任磊变电站微机监控论文.docx

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1、内蒙古科技大学变电站微机监控实训报告题目：变电站微机监控学生姓名：任磊学 号：1267130211专业：电气工程及其自动化班 级：电气2012-2班指导教师：李子剑,刘景霞变电站微机监控实训摘要随着电力系统改造和自动化建设不断完善，电网企业大多已经实现了对远程变电站 发电机组的的遥测、遥信、遥信、遥调，即“四遥”功能。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微机监控实训可以 加深我们对电力系统调度的理解与认识，初步掌握现代电力调度自动化系统的功能和基 础操作。早期的电力系统调度手段，信息传递的速度慢，费时，费工，实时性差。电力 系统采用远动技

2、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的信 息。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关键词：变电站微机保护监控系统The substation computer monitoring training taskWith the reform of electric power system and automation construction constantly improve, most power grid enterprises have realized the remote

3、substation generator of telemetry, remote communication, remote communication, remote, namely four control function. Microcomputer monitoring training is electrical substation automation professional practice. Based on THLDK - 2 type microcomputer monitoring of electric power system monitoring pract

4、ice can deepen our understanding of the power system dispatching and understanding, preliminary mastered the basic functions of modern electric power dispatching automation system and operation. Early means of power system dispatching, information transmission speed is slow, time-consuming, work, re

5、al-time performance. Station after power system adopts the operation technique of the telecontrol device in real time to the dispatch center device information transmit telemetry and remote communication. The production of information in the remote device, transmission and processing speed isvery fa

6、st, to adapt to the real-time demand of power system for scheduling work, make the dispatching management of electric power system has entered the phase of automation第一章电力系统监控1.1电力系统监控的由来电力系统监控以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的 实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制 设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业 消除孤岛、降低

7、运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度。1.1.1电力系统监控组成1、电力系统的远动技术电力系统的远动技术是经通道对被调度对象实行遥信.遥测.遥控.遥调的一 种技术。即我们配电自动化课程中学习的四遥系统。其中遥信即遥远信号， 其作用是将被监视的发电厂.变电站的主要设备及线路的断路器位置信号及其它 用途的信号传送给调度所，在调度所模拟盘上用灯光信号直接反映或用其它显示 装置反映出来。遥测即遥远测量，其作用是将被监视的发电厂.变电站的某些运 行参数传送给调度所，在调度所一般可以用表计模拟量或数字量显示其参数。遥 控即遥远控制，其作用是调度所值班人员通过远动装置对发电厂.变电站的某些

8、 设备进行控制。遥调即遥远调节，其作用是在调度所直接远方调节发电厂的有功 或无功出力，也可用于远方调节带负荷调压变压器的分节头等四遥系统在运动技术中发挥着举足轻重的作用，电力系统的实时信息可以更 具体更及时的传递到调度或运行人员的手里，实时控制的效能得到了明显改善。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，

9、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。1.2实验原理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

10、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1-1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

11、、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1.2.1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

12、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。1.2.2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。1.2.3问答式

13、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。13内容及步骤本实验电力网

14、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 QF17f QF16f QF15f QF14f QF10f QF12f QF1f QF2f QF3f QF4 fQF5fQF6fQF7，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

15、式：常规励磁，他励，组网运行，n=1500rpm，U=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， G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。图电2-1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。

16、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。第一步，我们通过组态软件改变发电机发出的有功和无功，观测电压电流变化所截的图像如下:IH

17、LDK应型电持咬!件泣还1J奇理慕缱的血图1.1电力系统监控管理系统图图1.2 1#发电厂齐我屯J功率分配柱状图图1.3功率分配芸理抛憩欢的1叫顷岳邸:心）w妃rumZlkthi.i2Si. L舛！m aJJ2也2U机m板U24lIS!I. LfSCX仲|心,3ZILIHLza.sTiE-1114Hi.lftZrS4kZ13113.119LLHvkW心2JKZHAia.7sn.sJlklNl.1IBJ.KH心涮LMkMi|AUlblL-l：-3鼠*空VI 3油gQ3.ta:i. wdi.mu.fiii此心Ltv.Mam 1aki堂a. 3i=L.VLi-j-ii.bIfi.)炊Tt:i. M电

