长理实验报告范本.docx
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长理实验报告范本
实验报告
《专业综合实验》
专业:
姓名:
学号:
长沙理工大学,电气与信息工程学院
2014年11月
实验一:
分布式发电实验室情况介绍及整体演示实验
§1实验目的
1、了解分布式发电综合实验室的模拟电力系统的总体结构,了解模拟电力系统中各变电站、配电站的屏柜分配及布置情况,熟悉模拟电力系统中的各个电气设备及其作用。
2、了解电气二次设备的配置情况及特点,熟悉分层分布式监控系统的监控方式及特点。
3、了解新型分布式发电电源的工作原理。
§2实验内容与步骤
§2-1电气系统实物及具体内部结构介绍
§2-1操作演示
分别采用就地手动和遥控方式操作断路器的分合闸,并投入以下支路带电运行。
§3思考题
2、负荷按大类来分,分为哪两种负荷?
旋转负荷在不采取任何措施的情况下,启动时的电流大于还是小于稳定运行时的电流?
大型的转子为绕组式的异步电机有哪几种启动方式?
3、分层分布式监控系统结构,在厂站端(即发电厂、变电站内部)分为哪三层?
我国的五级调度制分为哪五级?
4、调压器一般分为自耦式和感应式,当容量超过30kVA时,应采用哪种调压器?
5、本实验室中模拟线路用的电抗,为什么要采用无铁芯且无铁磁固定材料的空心线圈?
空间上相邻的两个电抗为什么要垂直布置?
6、三相合为一体的三相式电压互感器,为什么要采用三相五柱式而不能采用三相三柱式?
实验二:
变电站运行方式及倒闸操作实验
§1实验目的
1、了解变电站运行方式及特点。
2、了解变电站中倒闸操作要求,熟悉倒闸操作票。
3、掌握倒闸操作过程。
§2实验内容、步骤及实验结果
§2-1实验室无穷大电源及系统中电气设备的投入及潮流情况观察
§2-1-1本组实验操作任务(以第一组为例)
A站高压侧运行方式:
I母、II母并列工作;501、503、505支路接I母;502、504、506接II母;母联500支路接通。
A、B、C及配电站所有支路全部投入(A站低压侧分段断路器300断开)。
完成此运行方式下各设备的投入并记录潮流。
§2-1-2实验步骤
(1)投入各站电压监视
(2)投入A站高、低压侧各支路设备
(3)投入B、C站高压侧各支路设备
(4)投入5个配电站各个支路设备
§2-1-3实验结果
各母线(节点)电压:
测量节点名称
线电压值(V)
备注
A站高压侧I母线
A站高压侧II母线
A站低压侧I母线
A站低压侧II母线
B站高压侧母线
C站高压侧母线
配站1母线(B站低压侧)
配站2母线(C站低压侧)
配站3母线
配站4母线
配站5母线(C站中压侧)
各支路潮流:
测量支路名称
电流(A)
有功(W)
无功(Var)
备注
A站高压侧无穷大电源支路
A站主变T1高压侧支路
A站主变T2高压侧支路
A站高压侧1#负荷箱支路
A站高压侧线路1支路
A站高压侧线路3支路
A站高压侧母联支路
A站低压侧线路4支路
A站主变T1低压侧支路
A站低压侧线路5支路
A站主变T2低压侧支路
A站低压侧分段支路
B站高压侧线路1支路
B站高压侧线路2支路
B站主变T3高压侧支路
C站高压侧线路2支路
C站高压侧线路3支路
C站主变T4高压侧支路
配站1主变T3低压侧支路
配站1的2#负荷箱支路
配站1试验负荷支路
配站2主变T4低压侧支路
配站2的3#负荷箱支路
配站2的1#电动机负荷支路
配站3线路4支路
配站3变频电机负荷支路
配站3的2#电动机负荷支路
配站4线路5支路
配站4线路6-6#负荷箱支路
配站4的3#电动机负荷支路
配站5主变T4中压侧支路
配站5的4#负荷箱支路
配站5的5#负荷箱支路
§2-2倒闸操作
