西南交通大學(xué)電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名： 學(xué)號(hào)： 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)： 班 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：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解鐵路牽引供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)西南交通大學(xué)施耐德電氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的集中管理、保護(hù)與控制自動(dòng)化、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等進(jìn)行操作與學(xué)習(xí)。（2）通過(guò)運(yùn)行等比例縮小的牽引供電系統(tǒng)模型，了解牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程；（3）了解認(rèn)識(shí)微電網(wǎng)及控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，培養(yǎng)在新能源領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究及知識(shí)理解能力；二、實(shí)驗(yàn)原理（1）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)

2、配置施耐德電氣ION7650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)。1、牽引供電部分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。進(jìn)線配備施耐德電氣帶通訊的斷路器，同時(shí)根據(jù)需要配備施耐德電氣ION7650與PM810電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)進(jìn)線與牽引側(cè)負(fù)荷的電能質(zhì)量。 2、配電部份配電部分模擬鐵路配電網(wǎng)，采用400V電壓模擬實(shí)際

3、線路采用的10kV電壓。電源由10kV經(jīng)10kV/400V降壓變壓器降壓后提供，降壓后電源線路分為兩部分，分別構(gòu)成模擬配電所甲和配電所乙，每個(gè)配電所內(nèi)加裝施耐德電氣電容補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量初步定為50kVA。甲所與乙所互為備用，分別饋出兩路出線連接鐵路一級(jí)負(fù)荷貫通線與綜合負(fù)荷貫通線。模擬貫通線路由電感、電容以及電阻元件根據(jù)實(shí)際線路的參數(shù)搭建。同時(shí)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。 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(mǎn)足不同高壓設(shè)備（如線路

4、、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)、

5、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消耗模式和識(shí)別主要的耗電源，幫助用戶(hù)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。3、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的監(jiān)測(cè)、通信、管理實(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)

6、來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電網(wǎng)管理。（2）牽引供電系統(tǒng)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，（3）微電網(wǎng)及控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1、概述微網(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(hù)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)動(dòng)作以滿(mǎn)足外部輸配電網(wǎng)絡(luò)及負(fù)載的需求。 微電網(wǎng)具備兩種典型的運(yùn)

7、行模式：并網(wǎng)模式及孤島模式。 并網(wǎng)模式是指在正常情況下微電網(wǎng)與常規(guī)電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或者電能質(zhì)量不滿(mǎn)足要求時(shí)，未電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)而獨(dú)立運(yùn)行，轉(zhuǎn)為孤島模式運(yùn)行。 孤島模式是只至同步發(fā)電機(jī)建立一個(gè)穩(wěn)定的電壓和頻率并使之運(yùn)行在允許范圍內(nèi)，其他子系統(tǒng)更隨該電網(wǎng)運(yùn)行?？刂品绞讲捎弥鲝恼究刂茖?shí)現(xiàn)其基本功能，為多代理控制技術(shù)奠定基礎(chǔ)。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

8、系統(tǒng)不平衡能力2、系統(tǒng)功能描述及模塊劃分該系統(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。圖1 系統(tǒng)通訊示意圖2.心得體會(huì)：在西南交通大學(xué)施耐德電氣聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)參觀以及老師的講解和自己動(dòng)手操作，我學(xué)習(xí)和了解了完整低壓配電成套柜及常用低壓配電產(chǎn)品的操作和使用，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。這加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，也對(duì)整個(gè)鐵路配電系統(tǒng)及其故障操作過(guò)程有了更深一步的了解。通過(guò)參觀等比例縮小的整個(gè)牽引供電系統(tǒng)的模型，以及趙老師的講解，我對(duì)牽引供電系統(tǒng)的組成部分都有所認(rèn)識(shí)，也對(duì)其整個(gè)工

