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变电站微机监控实训任务书指导教师：李子剑（副教授），刘景霞（副教授）一、目标和任务变电站微机监控实训是电气自动化专业的实践环节。通过基于THLDK-2型电力系统监控实验台的实训使学生开阔视野，深入实际，接触与考察生产，提高眼界和阅历，增加知识面；了解变电站微机监控系统，加深对相关课程的理解，同时锻炼学生的动手能力、团队协作能力和独立思考能力。二、实训内容本实训分两大部分实验，一部分基于THLDK-2型电力系统监控实验台；另一部分基于TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统。（一）THLDK-2型电力系统监控实验台1、熟练掌握THLDK-2型电力系统监控实验台的操作。2、在THLDK-2型电力系统监控实验台上完成遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验。3、在上述两项内容的基础之上选用一种组态软件，仿照THLDK-2型电力系统监控实验台的界面完成组态界面的编制。4、在自己制作的组态界面上完成四遥的一部分功能。5、撰写实训报告（二）TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统1、熟练掌握TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统的操作。2、在TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统完成三段式电流保护实验；1035kV微机线路保护实验；变压器保护实验。3、撰写实训报告三、实验原理内容及步骤（一）THLDK-2型电力系统监控实验台（1）、原理说明早期的电力系统调度，主要依靠调度中心和各厂站之间的联系电话，这种调度手段，信息传递的速度慢，且调度员对信息的汇总、分析、费时、费工，它与电力系统中正常工作的快速性和出现故障的瞬时性相比，调度实时性差。电力系统采用远动技术后，厂站端的远动装置实时地向调度中心的装置传送遥测和遥信信息，这些信息能直观地显示在调度中心的屏幕显示器上和调度模拟屏上，使调度员随时看到系统的实时运行参数和系统运行方式，实现对系统运行状态的有效监视。在需要的时候，调度员可以在调度中心操作，完成向厂站中的装置传送遥控或遥调命令。由于远动装置中信息的生成，传输和处理速度非常快，适应了电力系统对调度工作的实时性要求，使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。调度自动化系统中的远动系统由远动主站、远方终端RTU和通道组成。远动终端（RTU）与主站配合可以实现四遥功能：1）遥测：采集并传送电力系统运行的实时参数2）遥信：采集并传送电力系统中继电保护的动作信息、断路器的状态信息等3）遥控：从调度中心发出改变运行设备状况的命令4）遥调：从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数本实验平台上，可完成的四遥功能见表3-21。表3-21远动类型信息名称遥测线路有功、无功功率或电流变压器有功、无功功率发电机有功、无功功率母线电压（电压控制点）频率（每一个可解列部分）发电机组功率角遥信断路器分、合闸状态变压器分接头位置发电机并、解列运行状态遥控断路器分、合闸发电机开、停机控制遥调发电机组功率调整发电机组电压调整变压器分接头位置选择1、遥信、遥测与电力系统远程监视电力系统的遥信遥测是由安装在发电厂和变电站的远动终端（RTU）负责采集电力系统运行的实时参数，并借助远动信道将其传送到调度中心的。电力系统运行的实时参数有：发电机出力，母线电压，线路有功和无功负荷，断路器的状态信息等。在本实验中，RTU的信息采集功能由微机励磁调节器、微机调速器和智能电力监测仪承担远动信道用有线通信信道来模拟，通信方式采用问答式（Polling）方式，调度中心的计算机负责管理调度自动化功能。采用面向对象的人机交互界面，通过鼠标点击查询远方厂站实时参数并自动检测和报告断路器变位和模拟量越限。2、遥控遥调与电力系统远程控制和调整电力系统中的遥控遥调过程是：厂站RTU接受并执行调度中心的调度员从主站发来的命令，完成对断路器的分、合闸操作，实现发电机组的有功出力或无功出力的调整。本实验系统中，安装在THLDK-2型电力系统监控实验台内的PLC执行遥控功能，THLZD-2型控制柜内的微机励磁调节器和微机调速器接受调度中心通过通信网发来的命令，执行遥调功能。3、问答式远动（Polling方式）与召唤式显示或选择性控制远动信息的传输可以采用循环传输模式或问答传输模式循环式数字传输模式（CDT）：厂站端将要发送的远动信息按规约的规定组成各种帧，再编排帧的顺序，一帧一帧地循环向调度端传送。发端不顾及收端的需要，也不要求收端给以回答。问答传输模式（polling）：调度端要得到厂站端的监视信息，必须由调度端主动向厂站端发送查询命令报文。查询命令是要求一个或多个厂站传输信息的命令，厂站端按调度端的查询要求发送回答报文。用这种方式，可以做到调度端询问什么，厂站端就回答什么，即按需传送，对信道质量的要求较高，且必须保证有上下行信道。问答式远动的遥信遥测，是由调度端主动地按顺序依次“调取”各厂站地信息。作为厂站端，仅在自己受到调度端“召唤”时，才能够送出自己的信息。问答式远动的遥控遥调是调度端发令，被选中厂站端执行，而其他厂站不动作。问答式远动可以在一条信息传输通道上连续多个厂站端，节省信道投资。本实验系统采用RS485通信标准模拟问答式远动通信方式工作。（2）内容及步骤本实验电力网络结构如图3-34所示。1、监控系统软件的启动运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”。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QF17→QF16→QF15→QF14→QF10→QF12→QF1→QF2→QF3→QF4→QF5→QF6→QF7，观察1#～5#母线电压为400V左右，6#母线220V左右。3、各发电机组的启动和同期运行分别起动1#～5#发电机组，控制方式：常规励磁，他励，组网运行，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，完成1#发电机组的并网运行，并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。然后按同样操作，依次完成2#～5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。