西南交通大學(xué)電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告2

1、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)(一)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016 年 3 月 15 日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)的目的：1、通過(guò)模擬牽引供電系統(tǒng)，了解牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程；2、了解認(rèn)識(shí)微電網(wǎng)及控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；3、了解西南交通大學(xué)施耐德電氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)的原理：1、牽引供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室初步設(shè)計(jì)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)體系架構(gòu)， 平臺(tái)的設(shè)計(jì)在充分考慮供電可靠性、實(shí)驗(yàn)室布局與實(shí)現(xiàn)不便的客觀條件的基礎(chǔ)上， 最大限度地保留了鐵路牽引供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的特點(diǎn)。采用 400V 配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬實(shí)際鐵路的 10kV 配電。同時(shí)，依托施耐德電氣強(qiáng)大的行業(yè)背景， 通過(guò)采用相應(yīng)智能設(shè)備方便地實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的集中

2、管理、保護(hù)與控制自動(dòng)化、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等。牽引供電部分模擬實(shí)際牽引變電所，通過(guò)升壓變壓器將 10kV 升至 27.5kV 為牽引負(fù)荷供電。配電部分模擬鐵路配電網(wǎng)，采用 400V 電壓模擬實(shí)際線路采用的 10kV 電壓。在一級(jí)負(fù)荷貫通線路上設(shè)置有故障模塊，模擬實(shí)際鐵路配電線路的各種故障， 借以觀察故障后保護(hù)以及斷路器等的動(dòng)作情況， 實(shí)際鐵路配電網(wǎng)絡(luò)中的分段裝置開(kāi)關(guān)房用施耐德電氣的配電柜來(lái)模擬。2、微電網(wǎng)及控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微網(wǎng)系統(tǒng)是一種相對(duì)于配電網(wǎng)規(guī)模較小的分散式獨(dú)立系統(tǒng)， 它基于以現(xiàn)代電力電子技術(shù)，將風(fēng)電，光伏發(fā)電，儲(chǔ)能設(shè)備組合在一起，直接供小型用戶使用，它可以被視為電網(wǎng)中的一個(gè)可控單元， 在短時(shí)間內(nèi)

3、動(dòng)作以滿足外部輸配電網(wǎng)絡(luò)及負(fù)載的需求。微電網(wǎng)保證以下功能：1) 任意電源接入對(duì)系統(tǒng)不造成影響，確保人員電氣安全；2) 自主可選擇運(yùn)行點(diǎn)，微電網(wǎng)控制應(yīng)該做到能夠基于本地信息對(duì)電網(wǎng)中的事件進(jìn)行反映，并自動(dòng)切換至獨(dú)立運(yùn)行方式；3) 并網(wǎng)或脫網(wǎng)平滑；4) 有功無(wú)功獨(dú)立控制；5) 具有校正電壓跌落和系統(tǒng)不平衡能力該系統(tǒng)由6 個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)有主要控制器通過(guò)以太網(wǎng)上層計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)通訊。 各子系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行通過(guò)子系統(tǒng)逆變器獨(dú)立控制。如下圖所示3、西南交通大學(xué)施耐德電氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室采用 400V 配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬實(shí)際鐵路的 10kV 配電。整個(gè)平臺(tái)由 10kV 單電源供電，進(jìn)線側(cè)配置施耐德電氣 ION

4、7650 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀表與 Sepam微機(jī)保護(hù)等裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電源進(jìn)線處電流、電壓、功率、電度、功率因數(shù)、頻率、諧波、最大 /最小值等狀態(tài)量的監(jiān)測(cè)、 斷路器的控制。 10kV 電源出線均配置 Sepam微機(jī)保護(hù)裝置確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。 整個(gè)平臺(tái)可分為 3 大部分，分別是牽引供電、 鐵路配電以及監(jiān)控系統(tǒng)。借助施耐德電氣的 PowerLogic 配電監(jiān)控系統(tǒng)，本部分預(yù)期實(shí)現(xiàn)如下功能：1 設(shè)備保護(hù)：由 SEPAM 系列微機(jī)保護(hù)裝置來(lái)滿足不同高壓設(shè)備（如線路、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器、母線等）的保護(hù)功能要求。2 運(yùn)行監(jiān)視：監(jiān)視主機(jī)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的主接線圖和電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及設(shè)備的各種電氣參數(shù)， 數(shù)據(jù)按畫(huà)面

