电力系统及自动化综合实验报告

黑龙江科技学院

综合设计性实践报告

实践项目名称 电力系统及自动化综合实验 所属课程名称 电力系统工程实践 实 践 日 期 2011.8.29----2011.9.02

班 级 电气08-3班 学 号 15号 姓 名 吕洋志 成 绩

电气与信息工程学院实践基地

实验概述： 【实践目的及要求】 实践目的： 1. 加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2. 了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3. 了解微机励磁调节器的基本控制方式； 4. 掌握 CMAS综合自动化系统，并会用该系统进行绘图； 5. 利用自动化组态软件自行电力系统网络的设计并进行控制； 实践要求： 1. 熟悉LHPS-5G型电力系统微机监控试验台； 2. 了解LH-WDT-Ⅲ型电力系统综合实训装置； 3. 熟悉电路图的绘制并可以用实验台进行控制； 4．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；会利用手动准同期和自动准同期对“LH-WDT-III电力系统自动化综合实训装置”进行控制； 【实践原理】 1.同步发电机励磁控制原理： 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，成为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 2.同步发电机准同期并列原理： 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，根据“恒定越前时间原理”，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。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 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。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 当满足准同期并列条件时，按下“发电机开关”的“红色按钮”其“红色按钮”的指示灯亮，“绿色按钮”的指示灯灭，表示同步发电机已并入系统。 3. CMAS综合自动化系统是由武汉联华电气有限责任公司研制开发的一套电力系统及相关程序的实时监控平台。它是基于 Window95/98，WindowNT，Window2000 操作平台的真正32位集成软件系统。它完全按照国家电力部的要求设计，并结合本公司的设备作出优化，使其在运行中达到最佳效果。CAMS系统分为四个模块，分别为：运行系统，前置机系统，实时数据库系统，二次开发系统。 MAMFMGG-AW-GKMDG-BMBMD纯电阻感性负荷纯电感G-DMCMEG-CG-E 双回输电线路接线示意图 【实验环境】（使用的软件） 1． 系统自动化综合实训装置 2.LH-PS-5G电力系统微机监控实训平台 3.软件：综合自动化组态软件CAMS 实践内容： 【实践方案设计】 实践一：选择它励恒Ｕf控制方式，开机建压不并网，改变机组的转速45Hz-52Hz，硬件：LH-WDT-III电力记录发电机电压、励磁电流。 实践二：利用WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台，实现同步发电机手动准同期并列实验。 实践三 ：利用综合自动化软件CAMS组态软件设计监控图，实现对电力系统的远程控制。 通过对“电力实验台微机监控图”的分析及改画，申请权限，实现对PS-5G型电力系统微机监控试验台的遥信控制，自己另绘制一张类似的监控图。 【实践过程】 实践步骤： 实践一：1.检查指针式电位器是否调零，励磁方式为他励。 2.打开电源开关，检查系统电压是否为380V，打开励磁开关，打开发电机开关。 3.打开原动机开关，调节转速，使频率为46HZ,48HZ,50HZ,51HZ,记录发电机电压，励磁电流和励磁电压。 4.实践完毕后，将电位器调零，然后将各开关关闭，最后关闭电源开关。 