電力工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、 電力工程實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū)黃巧亮 編 寫(xiě)適用專(zhuān)業(yè)：自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 2009 年6 月前 言本課程以供電技術(shù)為主線，論述了供電系統(tǒng)的基本原理、工程設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行維護(hù)基本知識(shí)，主要內(nèi)容包括負(fù)荷計(jì)算、供配電系統(tǒng)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)、供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)、供電系統(tǒng)變電所的綜合自動(dòng)化、供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量及電氣照明等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)及工廠供電系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)運(yùn)行的基本知識(shí)、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)方法、繼電保護(hù)原理及方法、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及有關(guān)新技術(shù)。為了使學(xué)生更好地理解和深刻地把握上述知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上訓(xùn)練和培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

2、、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及應(yīng)用電力系統(tǒng)仿真、分析、計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件PowerStation的能力，設(shè)置了兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：短路電流計(jì)算與繼電保護(hù)。短路電流計(jì)算實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前掌握短路電流計(jì)算方法、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生短路電流計(jì)算能力、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前掌握短路電流計(jì)算方法，繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成、原理、接線與整定方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生短路電流計(jì)算能力、繼電保護(hù)裝置選擇與保護(hù)整定能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本指導(dǎo)書(shū)首先介紹全圖形界面的電力系統(tǒng)仿真、分析、計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件PowerSt

3、ation的使用方法，使學(xué)生掌握應(yīng)用該軟件校驗(yàn)短路電流計(jì)算值是否正確、選擇的電氣設(shè)備是否符合要求、設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)是否符合要求等的基本方法；繼而針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出具體的任務(wù)和要求。第一章ETAPPowerStation的使用一、ETAP圖形界面簡(jiǎn)介1編輯模式圖形界面簡(jiǎn)介圖1編輯模式下的圖形界面簡(jiǎn)介2項(xiàng)目視圖簡(jiǎn)介圖2項(xiàng)目視圖簡(jiǎn)介項(xiàng)目視圖采用圖形樹(shù)狀結(jié)構(gòu)來(lái)表示，其中包括了與項(xiàng)目有關(guān)的顯示圖、配置、分析案例、數(shù)據(jù)庫(kù)和組件?？蓴U(kuò)展項(xiàng)目樹(shù)來(lái)顯示這些條目。點(diǎn)擊“”符號(hào)（在方框中）可項(xiàng)目樹(shù)擴(kuò)展開(kāi)，顯示更多信息；而點(diǎn)擊“”符號(hào)（在方框中）則只顯示部分信息。在某一條目上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，將出現(xiàn)一個(gè)上下文菜單，允許對(duì)所選

4、的條目進(jìn)行某些操作。3模式工具條簡(jiǎn)介PowerStation由單線圖（直流系統(tǒng)和交流電力系統(tǒng)）和地下電纜系統(tǒng)組成?？偟膩?lái)說(shuō)，有三種工作模式：編輯模式、交流分析模式、直流分析模式。3.1 編輯模式工具條簡(jiǎn)介圖3表示編輯模式的模式工具條圖4表示電機(jī)起動(dòng)模式的模式工具條在編輯模式，可以創(chuàng)建單線圖、更改系統(tǒng)連接、編輯工程屬性、保存項(xiàng)目以及生成CrystalTM格式報(bào)告。直流設(shè)備、交流設(shè)備以及二次設(shè)備的編輯工具條可通過(guò)按下“鉛筆”圖標(biāo)來(lái)將其激活，并且顯示在屏幕的右方。該模式提供了大量的操作功能，包括：拖拉設(shè)備，聯(lián)接設(shè)備，更改ID，剪切、復(fù)制及粘貼設(shè)備，從回收站移動(dòng)，嵌入OLE對(duì)象，剪切、復(fù)制OLE對(duì)象，

5、合并多個(gè)PowerStation項(xiàng)目，隱藏/顯示保護(hù)設(shè)備編組，旋轉(zhuǎn)設(shè)備，調(diào)整設(shè)備大小，改變符號(hào)，編輯屬性，運(yùn)行報(bào)告管理器等。3.2 分析模式工具條簡(jiǎn)介分析模式可以創(chuàng)建和修改分析案例、進(jìn)行系統(tǒng)分析、查看報(bào)警條件、查看輸出報(bào)告和圖形。當(dāng)某一分析模式被激活時(shí)，該分析相應(yīng)的分析工具條出現(xiàn)在屏幕的右方。點(diǎn)擊分析工具條上按鈕，可以進(jìn)行分析、傳送數(shù)據(jù)、更改顯示選項(xiàng)。本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的分析模式有：短路分析和繼電保護(hù)配合。圖5與短路分析相關(guān)聯(lián)的分析工具條圖6與繼電保護(hù)配合相關(guān)聯(lián)的分析工具條3.3 分析案例工具條簡(jiǎn)介圖7分析案例工具條在某一分析模式激活時(shí)，除了分析工具條外，還將自動(dòng)顯示分析案例工具條，通過(guò)分析案例工具

6、條，可以對(duì)求解參數(shù)和輸出報(bào)告進(jìn)行控制和管理。圖8配置工具條3.4 配置工具條簡(jiǎn)介配置工具條如圖8所示，從該下拉式列表中，可激活任一種現(xiàn)存的狀態(tài)配置、更改預(yù)先設(shè)置的開(kāi)關(guān)設(shè)備（打開(kāi)/合上）、負(fù)荷（連續(xù)/斷續(xù)/后備）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)（打開(kāi)/關(guān)閉/節(jié)流/后備）的狀態(tài)。注意：當(dāng)更改任一設(shè)備的狀態(tài)時(shí)，所改變的僅是已激活的配置的狀態(tài)，而不會(huì)影響到其它的配置。對(duì)于新的配置只能從項(xiàng)目視圖中創(chuàng)建，其方法是：點(diǎn)擊配置下的“Status”（狀態(tài)），選擇“Create New”（新建）。新創(chuàng)建的配置中的設(shè)備狀態(tài)是默認(rèn)配置的一個(gè)拷貝。在項(xiàng)目視圖中，在現(xiàn)存的配置上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Duplicate”（復(fù)制），則可創(chuàng)建一個(gè)

