武汉华大实验室建设方案_精品.doc

实验室建设方案 前言 工业上的自动化，是指用以替代人工而自动工作的技术措施。我们所研究的电力系统，它是由电力系统的基础元件，即同步发电机，升、降压变压器、高、低压输电线路、开关以及形形式式的用电负荷等，按一定规律连接而成的既复杂又庞大的系统。因此，所谓电力系统自动化，就是指在电力系统中实施的替代人工自动工作的各种技术措施。它主要包括两个方面的内容：（1）电力系统自动装置；（2）电力系统调度自动化。前者主要研究电力系统元件级的自动化，主要内容有：同步发电机励磁自动控制、同步发电机自动准同期控制等；后者主要研究电力系统整体自动化，主要内容如：电力系统频率和有功功率控制、电力系统电压和无功功率控制、电力系统稳定控制、电力系统调度自动化等。 电力系统自动化的任务是：（1）提高供电可靠性；（2）保证电能质量；（3）提高经济性；（4）减轻劳动强度；（5）保障电力系统安全； 电力系统自动化的特点是：（1）实时性要求高。电力系统中，正常运行时负荷变化频繁，故障时电磁暂态过程快，所以要求电力系统的功率平衡控制、稳定控制以及故障处理等必须具有很高的实时性。（2）可靠性要求高。现代电力系统容量大，供电范围广，其供电的可靠性和供电电能质量指标，对国计民生的影响极大，而要保证电能质量和不间断供电，均需建筑在电力系统自动化高可靠性的基础上。（3）控制复杂、难度大。电力系统结构复杂而庞大，且具有时变性、非线性、多输入多输出多约束、测控信息传输距离长，信息传输量大等特点，无论是理论研究和技术实施，均具有相当难度。 电力系统单一功能的自动装置，属于基础自动化装置，主要包括：故障自动切除装置（即各种继电保护装置）、自动准同期装置、自动低频减载装置、同步发电机励磁调节器和原动机（即汽轮机和水轮机）调速器，以及远动装置等。 现代电力系统调度自动化建筑在远动技术的基础上，首先通过遥信和遥测将电力系统各点的设备投切状态和运行参数上传到调度中心，经分析决策后，再通过遥调和遥控将调度决策下达给相关发电厂和变电站，直接对厂站设备进行调节和控制。“四遥”技术提高了电力系统调度的实时性。 按自动装置控制的范围划分，电力系统自动化分为设备（元件）级自动化、厂站级自动化和系统级自动化。设备级自动化主要包括：同步发电机励磁调节器、调速器、准同期装置、各种电力系统元件的继电保护装置；厂站级自动化主要包括：自动电压控制（AVC）、自动发电控制（AGC）、厂站计算机监控系统；系统级自动化主要包括：电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制、自动低频减载装置、电力系统安全自动控制等。 从教学的角度，将电力系统自动装置分为自动操作装置和自动调节装置两大类。自动操作装置控制的是只具有两种状态的对象，例如具有分合两种状态的断路器，属于此类的自动装置有：准同期控制器，低频减载装置，重合闸装置和各种继电保护装置等；自动调节装置控制的对象具有连续变化的特性，例如同步发电机励磁电流在零值～强励电流之间连续可调，属于此类的自动装置如：同步发电机自动励磁调节器，汽轮机或水轮机调速器等。 本实验室建设以实用性为原则，采用现代化的控制方式，按照实际系统的控制设备特性，使实训系统更加贴近原型系统，力争将实验室建设成为实用性强，使用、维护方便的电力系统综合实训系统的研究平台。 一　图1 为单台“WDT－IIIC电力系统综合自动化实验台”的一次系统图：主要用途为电气工程专业课程实验，课程设计实验，毕业设计，生产实习及某些研究课题实验，它是一个完整的电力系统典型模型。是与电气工程专业的《电力工程》、《电力系统自动化》、《电力系统分析》、《微机保护》、《电力系统自动装置原理》等课程相配套的原理指导及实验。 二　图2　为“PS－5G型电力系统微机监控实验台”的一次系统图和监控系统图：它是一个高度自动化的、开放式多机电力网综合试验系统，它是建立在WDT-Ⅲ型电力系统综合实验平台的基础之上，将多个实验平台联接成一个大的电力系统，并配置微机监控系统实现电力系统“四遥”功能。它能够反映现代电能的生产、传输、分配和使用的全过程，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，实现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化。这个适应新实验课程体系的开放式公共实验平台，有利于提高学生创新思维与实践能力，更好地培养出高素质的复合型人才。 　　　　　　　　　　　　　　　　图2　 PS－5G微机监控试验台由3~5台电力系统综合自动化试验台及6条输电线路和3组负荷组成，构成一个灵活多变的环型电网，便于理论计算和实验分析。每条输电线路和负荷都配有微机型的标准电力监测仪，可以显示各支路的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数共计30多个电量，并且都通过RS485通讯口与微机相联（图3所示），实时显示电力系统的运行状况，以