5、刷新時(shí)間自動(dòng)更新， 并按整定的限制自動(dòng)改變顏色以表示不同的運(yùn)行狀態(tài)，如過(guò)負(fù)荷時(shí)， 對(duì)應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)變色并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。3 遠(yuǎn)程控制：在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器等電氣設(shè)備的控制操作。4 報(bào)警和事件管理：設(shè)定多種報(bào)警，在故障發(fā)生前獲取相關(guān)信息，避免事故；在故障發(fā)生后，提供有關(guān)的原因、時(shí)間和電氣參數(shù)值等信息，便于快速排除故障。此外，還可以對(duì)設(shè)備狀態(tài)的改變、保護(hù)整定值變化的事件進(jìn)行管理。5 歷史數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)可生成各種運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表和圖形（曲線、棒圖、餅圖等），顯示、打印歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警和事件記錄、各種運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表，打印方式可設(shè)定為召喚、隨機(jī)和定時(shí)方式。6 電能管理：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析和進(jìn)行成本核算得到電能

6、消耗模式和識(shí)別主要的耗電源， 幫助用戶有效的管理負(fù)荷以控制波峰電價(jià)時(shí)的用電， 減少非正常耗電，最終實(shí)現(xiàn)降低電能花費(fèi)的目的。7 通訊功能：所有的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備均帶有通訊接口，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控主機(jī)的通訊。同時(shí)，系統(tǒng)也可以方便的與其他自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通訊， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)間的信息共享。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)綜合自動(dòng)化采用以太網(wǎng)通信代替光纖以太網(wǎng)。由各部分電源進(jìn)線、母聯(lián)斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)采用 SCADA （供電系統(tǒng)管理自動(dòng)化）遠(yuǎn)動(dòng)控制和就地控制（實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙控、遙信、遙測(cè)） 。通過(guò)通信和監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電網(wǎng)管理。2.心得體會(huì)：通過(guò)對(duì)含新能源的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)， 我認(rèn)識(shí)了光伏發(fā)電、 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行與控制的關(guān)鍵技術(shù)， 了解了

7、光伏發(fā)電、 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行與控制的相關(guān)技術(shù)原理。通過(guò)牽引供電系統(tǒng)模型機(jī)車(chē)的運(yùn)行參觀， 以及趙老師對(duì)系統(tǒng)各個(gè)組成部分的詳細(xì)講解，讓我對(duì)鐵路機(jī)車(chē)上的牽引供電系統(tǒng)了了更加直觀的認(rèn)識(shí)。 該實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)最大限度地保留了鐵路牽引供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的特點(diǎn)， 清晰明了的展示了牽引供電系統(tǒng)的每一個(gè)部分。 通過(guò)此次參觀實(shí)驗(yàn)， 更加激發(fā)了我對(duì)牽引供電系統(tǒng)的興趣。參觀西南交通大學(xué)施耐德電氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室之后，熟悉和掌握了鐵路配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能以及鐵路配電系統(tǒng)的故障處理方案，在老師進(jìn)一步講解了供電的工作原理之后更加深了我們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016 年 3 月

8、 29 日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)的目的：1、熟悉工業(yè)監(jiān)控模擬系統(tǒng)調(diào)度中心的結(jié)構(gòu)。了解調(diào)度系統(tǒng)軟件體系，學(xué)習(xí)使用用戶界面并動(dòng)手操作。探索各種功能并分析原因。2、熟悉工業(yè)監(jiān)控模擬系統(tǒng)調(diào)度中心的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)配置。能夠使用調(diào)度系統(tǒng)軟件，學(xué)習(xí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)工具并動(dòng)手操作調(diào)整系統(tǒng)配置。 探索各種功能并分析原因。3、通過(guò)遙控、遙信、遙測(cè)的接線了解 RTU 的組成原理及各種工作方式和信息采集原理。實(shí)驗(yàn)的原理：GM-2000 DAS 分布式管理自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為：調(diào)度中心、 信道、 被控端子系統(tǒng)。系統(tǒng)標(biāo)配：后臺(tái)處理機(jī)、操作員工作站、通信處理機(jī)、等主要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。調(diào)度中心又稱主站系統(tǒng)。 主站系統(tǒng)就是接收和轉(zhuǎn)發(fā)信息并進(jìn)