实践二：1.检查调零：（1）电位器调零（2）手动励磁调零 2.将励磁方式变为手动励磁。 3.打开电源开关和系统开关，检查电压是否为380V（电压切换） 4.打开励磁开关，打开一条线路。 5.打开原动机开关，调转速至1300转，将同期方式调制手动，同时调节转速和励磁电压，是同期表指针为水平，当S指针在表中间时，打开发电机开关使其并网。 6.输出线路为单回线，发电机与系统并网后，调节发电机使其输出有功功率为零，&调零，后逐渐增加转速，观察发电机的有功功率并记录。 7.当发电机失步时，迅速减小转速至&=0。输出线路双回线步骤同上， &取相同角度。 8.当数据记录后，关闭发电机开关，然后快速将电位器和手动励磁调零， 实践三：1．双击CAMS.exe文件，进入综合自动化组态软件桌面。 2．点击系统工具栏中的[二次开发]然后再点击其下拉菜单下的[监控画面设计]，并在出现的对话框中输入相应得密码，用户名选择超级用户。 3．点击工具栏中的新建。 4．点击显隐工具栏的图标，就会出现绘图所用的工具。 5．绘制如下图形。 6．绘制完图形后双击各个元件设置各个图元的属性及实时数据定义。 7．完成以上工作之后，点击保存之后退出监控画面设计。 8．点击工具栏中的全屏监控按钮，点击下拉菜单下的连接及申请操作权限。 9．系统授权后，就可以对相应的元件进行遥控了。 、 实践三图 实践一：当发电机频率改变时，观察发电机电压，励磁电流。 （1）首先检查各电流表，电压表调零,检验仪器是否正常； （2） 同期方式“OFF”，励磁方式为“微机它励”，调速装置中为“手动” ，“0”，悬钮打在最小值，手动励磁悬钮在最小值； （3）打开电源开关、励磁开关、原动机开关； （4）在调速装置中从左向右缓慢地旋转旋钮以调节发电机的频率； （5）当频率改变时，记录发电机电压、励磁电压，励磁电流； 实践一数据表： 发电机频率 47Hz 48Hz 50Hz 51Hz 发电机电压 355V 360V 365V 325V-360V 励磁电流 1.1A 1A 0.9A 0.7A 励磁电压 25V 23V 21V 10V-20V 分析： 在发电机频率不断增大的情况下，励磁电压和励磁电流不断减小，原因是由于发电机的旋转，在原动机内产生反向磁场，从而减小了原动机的励磁电压，又因为励磁电压与励磁电流成正比，所以出现上述情况。同时控制角不断增大。当频率超过50Ｈz时，指针出现频繁的跳动，各个物理量不稳定。故总体规律为频率越大，干扰就越大。 实践二数据表  单回线P 单回线IA 双回线P 双回线IA 30 0.58 0.5 0.8 1.25 40 0.8 0.65 1.1 1.87 50 0.95 1.25 1.3 2.45 60 1.05 1.86 1.42 3.125 70 1.2 1.2 1.55 3.425 80 1.62 3.725 【结论】 1. 在发电机频率不断增大的情况下，励磁电压和励磁电流不断减小，而控制角不断增大，当频率超过50Ｈz时，指针出现频繁的跳动，各个物理量不稳定。故总体规律为频率越大，干扰就越大。 2．通过对组态软件的实验操作，以及从二次开发对绘制电力系统图，之后再对元件进行属性进行设置，申请操作授权后被授权，进而再通过组态软件来控制操作实验台的各个开关。经实验,当在电脑上面对系统的控制开关进行导通和短开后,在LH-WDT-III电力系统自动化综合实验台上,硬件开关可随控制而改变。证明组态软件可以来控制操作实验台的各个开关。 【小结】 通过五天的的实践与学习，使我对电力系统自动化有了一定的认识。在这几天对综合自动化软件CAMS的学习使用，使我受益匪浅。这门课程对我来说是一门新的课程，虽然在学习中有很多困难，但在老师的耐心指导下我很快就明白了。 课程实践报告的总结更是使我们认识了随时总结的重要性，使自己的自学能力有所提高，培养了严谨的学习态度，创新的能力和工作的能力，有易于以后的学习与工作。 实践中对错误与问题的排查，充分锻炼了我们的思维及动手能力。把理论知识应用于实践，收获真的很大！与此同时我也深深的感到了自己的知识是多么的有限，其实自己需要学习的东西还有很多，毕竟以后要面临择业和就业等问题，只有更好的完善自己才能适应社会的需求，以后我会更加珍惜这样的学习机会来充实自己，锻炼自己！ 成绩： 指导教师签名： 批阅日期：