以分布式发电综合实验室中A站电气主接线中的电气设备为倒闸操作对象,根据给出的条件及要求,预先编制倒闸操作票,并在实验室实际设备上完成倒闸操作。
图2-1A站电气主接线图
§2-2-1本组实验操作任务(以第一组为例)
设A变电站高压侧的初始运行方式为:
双母线分开运行的方式,501(无穷大系统)、503(变压器T2)、505(线路1)接于母线I;502(变压器T1)、504(负荷)、506(线路3)接于母线II;母线联络断路器500断开。
现要检修出线断路器504,自行编写断路器504退出的倒闸操作票及检修完毕恢复运行的倒闸操作票,并执行相应的倒闸操作。
§2-2-2本组倒闸操作票(以第一组为例)
操作票(实际系统)编号
20年月日;开始时分;结束时分
操作任务:
A站断路器504检修,线路不停电,用旁母代路操作票
√
顺序
操作内容
时间
#
备注:
操作人监护人班长值长
发令时间时分
操作票(实际系统)编号
20年月日;开始时分;结束时分
操作任务:
A站断路器504检修完毕,恢复原运行状态操作票
√
顺序
操作内容
时间
#
备注:
操作人监护人班长值长
发令时间时分
§3思考题
1、在合隔离开关时应先合母线侧隔离开关还是先合出线侧隔离开关?
在断隔离开关时应先断母线侧隔离开关还是先断出线侧隔离开关?
为什么?
2、现场开关站中,电气设备一般是按间隔布置,一般包含哪两种间隔,每种间隔中主要有几个什么设备?
3、现场开关站中,110kV及以上的断路器,两侧都有隔离开关,且一般两侧还装设接地刀闸;而在10kV户内布置在开关柜内的断路器为什么一般两侧都没有隔离开关,且两侧没有接地刀闸或接地刀闸仅设在电缆出线侧?
4、实际现场在220kV以上的导线或设备的连接点、转折点一般都装设有弧形的金具,其作用是什么?
高压避雷器的上部一般都设有一个金属环,这个环叫什么?
起什么作用?
5、220kV变压器的中性点一般是否经隔离开关接地?
500kV及以上变压器的中性点能否经隔离开关接地?
实验三:
发电机组的启动与运转实验
§1实验目的
1.了解调速装置以及励磁调节的基本工作原理并掌握其操作方法。
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
§2实验内容与步骤
§2-1发电机组手动方式与实验室系统的并网、功率调整及解列停机操作
§2-1-1手动方式开机启动
§2-1-2手动准同期并网(手动方式开机启动后进行)
§2-1-3功率调整(手动并网后进行)
§2-1-4解列与停机(手动并网及功率调整后进行)
§2-2发电机组微机自动方式与实验室系统的并网、功率调整及解列停机操作
§2-2-1微机自动方式开机启动
§2-2-2微机自动准同期并网(微机自动方式开机启动后进行)
§2-2-3功率调整(自动并网后进行)
§2-2-4解列与停机(自动并网后进行)
§3思考题
1、发电机并网前,调节转子励磁电流则调节了发电机定子侧的什么电气参数?
调节原动机作用力(例如调节汽轮机的汽门或水轮机的导水叶)则调节了发电机定子侧的什么电气参数?
2、发电机并网后,调节励磁电流则调节的是发电机的什么参数?
调节原动机作用力则调节的是发电机的什么参数?
3、系统额定频率为50Hz,对于只有一对磁极的汽轮机,其额定转速为每分钟多少转?
本实验室发电机额定转速为1500转/分钟,则其转子有几对磁极?
4、发电机自动准同期并网时,待并发电机的哪三个电气参数必须保证与系统侧的基本相同?
5、发电机正常并网运行时:
是发出有功还是吸收有功?
是发出无功(感性)还是吸收无功(感性)?
发电机调相运行时:
是发出有功还是吸收有功?
是发出无功(感性)还是吸收无功(感性)?
发电机进相是什么意思?