9、行監(jiān)視控制的系統(tǒng)。主站系統(tǒng)中的通信控制器從各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)終端取得信息后， 主計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 檢測(cè)一些參數(shù)是不是有越限現(xiàn)象發(fā)生，斷路器有沒(méi)有變位等，并將結(jié)果通過(guò)顯示器或模擬屏向調(diào)度員報(bào)告。 調(diào)度員向計(jì)算機(jī)輸入控制命令， 向各遠(yuǎn)動(dòng)終端發(fā)送斷路器操作命令或調(diào)整發(fā)電機(jī)出力等控制命令。 主站還要將經(jīng)過(guò)處理的信息向上層調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)， 通常這是通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進(jìn)行的。 主站的上述功能就稱為 SCADA （supervisory control and data acquisition）即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能。下圖中顯示了幾種目前較為常見(jiàn)的SCADA 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式。被控站調(diào)度端調(diào)度端被控站被控站被控

10、站被控站被控站a) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)b) 環(huán)型結(jié)構(gòu)被控站被控站調(diào)度端調(diào)度端被控站被控站被控站被控站被控站c) 雙 T型結(jié)構(gòu)d) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖 1-3 通信前置機(jī)的幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)a圖的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式中，調(diào)度端與每個(gè)被控站之間有一個(gè)獨(dú)立的信道進(jìn)行通信，這種方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，通信可靠性高， 但是會(huì)占用較多的通信信道，一般用于通信信道較為充足的情況。b 圖中的環(huán)形方式是從調(diào)度端引出的兩條全雙工通道與各個(gè)被控段之間通過(guò)環(huán)形連接起來(lái)。 調(diào)度端將數(shù)據(jù)發(fā)往就近的兩個(gè)被控端， 然后通過(guò)被控端依次向相鄰的兩端傳送數(shù)據(jù)， 直到目的站。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省通道，并且在通道上某一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的通信。c 圖中

11、的雙 T 型結(jié)構(gòu)又叫作雙總線型結(jié)構(gòu)， 是總線結(jié)構(gòu)與環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的拓?fù)浞绞?。他從調(diào)度端引出兩條總線，各個(gè)被控端通過(guò)節(jié)點(diǎn)開(kāi)關(guān)掛接在總線上。這種方式不僅節(jié)省通道數(shù)，而且雙總線又保證了通道的可靠性。d 圖中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)方式作為以后的一個(gè)發(fā)展方向， 在目前還沒(méi)有廣泛的應(yīng)用。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中， 除了調(diào)度端與各個(gè)被控端之間相連外， 各個(gè)被控端之間也都有通道進(jìn)行連接。這使得通信信道的可靠性大大增強(qiáng)， 但同時(shí)也增大了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。在實(shí)際工程中， 以上幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)往往同時(shí)存在于一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中。 在本課題中，擬實(shí)現(xiàn)通信前置機(jī)對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、 環(huán)形和雙總線型等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)型的處理。GM-2000 型 RTU 系統(tǒng)主要完

12、成遙控、遙信、遙測(cè)等遠(yuǎn)動(dòng)功能，主要由總控單元，控制、采集單元，交流采樣單元等三個(gè)主要部分構(gòu)成。系統(tǒng)采用多處理器分散式原則，內(nèi)部采用現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)連接各單元。實(shí)驗(yàn)對(duì)象原理圖：2.心得體會(huì)：通過(guò)老師對(duì)調(diào)度系統(tǒng)和被控站等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的講解和操作演示，我對(duì)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的基本原理、構(gòu)成、設(shè)計(jì)選擇和通訊計(jì)算原則與方法， 對(duì)調(diào)度中心的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成原理，系統(tǒng)軟件配置， 調(diào)度系統(tǒng)的分配原則有了一定理解。 本次實(shí)驗(yàn)較為系統(tǒng)和全面地介紹了最新的工業(yè)安全監(jiān)控及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)開(kāi)拓自身眼界起到很好的作用。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)(三)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016 年 4 月

13、26 日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)的目的：1、熟悉和掌握高電壓試驗(yàn)的基本技術(shù)。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)同學(xué)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使同學(xué)們初步掌握進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一些基本方法。3、樹(shù)立安全第一的觀點(diǎn)，保證人身和設(shè)備的安全是進(jìn)行高壓試驗(yàn)特別強(qiáng)調(diào)的問(wèn)題，思想上必須自始至終保持高度的重視。4、培養(yǎng)同學(xué)重視實(shí)際、遵守制度、愛(ài)護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)。實(shí)驗(yàn)的原理：1、絕緣電阻、泄漏電流的測(cè)量電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施。 通過(guò)試驗(yàn)，掌握電氣設(shè)備絕緣的情況， 及早發(fā)現(xiàn)其缺陷， 從而進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)與檢修， 以保證設(shè)備的正常運(yùn)行，防止運(yùn)行中設(shè)備在工作電壓或過(guò)電壓作用下?lián)舸┧斐傻耐ｋ娚踔羾?yán)重?fù)p

