内容发布更新时间 : 2024/12/29 15:26:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
实验1 发电机组的起动与运转实验（准备实验）
一、实验目的
1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作 二、原理说明
在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。
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
装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLWT-3型微机调速装置，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，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。
图1-2 励磁系统的原理结构示意图
发电机出口的三相电压信号送入电量采集模块1，三相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485通信口送入微机励磁装置；发电机励磁交流电流部分信号、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，计算结果经485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，来调节发电机励磁电流。 三、实验内容与步骤
1．发电机组起励建压
⑴ 先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。
⑵ 将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。
⑶ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。
⑷ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm时，THLWT-3型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。
⑸ 当发电机转速接近或略超过1500rpm时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。
⑹ 发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下：
① 手动起励建压
1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到 “他励”。
2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。
3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。
② 常规励磁起励建压
1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“常规控制”，“励磁电源”旋钮旋到 “自并励”或“他励”。
2) 重复手动起励建压步骤⑵
3) 励磁电源为“自并励”时，需起励才能使发电机建压。先逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大到3.5V左右，按下THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“起励”按钮然后松开，可以看到控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到发电机电压达到设定的发电机电压。
4) 励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发电机电
压。
③ 微机励磁起励建压
1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“微机控制”，“励磁电源”旋钮旋到 “自并励”或“他励”。
2) 检查THLWL-3微机励磁装置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：
“励磁调节方式”设置为实验要求的方式，此处为“恒Ug”。 “恒Ug预定值”设置为设定的发电机电压，此处为发电机额定电压。 “无功调差系数”设置为“+0”
具体操作见THLWL-3微机励磁装置使用说明书。
3) 按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“启动”键，发电机开始起励建压，直至THLWL-3微机励磁装置面板上的“增磁”指示灯熄灭，表示起励建压完成。
2．发电机组停机 ⑴ 减小发电机励磁至0。
⑵ 按下THLWT-3微机调速器装置面板上的“停止”键。
⑶ 当发电机转速减为0时，将THLZD-2电力系统综合自动化控制柜面板上的“励磁电源”打到“关”，“原动机电源”打到“关”。
实验2 电力系统实时监控
一、实验目的
1、掌握电力系统监控的内容和方法。 2、理解电力系统监控系统的重要性。 二、原理说明
SCADA系统：计算机与相应的远动装置及通信设备组成的系统，主要用来完成电力系统运行状态的监视（包括信息的收集、处理和显示）、远距离开关操作、自动发电控制及经济运行，以及制表和统计功能。调度（控制）中心分层结构如下：
1、集中控制
当被控发电厂和变电所数量较少时，一般可采取由中心调度所对变电所（厂）的直接控制，即：SCADA主站系统与变电站自动化系统之间直接进行上下通信，并完成各项远动任务。这种情况下，调度员将直接面对变电所进行远动操作。
2、分层（级）控制
如果地区被控变电所（厂）的数量较多时，宜采用中心调度所—地区调度所—变电站控制中心（厂）分层控制结构。控制方式是先由中心调度所的调度员对所值班员下达操作命令，然后再由地区调度所操作变电所实施远动操作。
本实验平台上，同时对5台发电机组和1台联络变压器进行监控，所以在控制层次结构上采用集中控制方式。
电力调度中心由以下系统组成：
（1）信息收集和执行系统：在本实验平台中，各发电厂的励磁控制器和调速器，线路上的智能监测仪作为远动终端RTU，把各种信息进行处理和加工，发送到调度中心（工控机）。调度中心发出调节、控制命令，直接控制各发电厂的励磁控制器和调速器，和PLC，完成调节功率、改变线路等操作。
（2）系统处理分析系统：本实验平台上，以工业控制计算机（上位机）为核心，“电力系统监控及运行管理系统”为软件系统，对收集到的信息进行处理、加工、分析和计算电力系统的运行状态，为运行人员进行控制和决策提供依据。
本实验平台上，SCADA系统的监视功能有：以图、表显示的方式，直观反映系统的运行状况；显示主接线图；显示各运行参数的曲线；对系统实时运行参数的列表显示；对系统历史数据的记录；报表打印；自动记录故障发生时间和恢复时间。
“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件，模拟调度现场中各中信息处理方式，可以通过对电力系统中全面信息的集中监控，完成信息监测和处理，并提供各类数据表格和图形，进行正确的统一调度。通过本实验可全面了解整个SCADA系统的结构和运行过程。
三、实验内容与步骤
1、“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件的运行
投入“操作电源”（向上扳至ON），启动电脑及显示器、打印机，运行上位机软件。使用步骤见光盘软件使用说明书。 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QF18→QF17→QF16→QF15→QF14→QF10→QF1→QF2→QF3→QF4→QF5→QF6→QF7，观察1#～5#母线电压为400V左右。 3、各发电机组的启动和同期运行
分别起动1#、4#、5#发电机组，控制方式：手动励磁，他励，恒压控制方式，n=1500rpm，UG=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，1#发电机组的并网后，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。完成1#发电机组的并网运行。
然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。 网络结构如图3-1所示。
图3-1 实时监控电力网络结构
4、监控系统软件的运行控制
操作上位机软件，完成断路器的分、合闸操作，打印各类电力系统参数曲线、数据表、棒图，调节发电机的有功功率和无功功率，对软件的各个界面了解功能、并能熟练操作“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”。 5、各发电机组的解列和停机
通过“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”，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QFG1“分闸”按钮，在完成1#发电厂的解列操作后，进行1#发电机组的停机操作。
然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的解列和停机操作。 四、实验报告
1、叙述“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件的主要功能，及在整个电力系统中的作用。
2、对实验数据和曲线进行归类整理，并能对电力系统数据进行分析。