7、新的配置，而該配置與現(xiàn)有的配置具有相同的設(shè)備狀態(tài)。二、PowerStation軟件基本操作簡(jiǎn)介1啟動(dòng)程序；2新建項(xiàng)目文件或打開(kāi)示例項(xiàng)目文件；3根據(jù)要求進(jìn)行單線圖繪制、修改，設(shè)備參數(shù)輸入、修改，設(shè)備狀態(tài)修改；4進(jìn)行相關(guān)分析（短路分析、繼電保護(hù)配合）。第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn) 1 ： 短路電流計(jì)算 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握短路電流計(jì)算方法、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)方法，訓(xùn)練學(xué)生短路電流計(jì)算能力、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后繼續(xù)繼電保護(hù)、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、應(yīng)用

8、PowerStation軟件繪制單線圖、校驗(yàn)計(jì)算的短路電流是否正確及選擇的設(shè)備是否符合要求。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段根據(jù)課堂講授的理論知識(shí)進(jìn)行短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇，根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)應(yīng)用PowerStation軟件繪制相應(yīng)的單線圖并輸入相應(yīng)的參數(shù)，對(duì)計(jì)算的短路電流值、選擇的電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而分析、解決問(wèn)題。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求每組1人，以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開(kāi)放模式組織教學(xué)。實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；學(xué)生根據(jù)給定的用電設(shè)備或給定的電力線路，進(jìn)行短路電流的計(jì)算及相關(guān)導(dǎo)線或設(shè)備的選擇；繪制相應(yīng)的單線圖，進(jìn)行驗(yàn)證；教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)；

9、仿真實(shí)驗(yàn)前，教師審查、分析學(xué)生的計(jì)算是否正確；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師審查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。五、實(shí)驗(yàn)條件臺(tái)式電腦、ETAP PowerStation軟件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。六、實(shí)驗(yàn)步驟1 根據(jù)給定的用電設(shè)備進(jìn)行供電線路設(shè)計(jì)并進(jìn)行短路電流計(jì)算，或?qū)o定的電力線路進(jìn)行短路電流計(jì)算。2 根據(jù)短路電流校驗(yàn)電力線路及相關(guān)設(shè)備是否滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求，若不滿(mǎn)足重新選擇、計(jì)算短路電流、校驗(yàn)，直至滿(mǎn)足要求。實(shí)驗(yàn)前將計(jì)算結(jié)果交教師審查。3 在仿真軟件環(huán)境中，畫(huà)出單線圖并輸入相應(yīng)參數(shù)，進(jìn)行仿真校驗(yàn)。4 重復(fù)上述三個(gè)步驟，直至通過(guò)（需經(jīng)老師確認(rèn)）。5 撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)。實(shí)驗(yàn) 2 ： 繼電保護(hù) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)

10、驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解、掌握繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)及整定方法，訓(xùn)練學(xué)生短路電流計(jì)算能力、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后繼續(xù)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用PowerStation軟件繪制單線圖、校驗(yàn)計(jì)算的短路電流是否正確及繼電保護(hù)設(shè)計(jì)是否符合要求。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段根據(jù)課堂講授的理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)老師給定的供電線路或自選的供電線路進(jìn)行短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)應(yīng)用PowerStation軟件繪制相應(yīng)的單線圖并輸入相應(yīng)的參數(shù)，對(duì)計(jì)算的短路電流值、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

11、進(jìn)行校驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而分析、解決問(wèn)題。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求每組1人，以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開(kāi)放模式組織教學(xué)。實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；學(xué)生根據(jù)給定的或自選的供電線路進(jìn)行短路電流計(jì)算及繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；繪制相應(yīng)的單線圖，進(jìn)行驗(yàn)證；教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)；仿真實(shí)驗(yàn)前教師審查、分析學(xué)生的設(shè)計(jì)是否正確、合理；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師審查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。五、實(shí)驗(yàn)條件臺(tái)式電腦、ETAP PowerStation軟件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。六、實(shí)驗(yàn)步驟1 根據(jù)給定的繼電保護(hù)要求，對(duì)自選的電力線路或?qū)o定的電力線路進(jìn)行額定電流、短路電流計(jì)算。2 根據(jù)計(jì)算的電流值進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)前將設(shè)計(jì)結(jié)果交教師審查。3 在仿真軟件環(huán)境中，畫(huà)出單線圖并輸入相應(yīng)參數(shù)，進(jìn)行仿真校驗(yàn).4 重復(fù)上述三個(gè)步驟，直至通過(guò)（需經(jīng)老師確認(rèn)）。5 撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本內(nèi)容要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須以課程為單位裝訂成冊(cè)，原則上使用現(xiàn)行“實(shí)驗(yàn)報(bào)告簿”(校園內(nèi)有售)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告簿應(yīng)事先準(zhǔn)備好，用來(lái)做預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求這三個(gè)過(guò)程在一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中完成。1實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)在實(shí)驗(yàn)前每位同學(xué)都需要對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)習(xí)，并寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，在預(yù)習(xí)報(bào)告中要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求，需要用到的儀器設(shè)備、物品資料以及簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟，形成一個(gè)操作提綱。對(duì)實(shí)驗(yàn)中的