14、壞設(shè)備的事故，起著預(yù)防作用。電器設(shè)備的絕緣缺陷通常有兩種情況， 一種是制造時(shí)潛伏下的， 另一種是運(yùn)行中在外界作用的影響下發(fā)展起來(lái)的。 外界作用有工作電壓、 過(guò)電壓、大氣影響(如潮濕 )、機(jī)械力、熱化學(xué)等作用，當(dāng)然這些外界作用的影響程度也和制造質(zhì)量有關(guān)。目前，還不能做到電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中不發(fā)生明顯的劣化。在電力系統(tǒng)中由于經(jīng)常進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了許多缺陷，從而減少了事故的發(fā)生。1）緣電阻及吸收比試驗(yàn)：一般用兆歐表測(cè)量。所謂的吸收比，就是設(shè)備絕緣 60 秒時(shí)的絕緣電阻與15 秒的絕緣電阻的比值。 對(duì)于未受潮的變壓器， 吸收比在 1.3 到 2 的范圍內(nèi)。電器設(shè)備受潮時(shí)，此比值接近。1.對(duì)于電容

15、量不大，絕緣正常的試品，因吸收現(xiàn)象不顯著，故無(wú)實(shí)用價(jià)值。對(duì)于電機(jī)和電力電纜，還規(guī)定測(cè)試各相絕緣電阻的不平衡系數(shù)不應(yīng)大于。2.不平衡系數(shù)是指最大相絕緣電阻與最小絕緣電阻比值。2）泄露電流試驗(yàn)：因所加電壓比兆歐表高，所以更能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。如變壓器套管開(kāi)裂、內(nèi)部受潮、絕緣油劣化、絕緣紙沿面炭化等缺陷。在不同的電壓下測(cè)量絕緣的泄漏電流，對(duì)判斷絕緣質(zhì)量有很大的作用，因?yàn)槿艚^緣沒(méi)有什么缺陷， 泄漏電流將隨電壓大致按線性增長(zhǎng)。 反之，如有缺陷，則泄漏電流的增長(zhǎng)就比電壓增長(zhǎng)快，尤其在電壓較高時(shí)， 泄漏電流急劇增加， 這是兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的。為了避免測(cè)到絕緣的吸收電流，應(yīng)在加壓 l 分鐘后讀

16、取泄漏電流值。另外，還應(yīng)注意消除電暈電流等干擾。還須指出：無(wú)論絕緣電阻或泄漏電流值都和絕緣的溫度密切相關(guān)。 溫度升高時(shí)， 泄漏電流急劇上升， 絕緣電阻很快下降， 所以在測(cè)量泄漏電流和絕緣電阻時(shí)， 都要記錄溫度， 對(duì)有的試品還要進(jìn)行溫度校正，本實(shí)驗(yàn)不作校正。2、介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù) 和電容 C 用 Q S-1 型西林電橋測(cè)量。其接線圖如下：1）測(cè)量前的準(zhǔn)備：、用接地線一端接儀器的接地柱，另一端接可靠的大地，保證儀器外殼在地電位上。、正接線時(shí)：將高壓電纜插頭插入儀器HV 插座中，將一的黑色鱷魚(yú)夾夾到被測(cè)試品的高端引線上， 紅色的鱷魚(yú)夾懸空。 將 Cx 低壓電纜插入 Cx 插座中，另一端

17、紅色夾子試品的低壓端或末屏等，黑色夾子懸空或接屏蔽裝置。、反接線時(shí)，將高壓電纜插頭插入儀器HV 插座中，將一的紅色鱷魚(yú)夾夾到被測(cè)試品的高端引線上，黑色的鱷魚(yú)夾懸空或接屏蔽裝置。Cx 插座不用。2）打開(kāi)來(lái)電源開(kāi)關(guān)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行自檢，液晶屏顯示中文主菜單。3）菜單選擇： 選擇接線方式；選擇頻率；選擇測(cè)量電壓； 選擇使用電容的種類(lèi)。4）測(cè)試：當(dāng)光標(biāo)在“啟動(dòng)”位置時(shí)，按“”鍵，并保持大約5 秒鐘，測(cè)試加壓過(guò)程啟動(dòng)開(kāi)始。測(cè)試結(jié)束，自動(dòng)顯示打印結(jié)果。3、工頻高壓演示實(shí)驗(yàn)工頻實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示。KT1T2R1R2調(diào)壓V l= V 2Z1器CxG測(cè)量繞組Z2 V3圖 1工頻高壓試驗(yàn)線路圖T1調(diào)壓器 T2高壓試