9、作原理進(jìn)行了學(xué)習(xí)。作為鐵道電氣化實(shí)驗(yàn)室的一名研究生，這次實(shí)驗(yàn)更加激發(fā)了我想去認(rèn)真做好自己研究方向的信念。對(duì)于新能源的微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，讓我了解到，所謂微網(wǎng)系統(tǒng)就是基于以現(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。本次實(shí)驗(yàn)也更讓我了解到了風(fēng)電及光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行于控制的相關(guān)技術(shù)原理。在能源危機(jī)的今天，相信新能源微電網(wǎng)控制技術(shù)將有很大的應(yīng)用空間。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)： 班 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2016年3月29日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）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(hù)界面并動(dòng)手操作。探索各種功能并分析原因。（2

10、）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。二、實(shí)驗(yàn)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：1、調(diào)度中心、2、 信道3、 被控端子系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)IP地采用：100.0.0.XX和101.0.0.XX定義兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的地址。（1）遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)度端組成系統(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(chēng)主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)就是接收和轉(zhuǎn)發(fā)信息并進(jìn)行監(jiān)視控制的系統(tǒng)。主站系統(tǒng)中的通信控制

11、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(chēng)為SCADA（supervisory control and data acquisition）即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能。（2）遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通道結(jié)構(gòu)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。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，

12、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

13、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。（3）RTU系統(tǒng)GM-2000型 RTU系統(tǒng)主要完成遙控、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)楊老師的講解，我對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控模擬系統(tǒng)調(diào)度軟件的功能及操作有所了解。楊老師還

14、為我們介紹了電力系統(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，并演示了遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控調(diào)度軟件，對(duì)被控站實(shí)施監(jiān)控。通過(guò)自己動(dòng)手上機(jī)操作，我對(duì)使用工業(yè)監(jiān)控模擬系統(tǒng)的工作流程以及其可以實(shí)現(xiàn)的功能都有所了解。這次上機(jī)實(shí)驗(yàn)更是讓我對(duì)遙控、遙信、遙測(cè)等遠(yuǎn)動(dòng)功能有了深層次的理解。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)： 班 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2016年4月26日1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）絕緣電阻、泄漏電流的測(cè)量1、掌握獲得直流高壓的方法。2、通過(guò)對(duì)避雷器的試驗(yàn)，學(xué)習(xí)絕緣電阻和泄露電流的測(cè)量方法。（2）介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量1、學(xué)習(xí)使用預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程。2、了解Q S-1西林電橋的結(jié)構(gòu)及使用注意

15、事項(xiàng)。3、掌握Q S-l電橋正、反接線測(cè)量方法，比較測(cè)試結(jié)果。4、掌握測(cè)量時(shí)電場(chǎng)干擾的消除方法及其原理。5、掌握用搖表測(cè)絕緣的方法。6、了解高壓試驗(yàn)時(shí)基本的安全技術(shù)、注意事項(xiàng)。7、給出試驗(yàn)結(jié)論。（3）工頻高壓演示實(shí)驗(yàn)1、掌握高壓試驗(yàn)變壓器的試驗(yàn)接線與操作方法。2、掌握高壓試驗(yàn)變壓器校正曲線的制定方法。3、掌握工頻高壓的幾種測(cè)量方法：用測(cè)量球隙進(jìn)行測(cè)量、用高壓靜電電壓表進(jìn)行測(cè)量和用工頻分壓器(電容式分壓器)配合低壓儀表進(jìn)行測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)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

16、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

17、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)

18、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

19、Cx插座中，另一端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。圖1 工頻高壓試驗(yàn)線路圖T1調(diào)壓器T2高壓試驗(yàn)變壓器。Vl交流電壓表。V2靜電電壓表。V3交流電壓

20、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

21、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)：隨著高電壓大電網(wǎng)的建設(shè)和高電壓電氣設(shè)備的研制，高電壓技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，同時(shí)隨著高電壓新技術(shù)的

