擇為“手動(dòng)”方式時(shí)，則“發(fā)電機(jī)開關(guān)”兩側(cè)的電壓施加到“同期表”上，根據(jù)“同期表”中的“電壓差”和“頻率差”調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓，使之接近為零。然后，在“相角差”趨向零時(shí)的“導(dǎo)前角”時(shí)間合閘，即發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列。（2）當(dāng)“同期方式”選擇為“全自動(dòng)”方式時(shí)，然后按下“微機(jī)準(zhǔn)同期控制器”上的“同期命令”，則發(fā)電機(jī)“調(diào)頻”、“調(diào)壓”和“合閘出口”均由微機(jī)準(zhǔn)同期控制器完成。