1、变电站微机监控任务书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；动手编制组态界面及完成部分功能，使学生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
2、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；10 35kV微机线路保护实
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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，
9、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QF17QF16QF15QF14QF10QF12QF1QF2QF3QF4QF5QF6QF7，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
10、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
11、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
12、，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
13、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3-2-11 10kV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）/，其中为保护安装处电流互感器的变比。
14、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
15、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
16、%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
17、。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2 10/35kV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
18、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母线电压互感器二次侧插孔相连，装置的跳、合闸接线端分别与1QF处的跳、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：电流电压公共端也应分别连接在一起。2.2.2程序选择及整定值设置(1) 程序选择参见三段式电流保护实验，程序选择为“35KV线路”模块。(2) 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，注意将一次侧参数转换成二次侧参数。二次电流整定值=（一次电流整定值）/，二
19、次电压整定值=（一次电压整定值）/，其中为保护安装处电流互感器的变比，为保护安装处电压互感器的变比。 (3) 整定值设置参见三段式电流保护实验2.2.3 保护范围测试实验(1) 只投入三段电流保护，不投入电流电压联锁速断保护和重合闸。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，测试各保护动作范围，填入表3-26，方法参考10kV微机线路保护实验。(2) 只投入电流电压联锁速断保护、电流II段及电流III段保护，不投入电流I段保护。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，测试各保护动作范围，填入表3-10-1。2.2.4 电流电压联锁速断保护与重合闸配合实验投入电
20、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，填入表3-10-2。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3-10-1 35kV线路保护范围记录表保护类型保护范围三相短路电流电压速断AB线路全长 %+BC线路全长 %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 %两相短路电流电压速断AB线路
21、全长 %+BC线路全长 %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 %表3-10-2 电流电压联锁速断保护与重合闸动作时间记录表故障点和故障类型何种保护动作保护动作时间(ms)重合闸启动时间(ms)AB线路上距离A点30%处发生瞬时性三相短路实验3 变压器保护实验3.1 实验目的(1) 掌握差动保护的基本原理。(2) 熟悉变压器保护的接线方式。(3) 掌握变压器保护的整定方法，分析其误差来源。(4) 了解比率制动差动保护原理，分析保护动作情况。3.2 实验内容 3.2.1 变压器主保护实验接线微机保护
22、装置的IA1、IB1、IC1三相电流接线端与6TA二次侧三相电流插孔相连，电流公共端直接相连,微机保护装置的IA2、IB2、IC2三相电流接线端与7TA二次侧三相电流插孔相连，电流公共端直接相连。装置的跳高接线端与6QF处的跳闸插孔相连，装置的跳低接线端与7QF处的跳闸插孔相连。如图3-4-15所示。图3-4-15 变压器保护实验接线3.2.2整定值及压板的设置整定值及压板的设置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3-4
23、-1。（整定计算详细过程参见附录）表3-4-1 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1A0.5最小制动电流1A变压器变压器接线平衡系数01过负荷动作电流动作时限1.5A7s3.2.3 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。将以上实验结果填入表3-4-2中。表3-4-2 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)正
24、常运行变压器内部故障过负荷3.3变压器后备保护实验内容及步骤：3.3.1. 变压器后备保护的实验接线将多功能微机保护装置作为变压器后备保护装置，保护装置的电流输入IA、IB和IC应连接变压器高压侧三相电流信号，即连接到TA6二次侧，保护装置的电压输入应与变压器高压侧电压信号相连，即连接到TV4二次侧。如图3-4-16所示。3.3.2. 整定值及压板的设置将多功能装置中程序更换成变压器后备保护程序，详细步骤参见多功能保护实验装置IV说明书。 计算整定值并将整定值及压板输入到微机保护装置中。设置压板时，投入复合电压启动过流保护。注意各定值应转换为电流互感器6TA二次侧数值。变压器后备保护保护参考整
25、定值（二次值）见表3-4-3。（整定计算详细过程参见附录）表3-4-3 变压器保护参考整定值表复压过流I段动作电流延时时间t14A1s延时时间t2延时时间t30.5s0.1st1出口t1出口12t1出口复压3不投图3-4-16 变压器后备保护接线图双击“后备保护”按键，观察变压器保护动作情况。四、 学时安排一共两个班每个班分成四组学生，分别为一班A组；一班B组；一班C组；一班D组；二班A组；二班B组；二班C组；二班D组。一共两个实验室，每个实验室四个实验台，两个实验室可同时启用，供两个班八组学生使用。周五周六供学生写实训报告。起迄周：19周教 节室 次星期12345678晚 一二动员三四B10
26、5B106B105B106B105B106B105B106五B105B106B105B106B105B106B105B106六B105B106B105B106B105B106B105B106日B105B106B105B106B105B106B105B106周次课次授 课 内 容课时数授课方式19202012345678910111213141516一班动员，实训相关内容讲解2222222222222222二班动员，实训相关内容讲解一班：电力系统实时监控实验；二班：三段式电流保护实验一班：电力系统实时监控实验；二班：三段式电流保护实验二班：电力系统实时监控实验；一班：三段式电流保护实验二班：电力
27、系统实时监控实验；一班：三段式电流保护实验一班：实验平台四遥实验：二班：10/35kV微机线路保护实验一班：实验平台四遥实验：二班：10/35kV微机线路保护实验二班：实验平台四遥实验：一班：10/35kV微机线路保护实验二班：实验平台四遥实验：一班：10/35kV微机线路保护实验二班：电力系统调度运行实验；一班：变压器保护实验二班：电力系统调度运行实验；一班：变压器保护实验二班：电力系统调度运行实验；一班：变压器保护实验二班：电力系统调度运行实验；一班：变压器保护实验检查实训内容检查实训内容五、考核方式实训成绩主要根据学生在实习中的实际情况，掌握实践知识和理论知识的程度，学习态度，实训期间的
28、纪律，实训成果情况，以及实训报告的质量和内容等进行综合评定。实训成绩分为两个等级：优、良、合格、不合格。结合对学生的纪律要求，具体评分标准和办法如下：1. 实习纪律10分：不打架、不喝酒、不赌博，若出现一次实习纪律以0分计；不看与实训无关的书，在实验室不得嬉戏打闹玩游戏，否则出现一次扣10分。2. 实训态度10分：学生应按照实训指导书的内容进行学习，收集必要的资料。否则视其情况扣1-10分。3.实训动手能力30分：实训期间勤动手、勤思考，否则视其情况扣1-15分；实训成果考核时应正确，否则视其情况扣1-10分。5. 实训报告50分：在实习中学生必须认真做好记录，实训期间认真编写实训报告，报告应
29、根据实训内容和本人在实训过程中学到的知识，并结合实际情况进行编写，编写格式应规范，编写过程中要详细地表述出自己所编制组态界面的软件硬件及完成的功能，否则视其情况扣1-10分；编写的内容应符合专业目标要求，字数应达到基本要求，否则视其情况扣1-15分；不能照抄完成任务，否则实训报告以0分记。变电站微机监控实训摘要：这次实训是基于THLDK-2型电力系统监控实验台在我们电气工程及其自动化专业展开的学习，通过实验，我们可以组网，通过控制界面调节有功和无功功率以及向总控制台发送控制申请来获得对发电厂的控制，通过组态界面来查看各项参数变化情况，查询事故报告，通过进一步认识我们在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 ，另一个实训平台是基于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 ，通过本实验平台，我们完成了三段式电流保护实验；10kV 、35kV微机线路保护实验；变压器保护实验。了解实验原理的基础上，在TQXBZ-II-C实验系统上验证结果， 所谓的变电站，即是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站是电