18、也L.M)WV.Ma hH IFJK.fiSR:%143?!.i11 gi.xik、.堀ii也Rihl心*iXHrl30t.S3IJ.-IX4. JMl.!.LM!3.243a-mJ.46IL4W&.WO.E.蕈引ID#ZI5giiUAL?欢E*心daw-, fla.xs1. Hfli.49.Lci-m1. EWs in 1113.1!alar314.4IM. 6M43L心1431：.XIMEft.rai5N莓.*ME riixiN，:Uh*Tift?21,4PM G5*4IEigIEMHftnL L神以E图1.7遥调数据如上，有线路、负荷、变压器上的相电压，线电压，线电流P、Q、S、F、功率

19、因数值，盅电厂号饭定有财喘率盅酊国fit无功功平图1.8各发电场功率分配柱状图功率情况柱状图特别直观，红色为有功，绿色为无功功率。以上内容是所有THLDK-2型电力系统监控实验台上的实验内。下面介绍一下 组态软件。组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即Supervisory Control and Data Acquisition （数据采集与监视控制）。它是指一些数 据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和 开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功 能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力

20、系统、 给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。 在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统（RTU System,Remote Terminal Unit）。第二章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2.1继电保护2.1.1继电保护定义继电保护是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的 反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统 及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害。继电保护基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最 短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除

21、，或发出信号由值班人员消 除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。2.1.2继电保护分类继电保护可按以下4种方式分类。 按被保护对象分类，有输电线保护和主设备保护（如发电机、变压器、母 线、电抗器、电容器等保护）。 按保护功能分类，有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、 后备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保 护、非全相运行保护等。 按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类，有模拟式保护和数字式保 护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型（运算放大器）保护装置，它 们直接反映输入信号的连续模拟量，均属模拟式保护；采用微处理机

22、和微型计算 机的保护装置，它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量，这是 数字式保护。 按保护动作原理分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方 向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。这次实训是在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；10、35kV微机线路保护实验；变压器保护实验 2.2三段式电流保护实验数据如下：表2.1.1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%处发生三相短电流保护I段动作，动作电流4.91，4.98,距离A点50%处发生三相短电流A保护I 段

23、动作，动作电流6.53，距离A点70%处发生三相短电3流保94A I 段动作，动作电流7.15, ,6.76,距离A点99%处发生三相短电流保护 段动作，动作电流6.28，距离A点30%处发生AB相电9流6保护I段动作，动作电流4.4 A距离路点50%处发生AB相电流保护 段动作，动作电流3.2 A距离A点70%处发生AB相电流保护 II 段动作，动作电流 5.4间短路A距离A点99%处发生AB相电流保护III段动作，动作电流7.3 ABC线路间短距离B点30%处发生三电流保护 II 段动作，动作电流相短距离B点50%处发生三4.63皤保村Ju段动作，动作电流3.95,相短距离B点70%处发生

24、三二703电流保护不段动作，相短距离B点99%处发生三电流保护不段动作，相短距离B点30%处发生AB电流保护段动作，动作电流A相间距离b点50%处发生AB电流保护段动作，动作电流A相间距离b点70%处发生AB电流保护段动作，动作电流A相间距离b点99%处发生AB电流保护段动作，动作电流A相间短路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2.2三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78 %+BC线路全长 0 %限时电流速断AB线路全长100 %+BC线路全长45%定时限过电流保护AB线路全长100