18、驗(yàn)變壓器。Vl 交流電壓表。V2靜電電壓表。V3交流電壓表或示波器。R1變壓器保護(hù)電阻，1020K 。R2球隙保護(hù)電阻。Cx試品工頻高電壓試驗(yàn)裝置通常由調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、 保護(hù)電阻、 分壓器和靜電電壓表以及球隙等組成。試驗(yàn)變壓器的工作原理與電力變壓器相同，但由于工作條件和工作任務(wù)的不同，試驗(yàn)變壓器具有工作電壓高、變比大、漏抗大、絕緣裕度小、容量小、工作時(shí)間短等特點(diǎn)。 其主要類(lèi)型有單套管金屬外殼型試驗(yàn)變壓器、雙套管金屬外殼型試驗(yàn)變壓器、絕緣外殼型試驗(yàn)變壓器和串級(jí)試驗(yàn)變壓器。進(jìn)行工頻高電壓試驗(yàn)時(shí)， 要求試驗(yàn)電壓從零開(kāi)始， 均勻升壓， 因此必須使用調(diào)壓設(shè)備。調(diào)壓設(shè)備主要有四種：自藕調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓

19、器、移卷調(diào)壓器和電動(dòng)發(fā)電機(jī)組。保護(hù)電阻用固體電阻或水電阻。R1 的阻值一般按每伏0.1 選取， R2 的阻值可按每伏 0.10.5 選取，并應(yīng)校驗(yàn)R1、R2 的外表面絕緣強(qiáng)度。在試驗(yàn)電壓下，當(dāng)試品發(fā)生擊穿、閃絡(luò)或球隙放電時(shí)，R1、R2 不應(yīng)發(fā)生沿面閃絡(luò)，且具有相應(yīng)的熱容量，其長(zhǎng)度可按每米150200kV(有效值 )選取。靜電電壓表是測(cè)量工頻高電壓的常用電壓表，它是一種測(cè)量靜電力大小的表計(jì)。根據(jù)測(cè)量原理的不同， 可分為絕對(duì)靜電電壓表和相對(duì)靜電電壓表， 后者被廣泛用于工程測(cè)量。 由于靜電電壓表的輸入阻抗及固有振蕩頻率都很高， 所以常被用于直流電壓及寬頻帶范圍的交流電壓的測(cè)量。2.心得體會(huì)：絕緣內(nèi)部

20、有了缺陷后， 其特性要發(fā)生一定的變化。 我們可以通過(guò)一些試驗(yàn)把隱藏的缺陷檢查出來(lái)。 對(duì)絕緣電阻的測(cè)量， 可以發(fā)現(xiàn)貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通的受潮部分。 對(duì)泄漏電流的測(cè)量則能發(fā)現(xiàn)貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通的受潮部分， 以及一些未完全貫通的集中性缺陷。 而對(duì)介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量則能發(fā)現(xiàn)整體受潮、劣化，被試品絕緣體積小時(shí)的貫通及未貫通缺陷。由于目前，還不能做到電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中不發(fā)生明顯的劣化。 所以在電力系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)缺陷，可以有效減少事故的發(fā)生。試驗(yàn)工作常常是高電壓技術(shù)工作者的重要工作內(nèi)容。 高壓實(shí)驗(yàn)課主要作為培養(yǎng)掌握必要的電力系統(tǒng)高電壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)理論知識(shí)與進(jìn)入