实验四:
新型分布式发电电源投入及并网实验
§1实验目的
1.了解分布式发电电源工作原理。
2.了解风力发电、光伏发电控制器、并网器内部结构及工作特点。
3.掌握风力发电、光伏发电并网过程及步骤。
4.掌握风力发电、光伏发电单独带交流负载的过程及步骤。
§2实验内容与步骤
§2-1风力发电并网步骤
*投入步骤
(1)确认电网接入端母线有电压(即实验室配电7#屏母线有电压);
(2)将配电箱左侧空开QF1(风电并网器的电网接入端开关)合上;
(3)合上配电箱中间空开QF2(风电并网器的风机输入端开关),断开配电箱右侧空开QF3(风电单独带负载开关);
(4)打开手动刹车开关(风电并网器底部);
(5)按下风电并网器底部的绿色开关按钮;
(6)若自然风力不够,则合上动力屏上的轴流风机空开。
*退出步骤:
(1)按风电并网器底部的绿色开关按钮(按钮抬起则退出)
(2)将配电箱左侧空开QF1(风电并网器的电网接入端开关)断开;
(3)断开动力屏上的轴流风机空开。
§2-2风力发电带单独直流负载步骤
*投入步骤
1)合上配电箱右侧空开QF3(风电单独带负载开关),断开配电箱中间空开QF2(风电并网器的风机输入端开关);
2)将风电控制器面板上开关打到“开”位置;
3)打开风电控制器背板上的直流负载空开;
4)若自然风力不够,则合上动力屏上的轴流风机空开。
*退出步骤:
1)将风电控制器面板上开关打到“关”位置;
2)合上配电箱中间空开QF2(风电并网器的风机输入端开关),断开配电箱右侧空开QF3(风电单独带负载开关);
3)断开风电控制器背板上的直流负载空开;
4)断开动力屏上的轴流风机空开。
§2-3风力发电带单独交流负载步骤
(由于风电控制器本身只带整流功能而不具备逆变功能,因此风力发电带交流负载必须利用光伏逆变控制器的逆变器功能,即风车发出的不稳定的交流电经风电控制器整成直流,再由光伏逆变控制器逆变成交流后送交流负载)
*投入步骤:
1)确认电网接入端母线无电压(即实验室配电7#屏母线无电压,即只带负载而无其他电源);
2)合上配电箱右侧空开QF3(风电单独带负载开关),断开配电箱中间空开QF2(风电并网器的风机输入端开关),;
3)将风电控制器面板上开关打到“开”位置;
4)合上光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”;
5)按下光伏控制逆变器面板上的“复位”按钮;
6)按下液晶显示屏右下侧的“OP”按键(即:
工作“OPRATION”按键);
7)将光伏控制逆变器面板上的“逆变开关”打到“开”位置;
8)将光伏控制逆变器背板内侧的双投刀闸投到负载位置(向上打);
9)再次确认电网接入端母线无电压(即实验室配电7#屏母线无电压,即只带负载而无其他电源);
10)合上光伏控制逆变器面板上的“交流输出空开”。
11)若自然风力不够,则合上动力屏上的轴流风机空开。
*退出步骤:
1)将风电控制器面板上开关打到“关”位置;
2)合上配电箱中间空开QF2(风电并网器的风机输入端开关),断开配电箱右侧空开QF3(风电单独带负载开关);
3)将光伏控制逆变器面板上的“逆变开关”打到“关”位置;
4)断开光伏控制逆变器面板上的“交流输出空开”;
5)将光伏控制逆变器背板内侧的双投刀闸投到并网位置(向下打);
6)断开动力屏上的轴流风机空开。
§2-4光伏发电并网步骤
(在光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”及“光伏输入空开”合上的情况下进行。
经调试发现,光伏并网器必须在光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”及“光伏输入空开”合上的情况下才能正常并网,但并网后,断开光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”及“光伏输入空开”不影响并网器的正常工作)
*投入步骤:
1)确认电网接入端母线有电压(即实验室配电7#屏母线有电压);
2)确认光伏控制逆变器背板内侧的双投刀闸投到并网位置(向下打);
3)合上光伏并网器的电网空开;
4)合上光伏并网器的光伏输入空开。
(若光照强度不够,可能重复出现刚一并上就又断掉,从而产生连续的短时冲击而造成振动。
出现这种情况请退出并网)
*退出步骤:
1)断开光伏并网器的电网空开;
2)断开光伏并网器的光伏输入空开。
§2-5光伏发电带单独交流负载步骤
*投入步骤
1)确认电网接入端母线无电压(即实验室配电7#屏母线无电压,即只带负载而无其他电源);
2)合上光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”;
3)将光伏控制逆变器面板上的“逆变开关”打到“开”位置;
4)按下光伏控制逆变器上的“复位”按钮;
5)合上光伏控制逆变器的光伏输入空开;
6)将光伏控制逆变器背板内侧的双投刀闸投到负载位置(向上打);
7)合上光伏控制逆变器面板上的“交流输出空开”。
*退出步骤:
1)断开光伏控制逆变器面板上的“交流输出空开”;
2)将光伏控制逆变器背板内侧的双投刀闸投到并网位置(向下打);
3)断开光伏控制逆变器的光伏输入空开;
4)将光伏控制逆变器面板上的“逆变开关”打到“关”位置;
5)断开光伏控制逆变器面板上的“蓄电池空开”;
§3思考题
1、风力发电输出是直流还是交流?