25、 %+BC线路全长65%两相短路电流速断AB线路全长35 %+BC线路全长0%限时电流速断AB线路全长100 %+BC线路全长 0 %定时限过电流保护AB线路全长100 %+BC线路全长 25 %2.310/35kV微机线路保护实验投入电流电压联锁速断保护、电流II段、电流iii段保护及重合闸，不投入电 流I段保护。后加速保护定值整定为比III段定值略大一些，时间整定为0.05s。在线路AB上距离A点30%处设置瞬时性三相短路故障，将保护及重合闸动 作时间记录下来，注意：实验前，应首先确认断路器处于合闸状态，装置面板上的“充电”指 示灯亮。表2.3 35kV线路保护范围记录表保护类型保护范围三

26、相短路电流电压速断AB线路全长60 %+BC线路全长0%电流速断AB线路全长55 %+BC线路全长 0 %限时电流速断AB线路全长100 %+BC线路全长 30 %定时限过电流保护AB线路全长100 %+BC线路全长45%两相短路电流电压速断AB线路全长45 %+BC线路全 长0 %电流速断AB线路全长55 %+BC线路全 长 _0_%限时电流速断AB线路全长60 %+BC线路全长0_%定时限过电流保护AB线路全长100 %+BC线路全长24%2.4变压器保护实验图2.1变压器保护实验接线根据前面所述的整定方法对变压器保护进行整定计算，并将定值直接输入到 装置中。设置压板时，同时投入差动速断保

27、护、比率制动差动保护和过负荷保护。注意各定值应转换为电流互感器二次侧数值。变压器保护参考整定值（二次值）见表2.4。（整定计算详细过程参见附录）表2.4变压器主保护参考整定值表差动速断动作电流6A比率制动差动最小差动电流比例制动系数2.2A0.5最小制动电流2.2A变压器变压器接线平衡系数01过负荷动作电流动作时限1.5A7s实验测试打开测试仪电源，运行“电力网信号源控制系统”软件，打开“变压器保护 实验模型”。A. 双击“正常运行”按键，查看动作电流和制动电流制。B. 双击“变压器内部故障”按键，观察装置动作情况并记录动作信 息。C. 双击“过负荷”按键，观察装置动作情况并记录动作信息。实验

28、结果填入表2.5中。表2.5变压器保护实验记录表负载设置动作情况差动电流(A)制动电流(A)Ir正常运行不动作1.03,1.94,1.041.59,0.97,1.63变压器内部故障比例差动、比例速动动作8.42,0.02,8.400.44,0.01,0.45过负荷动作0.26,0.05,0.333.35,0.02,3.30t1出口t1出口12t1出口复压3不投uc (JTfL、Q lao1 Olh整在笔合刷（j O魅荆龄图2-2变压器后备保护接线图2.4.1变压器保护实验结果事故报告IB1：033比率差动动作2016-01-05 14:10:22*9332.5实验心得体会了解实验原理是正确且有

29、目的的完成实验的前提，继电保护在电力系统中的 作用非常重要，测量保护范围，设定整定值，保护压板设置，设置故障，查询 SOE报告，记录数据。实训时，对所得到的事故报告要查询是否正确，实验室， 我犯得错误是变压器保护试验时，只在桌面点击内部故障，过负荷方块，而没有 在线路中投入故障，设备初始化保护动作完全是正常动作过程。因此试验从头做 起。不过我觉得自己学习了不少。参考文献1.刘景霞.电力系统实验指导书M，内蒙古科技大学.致谢感谢实验过程中刘景霞老师和李子剑老师的帮助和解答。目录变电站微机监控实训任务摘要第一章电力系统监控1.1电力系统监控的由来1.1.1电力系统监控组成1.2实验原理1.2.1遥信、遥测与电力系统远程监视1.2.2遥控遥调与电力系统远程控制和调整1.2.3问答式远动（Polling方式）与召唤式显示或选择性 控制1.3内容及步骤第二章TQXBZ-II-C多功能继电保护及变电站综合自动化实验 培训系统操作2.1 继电保护2.1.1继电保护定义2.1.2继电保护分类2.2三段式电流保护2.3 10/35kv微机线路保护实验2.4变压器保护实验2.4.1变压器保护实验结果2.5实验心得与体会22