21、實(shí)驗(yàn)研究初始階段的一門(mén)重要的課程，對(duì)于培養(yǎng)實(shí)踐能力起到重要作用。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)(四)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016 年 5 月 10 日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)的目的：基于 MATLAB語(yǔ)言的直流電機(jī)調(diào)速控制仿真系統(tǒng)，通過(guò)MATLAB語(yǔ)言中的 simulink 模塊實(shí)現(xiàn)模糊控制仿真實(shí)驗(yàn)的原理：1、電動(dòng)機(jī)參數(shù)一臺(tái)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，銘牌額定參數(shù)為PN，88.9A，17kW U N220V I NnN 3000r/min ，電樞回路總電阻 Ra 0.087，勵(lì)磁回路總電阻 R f181.5 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J0.76K g m2 。仿真該電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)的過(guò)程。通過(guò)計(jì)算，有：勵(lì)磁電流

22、為I=220/181.5=1.21A勵(lì)磁電感在恒定磁場(chǎng)控制時(shí)可取零點(diǎn)數(shù)電阻 Ra=0.087，電樞電感估算 L=0.0032H式中，p 為極對(duì)數(shù)；C 為計(jì)算系數(shù)，對(duì)于無(wú)補(bǔ)償電機(jī)C=0.1，補(bǔ)償電機(jī) C=0.4。因?yàn)?N=0.0708V/r=0.676s/rad所以 L=0.676/1.21=60.1N額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T=0.67688=60.1N2、仿真及其結(jié)果在 MATLAB/simulink 環(huán)境下提取直流電動(dòng)機(jī)、電源等元件模塊。聯(lián)結(jié)模塊繪制直流電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的仿真模型如圖 1 所示。在模型中電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞的輸入端并聯(lián)后與直流電源電壓 Vd 的正極端相連接，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞的輸出

23、端通過(guò) T 形節(jié)點(diǎn)并聯(lián)后與直流電源 Vd 的負(fù)極端連接在一起。 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩由常數(shù)模塊 TL 設(shè)定。然后在電動(dòng)機(jī)模塊的 m 端接上示波器， 用于觀察電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)波形，由于在m 端可以輸出轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩四項(xiàng)參數(shù)，因此需要用Demux 模塊分解。直流電動(dòng)機(jī)模型輸出轉(zhuǎn)速的單位是rad/s，在模型中使用了一個(gè)放大器（Gain）將 rad/s 轉(zhuǎn)換為習(xí)慣的r/min ，變換系數(shù) C。Continuouspowergui60.1TLmConstantA+dcA-1GainScopeF+F-Scope1DiscreteScope2DC MachineDC Voltage SourceSc

24、ope3圖 1直流電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的仿真模型仿真結(jié)果如下：1)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速160140120100806040200.70.750.80.850.90.9510.652）電樞電流波形1031021011009998979695940.70.750.80.850.90.9510.653）勵(lì)磁電流波形21.510.50-0.50.70.750.80.850.90.9510.654、轉(zhuǎn)矩波形160140120100806040200.70.750.80.850.90.9510.652.心得體會(huì)：通過(guò)仿真結(jié)果可以看出：通過(guò)以上的仿真過(guò)程分析，可以得到下列結(jié)論：(1)直流電機(jī)全壓起動(dòng)，通過(guò)電網(wǎng)輸入額定電壓，

25、產(chǎn)生較大的勵(lì)磁電流，和較小的轉(zhuǎn)矩的啟動(dòng)方式。利用Simulink 對(duì)全壓斬波電路和升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，與采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電流，勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩波形，進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。MATLAB/simulink仿真環(huán)境功能很強(qiáng)大，是一個(gè)不錯(cuò)的仿真平臺(tái)，我們應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)，利用它豐富的資源和強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜電力系統(tǒng)的仿真與分析。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)(五)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016 年 5 月 24 日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)的目的：了解列車(chē)運(yùn)行的時(shí)序與牽引傳動(dòng)的原理及其仿真平臺(tái)系統(tǒng)的組成。 對(duì)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)有初步的整體認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到牽引傳

26、動(dòng)在鐵路電氣化中的重要作用。實(shí)驗(yàn)的原理：列車(chē)運(yùn)行與牽引傳動(dòng)分布式綜合仿真平臺(tái)以“列車(chē)運(yùn)行”與“牽引傳動(dòng)”為核心基于 A 技術(shù)創(chuàng)建核心，基于 HLA 技術(shù)創(chuàng)建的分布式仿真平臺(tái)， 包含總控臺(tái)、牽引供電系統(tǒng)、總控臺(tái)、牽引供電系統(tǒng)、地面信號(hào)系統(tǒng)、列車(chē)運(yùn)行三維視景、故障診斷、司控臺(tái)、車(chē)載 DMI 、車(chē)載 MMI 、中央控制單元 CCU、車(chē)載 ATP 車(chē)載CCU、車(chē)載 ATP、車(chē)載 ATO、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。HLA 高層體系結(jié)構(gòu)， High Level Architecture 、是由美國(guó)國(guó)防部提出的新型分布式仿真框 架通過(guò) 提供通用的相 對(duì)獨(dú)立 的運(yùn)行支撐框 架 RTI ， Run Tim