4、网络中，负荷的投入依次按下QF8，QF9，QF11，QF13“合闸”按钮，投入负荷LD1、LD2、LD3、LD4。图3-34电力系统“四遥”电力网络结构5、遥测信息的监视调整各发电厂的运行状态，观察表中的各遥测信息，在电力系统监控及运行管理系统中，实时打印各发电厂的运行曲线，线路电量参数。增加发电厂（发电机）的有功、无功功率，观察输电线路电流越限报警情况，打印报警记录表。6、遥信信息的监视实时观察发电厂、线路上各断路器的分、合闸状态，实时打印遥信信息一览表。7、遥控操作实验通过操作各发电厂和线路上断路器的分、合闸按钮，以及负荷的投、切，控制发电厂的并网和解列，改变电力网的结构，观察调整前后电力网中各运行参数、潮流分布的变化，实时打印遥控记录一览表。8、遥调操作实验通过电力系统监控及运行管理系统，改变各发电厂的出力：有功功率和无功功率。观察调整前后电力网中各运行参数、潮流分布的变化。9、问答式（Polling方式）远动信息传输方式实验操作调度计算机，逐一查询各发电厂（发电机）运行状态和电力系统各节点或支路的运行状态信息；轮流调节各发电厂的有功功率和无功功率。10、各发电机组的解列和停机手动调节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，完成1#发电厂的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。然后按同样操作，依次完成2#～5#发电机组的解列和停机操作。（二）TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统1、三段式电流保护实验1.1实验目的(1)掌握三段式保护的基本原理。(2)熟悉三段式保护的接线方式。(3)掌握三段式电流保护的整定方法。(4)了解运行方式对灵敏度的影响。(5)了解三段电流保护的动作过程。1.2实验内容1.2.1实验接线将TQDB-IV多功能微机保护实验装置的三相电流接线端分别与成组保护接线图的1QF处的电流互感器的三相电流插孔相连，装置的跳闸、合闸接线端分别与1QF处的跳闸、合闸插孔相连，装置的跳、合位端子分别与1QF的两个辅助触点：常开触点、常闭触点相连，装置的跳合位公共端与两个辅助触点的另外一端相连。注意电流公共端也应相连。如图3-7-11所示。（也可将1TV的电压信号接入保护装置的电压输入端）图3-2-1110kV微机线路保护实验接线图1.2.2保护装置功能配置(1)程序选择由于TQWB-IV多功能微机保护实验装置的功能全部存储在RAM中，因此实验前必须选择需要的模块程序。本实验需要选择“10KV线路”模块。1.2.3整定值计算及其设置(1)整定计算按照模型参数进行整定值计算，注意模型参数为一次侧参数，在进行整定计算后，注意将电流一次整定值转换成二次整定值。二次整定值=（一次整定值）/TAn，其中TAn为保护安装处电流互感器的变比。‘注意：线路最大负荷电流在“电力网信号源控制系统”软件相应线路模型图上查看。计算完毕后应进行灵敏度校验，如果灵敏度不满足要求，则可能整定值计算错误或可靠系数选择不合适，重新整定计算。(2)整定值设置在TQWB-IV多功能微机保护实验装置上设定整定值。按装置面板上的OK键进入管理菜单，进入选择功能主菜单，进入继保界面，进入整定界面，进入电流保护定值界面，如图3-7-16所示，设置完电流保护的定值后退出并保存。菜单详细操作可参见《TQWB-IV多功能微机保护实验装置用户手册》，注意输入完毕后按提示保存。1.2.4模拟系统不同地点发生各种类型的短路实验设置线路AB及BC上各点发生瞬时性三相短路和两相短路故障。表3-7-2不同地点发生故障时保护动作记录表故障线路故障点及故障类型保护动作情况AB线路距离A点30%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离A点50%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离A点70%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离A点99%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离A点30%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离A点50%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离A点70%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离A点99%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流ABC线路距离B点30%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离B点50%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离B点70%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离B点99%处发生三相短路电流保护段动作，动作电流A距离B点30%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离B点50%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离B点70%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A距离B点99%处发生AB相间短路电流保护段动作，动作电流A1.2.5三段式电流保护动作范围测试实验设置不同的短路点，测试电流保护在不同短路类型的情况下的保护范围，并将结果填入表格3-7-3。表3-7-3三段式电流保护保护范围记录表保护类型保护范围三相短路电流速断AB线路全长%+BC线路全长%限时电流速断AB线路全长%+BC线路全长%定时限过电流保护AB线路全长%+BC线路全长%两相短路电流速断AB线路全长%+BC线路全长%限时电流速断AB线路全长%+BC线路全长%定时限过电流保护AB线路全长%+BC线路全长%实验210/35kV微机线路保护实验2.1实验目的(1)掌握35kV线路保护的配置。(2)掌握35kV线路保护的整定方法。(3)了解电流电压速断保护基本原理。2.2实验内容2.2.1实验接线将TQWB-IV多功能微机保护实验装置的三相电流接线端与成组保护接线图上1QF处电流互感器二次侧三相电流插孔相连，装置的三相电压接线端与A母线电压互感器