22、發(fā)展，高電壓技術(shù)在其他的技術(shù)物理等部門(mén)（如高電脈沖醫(yī)療、高壓靜電除塵等）也得到了廣泛的應(yīng)用。高電壓實(shí)驗(yàn)研究作為高電壓技術(shù)應(yīng)用中的實(shí)踐環(huán)節(jié)在高電壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中起到了核心的作用，這是因?yàn)榇蟛糠指唠妷杭夹g(shù)理論都需建立在實(shí)驗(yàn)研究之上的；工程上的許多問(wèn)題，也必須依靠大量的試驗(yàn)來(lái)提供依據(jù)。絕緣內(nèi)部有了缺陷后，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

23、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)： 班 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：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵贛ATLAB/simulink環(huán)境下搭建電力系統(tǒng)仿真模塊的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理（1）等值電路圖輸電線路電路參數(shù)建模時(shí)采用電力系統(tǒng)分析中常用的型

24、等值電路，搭建如圖所示的一個(gè)簡(jiǎn)單交流單相電力系統(tǒng)，在仿真進(jìn)行中，負(fù)載通過(guò)斷路器切除并再次投入。型等值電路具體元件參數(shù)如下：，。圖1 簡(jiǎn)單交流單相電力系統(tǒng)等值電路（2）仿真及其結(jié)果在MATLAB/simulink環(huán)境下搭建該簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，如下圖2。圖2 MATLAB/simulink環(huán)境下搭建的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)該模型電路參數(shù)如下：電壓源：電容：Ls 和Rs串聯(lián)支路：R和L1串聯(lián)支路：RLC負(fù)載支路：仿真結(jié)果如下：1、阻感性負(fù)載時(shí)2、純阻性負(fù)載3、純?nèi)菪载?fù)載4、阻容性負(fù)載2.心得體會(huì)：通過(guò)仿真結(jié)果可以看出：（1）當(dāng)斷路器斷開(kāi)時(shí)，線路斷路，電流突變?yōu)?，但電壓行波仍在進(jìn)行，因此在末端能夠測(cè)量到連續(xù)的電壓

25、波形，但斷路器斷開(kāi)對(duì)電壓波形造成了影響，產(chǎn)生了畸變，對(duì)于阻容性負(fù)載，畸變?cè)龃?。這是由于能量是通過(guò)電磁場(chǎng)傳遞的，線路斷開(kāi)時(shí)電壓繼續(xù)向前傳遞。（2）在阻感性負(fù)載中，電壓的相位超前電流的相位；斷路器重新閉合時(shí)，交變的電流瞬間增加了一個(gè)直流分量，隨后逐漸減小。（3）在純阻性負(fù)載中，電壓相位與電流相位相同；與阻感性負(fù)載相比，斷路器重新閉合后電流沒(méi)有額外的直流分量。（4）在純?nèi)菪院妥枞菪载?fù)載中，電壓相位滯后于電流相位；斷路器重新閉合時(shí)，電流瞬間突變得極大；與感性負(fù)載和純阻性負(fù)載相比，斷路器斷開(kāi)時(shí)的末端電壓由于有電容放電作用，電壓波形畸變很小。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，練習(xí)了在MATLAB/simulink的工作環(huán)境中

26、建立簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的仿真模型的方法，對(duì)MATLAB/simulink仿真環(huán)境的操作逐漸熟練，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目的。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)： 班 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：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）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。（2）對(duì)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)有初步的整體認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到牽引傳動(dòng)在鐵路電氣化中的重要作用。二、實(shí)驗(yàn)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

27、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 Time Infrastructure）如圖1，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(hù)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

28、面的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。圖1系統(tǒng)各子節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互如下圖2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2 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3所示。圖3 總控臺(tái)軟件車(chē)載CCU（中央控制單元）負(fù)責(zé)整車(chē)級(jí)邏輯控制

29、、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

30、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4 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，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

31、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)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

32、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)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)