27、e Infrastructure，將應(yīng)用層與其底層支撐環(huán)境功能分離，隱蔽各自的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。使用戶不需要關(guān)注底層通信的細(xì)節(jié)，只專(zhuān)注于專(zhuān)業(yè)方面的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)各子節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互如下圖1 所示，總控臺(tái)負(fù)責(zé)發(fā)送仿真控制指令、管理系統(tǒng)時(shí)間推進(jìn)、監(jiān)控子系統(tǒng)的仿真運(yùn)行狀態(tài)， 司控臺(tái)、車(chē)載 DMI 、車(chē)載 MMI 、中央控制單元CCU、車(chē)載 ATP、車(chē)載 ATO、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等作為車(chē)載運(yùn)行子系統(tǒng)，與牽引供電系統(tǒng)及地面信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行交互。圖 1 系統(tǒng)各子節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互總控臺(tái)軟件主要負(fù)責(zé)列車(chē)運(yùn)行綜合仿真平臺(tái)的仿真過(guò)程控制， 發(fā)送仿真同步并開(kāi)始、仿真結(jié)束等指令， 監(jiān)控各個(gè)子系統(tǒng)與RTI 的連接狀態(tài)，并

28、在仿真運(yùn)行過(guò)程中向各個(gè)子系統(tǒng)發(fā)送仿真系統(tǒng)時(shí)間校對(duì)信號(hào)。其過(guò)程及操作界面如下圖所示。車(chē)載 CCU 中央控制單元、負(fù)責(zé)整車(chē)級(jí)邏輯控制、牽引/制動(dòng)力分配狀態(tài)數(shù)據(jù)/故障數(shù)據(jù)的采集處理和記錄等工作是高速列車(chē)的中樞，狀態(tài)數(shù)據(jù)/故障數(shù)據(jù)的采集處理和記錄等工作，是高速列車(chē)的中樞神經(jīng)。因而，針對(duì)CCU 的功能細(xì)致分析，研究 CCU 的工作機(jī)制，數(shù)據(jù) /指令接口設(shè)計(jì)相應(yīng)的仿真模塊在對(duì)列車(chē)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的據(jù) /指令接口，設(shè)計(jì)相應(yīng)的仿真模塊，在對(duì)列車(chē)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的仿真研究中有著重要意義。車(chē)載 CCU 接收司機(jī)操縱指令或 ATO 指令、ATP指令，通過(guò)邏輯控車(chē)載接收司機(jī)操縱指令或指令指令， 通過(guò)輯控制進(jìn)行對(duì)列車(chē)牽

29、引和制動(dòng)指令的分配，保證列車(chē)的安全運(yùn)行。CCU 診斷單元主要包括故障數(shù)據(jù)采集和分析模塊故障診斷單元主要包括故障數(shù)據(jù)采集和分析模塊、故障警報(bào)模塊、故障記錄模塊以及故障處理措施模塊。通過(guò)接收外部監(jiān)測(cè)的信息， 該單元能夠?qū)崿F(xiàn)故障的實(shí)時(shí)分析、 預(yù)警，提供解決方案，是列車(chē)故障診斷系統(tǒng)中不可或缺的重要部分系統(tǒng)中不可或缺的重要部分高速動(dòng)車(chē)組司機(jī)控制臺(tái)如下圖 4 所示，是司機(jī)室的重要組成部分， 是用于人工駕駛時(shí)的列車(chē)操縱器。 司機(jī)通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕與改變相關(guān)手柄級(jí)位， 向綜合仿真系統(tǒng)的其他子部件如 CCU、發(fā)送駕駛指令。圖 3高速動(dòng)車(chē)組司機(jī)控制臺(tái)列車(chē)運(yùn)行解算模塊考慮輪軌間粘著，建立輪軌耦合模型及列車(chē)多質(zhì)點(diǎn)模型，