光伏发电输出是直流还是交流?
2、分布式发电综合实验室中的光伏发电接入配站4的7#、8#屏母线时,当母线上有电源时,光伏发电应通过“光伏并网器”还是“光伏控制逆变器”接入;当母线上仅有负荷而无电源时,又应该经哪个接入?
为什么?
3、本实验室的小型风车是利用什么来实现迎风?
大型风场中的风车是如何迎风的?
实验五:
电气屏柜中电气回路识图及查线实验
§1实验目的
1.熟悉电流互感器及电压互感器的配置原则及其二次回路。
2.学会阅读电气回路原理图及电气工程安装图,并熟悉断路器控制回路。
3.学会对照电气回路原理图及安装图查找屏柜中的实际电气回路
§2实验内容与步骤
§2-1对照A站1#屏断路器控制回路图,在A站1#屏上进行电气二次回路查线。
具体内容:
在端子排上找到直流正电源端子701,并查找701端子去往屏内哪些设备的哪些端子及各端子上的号码筒编号;
在端子排上找到直流负电源端子702,并查找702端子去往屏内哪些设备的哪些端子及这些设备端子上的号码筒编号。
§2-2对照A站2#屏的原理图,读懂相应的安装图(见A站2#屏参考图)
§3思考题
1、35kV及以下电压互感器的一次侧一般装设熔断器作为一次侧短路的保护,为什么110kV及以上电压互感器的一次侧不装设熔断器?
2、电压互感器TV的二次侧必须还是不准装设自动空气开关(或熔断器)?
电流互感器TA的二次侧必须还是不准装设自动空气开关(或熔断器)?
为什么?
3、TV一次绕组Y形中性点接地是属于“工作”接地还是“安全”接地?
TV二次绕组Y形中性点接地是属于“工作”接地还是“安全”接地?
4、TA二次绕组Y形中性点接地是属于“工作”接地还是“安全”接地?
该接地可否多点重复设置?
5、35kV及以下中性点不直接接地系统中的TV的开口三角形侧,每相绕组的额定电压是100V还是100/3V?
110kV及以上的TV情况又如何?
6、本实验室的断路器控制回路中,合闸方式除了就地手动合闸以外,还有哪两种合闸方式?
分闸方式除了就地手动分闸以外,还有哪两种分闸方式?
7、断路器的控制回路中,合闸线圈(或合闸小继电器)与分闸线圈(或分闸小继电器)是短时带电工作还是长期带电工作?
8、在屏柜设备安装时,一个端子上最多允许压几根线?
电流互感器TA二次回路进入屏柜时应经过端子排上的什么端子?
9、电气安装图中在表示两个设备的端子之间的连接时,是用连线画出,还是用“相对编号法”标注?