30、針對(duì)相應(yīng)的線路進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行模擬仿真， 最終得到運(yùn)行區(qū)段的列車(chē)速度距離曲線、加速度 /減速度時(shí)分曲線、能耗曲線、故障模擬運(yùn)行結(jié)果等牽引計(jì)算要求的所有參數(shù)與曲線。制動(dòng)系統(tǒng)仿真軟件模擬動(dòng)車(chē)組的各級(jí)制動(dòng)效果，并提供與綜合仿真平臺(tái)其他子系統(tǒng)額信息和指令交互接口平臺(tái)其他子系統(tǒng)額信息和指令交互接口。 制動(dòng)系統(tǒng)接收司控臺(tái)制動(dòng)手柄級(jí)位或 ATP/ATO 裝置發(fā)出的制動(dòng)指令通過(guò)制動(dòng)控制計(jì)算與牽引傳動(dòng)系統(tǒng)交互再生制動(dòng)指令和反饋信， 通過(guò)制動(dòng)控制計(jì)算， 與牽引傳動(dòng)系統(tǒng)交互再生制動(dòng)指令和反饋信息，確定列車(chē)各項(xiàng)制動(dòng)參數(shù)。牽引供電系統(tǒng)分別與綜合仿真牽引供電系統(tǒng)分別與綜合仿真平臺(tái)中的總控臺(tái)、傳動(dòng)系統(tǒng)與車(chē)線耦合解算三大子系統(tǒng)產(chǎn)

31、生數(shù)據(jù)交耦合解算三大子系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)交互?？偪嘏_(tái)向本模塊發(fā)布仿真啟動(dòng)、 暫停與終止指令； 傳動(dòng)系統(tǒng)與車(chē)線耦合解算模塊向本模塊發(fā)布線路中運(yùn)行列車(chē)的車(chē)型、車(chē)次需求功率位置時(shí)間與速度、需求功率、位置、時(shí)間與速度； 本模塊綜合以上信息對(duì)列車(chē)供電電壓與實(shí)際發(fā)揮功率進(jìn)行解算電電壓與實(shí)際發(fā)揮功率進(jìn)行解算，并反饋給傳動(dòng)系統(tǒng)子模塊在分布式仿真系統(tǒng)中， 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)在牽引工況時(shí)實(shí)現(xiàn)從受電弓獲得電能最后轉(zhuǎn)化為牽引電機(jī)的機(jī)械能再生制動(dòng)工況時(shí)實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)機(jī)能， 最后轉(zhuǎn)化為牽引電機(jī)的機(jī)械能； 再生制動(dòng)工況時(shí)， 實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能， 經(jīng)牽引變流器變換，輸出電能質(zhì)量合格的電能，回饋牽引供電網(wǎng)。地面設(shè)備主要功能是為列車(chē)

32、的安全行駛提供數(shù)據(jù)支持和調(diào)度運(yùn)行全行駛提供數(shù)據(jù)支持和調(diào)度運(yùn)行指令。 車(chē)站列控中心負(fù)責(zé)控制軌道電路編碼、 信號(hào)機(jī)顯示、有源應(yīng)答器報(bào)文的存儲(chǔ)和調(diào)用以及相鄰車(chē)站列控中心之間的安全信息傳輸?shù)?。?chē)站聯(lián)鎖根據(jù)列車(chē)進(jìn)路傳輸?shù)取＼?chē)站聯(lián)鎖根據(jù)列車(chē)進(jìn)路信息，控制信號(hào)機(jī)、 道岔等站內(nèi)信號(hào)設(shè)備， 使之具有一定的制約關(guān)系確保列車(chē)在站內(nèi)的行車(chē)安關(guān)系，確保列車(chē)在站內(nèi)的行車(chē)安全。 軌道電路負(fù)責(zé)檢查列車(chē)是否完全進(jìn)入軌道區(qū)段以及區(qū)段的空完進(jìn)軌段以及段的閑/占用情況，并不間斷向列車(chē)傳輸前方空閑閉塞分區(qū)數(shù)量等信息應(yīng)答器向列車(chē)發(fā)送前方線路參。應(yīng)答器向列車(chē)發(fā)送前方線路參數(shù)、限速及定位等數(shù)據(jù)。車(chē)載 ATP，即自動(dòng)列車(chē)防護(hù)。主要接收來(lái)自地面信號(hào)系統(tǒng)的軌道電路信息、應(yīng)答器信息。車(chē)載 ATP 根據(jù)地面應(yīng)答器發(fā)送的信息實(shí)時(shí)繪制出前方兩個(gè)應(yīng)答器范答器