实验六:
实验室电气系统中故障设置及保护动作测试实验
§1实验目的
1.了解线路电流保护及变压器差动保护整定计算方法。
2.掌握微机线路电流保护及变压器差动保护定值设置过程。
3.通过对线路及变压器的故障设置及相应保护动作情况测试,了解相应保护的特点及保护范围。
§2实验内容与步骤
§2-1运行方式设定
针对实验室中的典型系统结构,将无穷大电源投入,A站主变压器T2、线路5、线路6投入,其他支路全部断开。
该运行方式下的系统接线图如下:
图6-1故障设置及保护动作测试系统接线图
§2-2变压器差动保护动作情况测试
§2-2-1主变T2差动保护整定(T2容量:
5kVA)
对A站3#屏上主变T2的差动保护测控箱进行保护定值设置,将设置值填入下表:
(1)投退软压板表:
功能
投退情况
差动速断保护
差动保护
谐波制动
TA断线闭锁差动
TA断线报警
(2)定值设置表
定值项目
数值(单位)
差动速断
首次:
最终:
差动启动电流
制动电流
比率制动系数
二次谐波制动系数
首次:
最终:
高压侧平衡系数
低压侧平衡系数
高压侧接线方式调整
低压侧接线方式调整
§2-2-2主变T2差动保护动作情况测试
针对主变T2内部d1点(A站11#屏302断路器支路出口)及外部d2点(A站11#屏304断路器支路出口)分别设置三相及两相短路点进行短路模拟,观察主变T2的微机差动保护动作情况,将动作情况填入下表(保护动作则打√),并说明动作结果是否正确。
(1)按首次设置定值时的动作结果表:
短路位置及类型
d1(3)
d1
(2)
d2(3)
d2
(2)
T2差动保护动作情况
(A3屏主变差动测控箱)
线路5保护动作情况
(A11屏线路测控箱)
动作结果说明
(2)按最终设置定值时的动作结果表:
短路位置及类型
d1(3)
d1
(2)
d2(3)
d2
(2)
T2差动保护动作情况
(A3屏主变差动测控箱)
线路5保护动作情况
(A11屏线路测控箱)
动作结果说明
§2-3线路电流保护定值设定及动作情况测试
§2-3-1采用测试法确定相应短路点的短路电流值
以A站11#屏线路5出口速断保护为对象,在线路5末端d3点(配站7#屏310断路器支路出口)、线路6末端d5点(线路屏2背面A、B、C三组端子排中最右侧的A(Load6)、B(Load6)、C(Load6)三个端子的插孔,或静止负荷箱6的进线端子排上的1、3、6端子分别为线路6末端的A、B、C三相)分别设置三相短路,通过调整线路5速断保护定值找到使线路5速断保护刚好动作的动作电流(即此时的短路电流),并填入下表:
短路位置及类型
使速断保护刚好动作的设定值
短路电流对应的符号
d3(3)
Id3(3)
d5(3)
Id5(3)
§2-3-2保护定值设置
(1)线路6保护设置
①投退压板设置表
功能
投退情况
速断段保护
过流一段保护
过流二段保护
②定值设置表
定值项目
数值(单位)
速断段动作电流
过流一段动作电流
过流一段延时
过流二段动作电流
过流二段延时
(2)线路5保护设置
①投退压板设置表
功能
投退情况
速断段保护
过流一段保护
过流二段保护
②定值设置表
定值项目
数值(单位)
速断段动作电流
过流一段动作电流
过流一段延时
过流二段动作电流
过流二段延时
(3)动作情况测试结果
针对线路5首端d2(A站11#屏304断路器支路出口)、末端d3(配站7#屏310断路器支路出口),线路6首端d4(配站8#屏311断路器支路出口)分别设置三相及两相短路点进行短路模拟,观察线路5及线路6电流保护动作情况,将保护动作情况填入下表(相应段保护动作则打√),并说明动作结果是否正确。
短路位置及类型
线路5速断保护
线路5过流一段
线路5过流二段
线路6速断保护
线路6过流一段
线路6过流二段
备注
d2(3)
d2
(2)
d3(3)
d3
(2)
d4(3)
d4
(2)
动作结果
说明
§3思考题
1、在本实验室变压器差动保护中,为什么当比例制动系数按经验公式取0.4时,在外部故障时将出现误动;而比例制动系数取0.8时就不会误动了?
2、变压器差动保护中的二次谐波制动功能,是为了防止在什么情况下保护可能出现的误动?
3、电流保护中的速断保护的动作电流是按什么来确定的?
速断保护能否保护本线路全长?