电力系统系列实验指导书-张新慧

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电力系统仿真实验指导书

电力系统仿真实验指导书本指导书以电力系统仿真实验为主题，介绍了电力系统仿真实验的基本原理、实验步骤以及实验注意事项。

通过本实验的学习，能够加深对电力系统仿真的理解，掌握基本的仿真技术和方法，为后续电力系统相关实验的学习打下基础。

本实验采用仿真软件实现，所需软件主要为MATLAB和SIMULINK。

学生需要提前熟悉MATLAB和SIMULINK的基本操作和常用函数，具备一定的电力系统基础知识。

一、实验原理电力系统仿真实验是通过电力系统的模型来模拟和控制真实电力系统的运行，以实现对电力系统的研究和分析。

通过仿真实验，可以1观察和分析电力系统在不同工况下的运行特性，验证电力系统的稳定性和可靠性，优化电力系统的运行参数等。

电力系统仿真实验的基本原理是将真实电力系统抽象成数学模型，并通过计算机软件来模拟和控制这个数学模型。

模型的输入是电力系统的初始条件和外部扰动，输出是电力系统的动态响应和稳态结果。

通过对模型输入的控制和模型输出的观测，可以实现对电力系统的研究和分析。

二、实验步骤1. 确定仿真实验的目标和内容。

根据实验要求和实验目标，确定仿真实验的内容和范围。

2. 建立电力系统的数学模型。

根据实验要求和实验目标，将电力系统抽象成数学模型，并确定模型的输入和输出。

23. 编写仿真程序。

使用MATLAB和SIMULINK等软件，编写仿真程序，实现对电力系统模型的仿真和控制。

编写的程序应包括模型的输入和输出控制，仿真参数的设置，仿真结果的观测和分析等。

4. 运行仿真程序。

加载仿真程序，设置仿真参数，运行仿真程序，观察仿真结果。

5. 分析仿真结果。

根据仿真结果，分析电力系统的运行特性，验证仿真模型的准确性和有效性。

6. 优化仿真模型和参数。

根据实验结果，对仿真模型和参数进行优化，提高仿真模型的准确性和有效性。

三、实验注意事项31. 熟悉仿真软件的基本操作。

在进行电力系统仿真实验前，需要提前熟悉使用MATLAB和SIMULINK等仿真软件的基本操作和常用函数。

电气工程基础实验指导书文华电分实验10级

《电力系统分析》实验指导书实验1 一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，简单系统的各种运行方式；2．了解和掌握调节电力系统稳态运行参数的方法；3．分析、比较电力系统运行参数的数值变化的原因。

二、原理与说明电力系统稳态运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图1所示。

图1 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

三、实验项目和方法1.单机运行实验（1）、实验台状态设置选【同期方式】为“OFF”；选【励磁方式】为“微机它励”；选【微机励磁调节器】上的“恒U”（灯亮为选通）；选【微机调速器】上的“微机自动”（灯亮为选通）；合【系统开关】和【QF1】、【QF3】、【QF5】线路开关，形成单回线供电状态(2)、启机合【原动机开关】；按【微机调速器】上的“停机/开机”（开机灯亮），使原动机自动启机，带动发电机转子转动（额定转速1500r/分、额定频率50HZ）（3）、建压合【励磁开关】发电机可自动升压到额定电压380V（4）、调速实验：按【微机调速器】上的“增速/减速”，观察、记录表1（5）、调压实验：按【微机励磁调节器】上的“增磁/减磁”，观察、记录表1以上（2）、（3）、（4）、（5）步骤也称为启机、建压步骤。

供配电实验指导书

实验一供配电系统的认识一、实验目的1、对供配电系统的组成有实感的认识。

2、对供配电系统中常用电器的操作方式、性能有实感的认识。

3、对配电装置及仪表有实观的认识。

二、预习要点1、供配电系统的组成。

2、供配电系统中常用电器的性能及操作方式。

3、配电装置组成，仪表的使用。

三、实验内容1、高压配电箱、低压配电箱的认识。

2、各类电器的认识。

3、各类仪表的认识。

4、柴油发电机组的认识。

四、实验设备VS-1型高压配电箱，发电机主配电板，各类电器设备五、实验步骤随教师讲解并做好记录。

六、问题和讨论1、高压配电箱与低压配电箱有何不同之处？2、高压开关与低压开关有何不同之处？实验二高压自动开关实验一、实验目的1、了解高压自动开关的组成。

2、了解高压自动开关各种保护功能。

3、了解手动操作机构及电动操作机构、电动储能机构、跳闸机构及解列操作规程。

二、预习要点1、高压自动开关的原理。

2、高压自动开关各种保护值的整定。

3、高压自动开关操作机构及操作规程。

三、实验内容1、测取高压开关过载保护的特性曲线。

2、测取高压开关短路保护的特性曲线。

3、熟悉各种操作规程及各种操作反映在开关中的机械联动关系。

四、实验设备VS-1型真空断路器五、实验步骤1、输入不同数据，测取数据，画过载保护曲线；2、输入不同数据，测取数据，画短路保护曲线；3、打开VS-1型开关面板，实现各种操作，并记录开关内部的联动关系。

六、数据处理ti七、问题及讨论1、高压真空开关具有哪些保护功能？2、真空高压开关目前处于哪个阶段的开关产品，与其它类型的高压开关相比有哪些优势？实验三过电流保护实验一、实验目的1、掌握供配电线路中过电流保护及电流速断保护值的整定计算方法。

2、熟悉电流速断保护及反时限保护常用电器的选择。

二、预习要点1、供配电系统中过电流保护电流值与时间值的整定与计算。

2、各种电器件的功能。

三、实验内容1、供配电线路其额定值为630A，计算及整定过电流保护值。

电力系统系列实验指导书-张新慧

电力系统系列实验指导书山东理工大学电气与电子工程学院2011年9月实验一电磁暂态程序EMTP仿真软件的使用一、实验目的1、熟悉EMTP仿真软件中各元件模型的选用及参数设置方法；2、掌握电力系统EMTP仿真分析的方法和步骤；3、掌握利用Matlab程序设计辅助分析EMTP仿真结果的方法。

二、实验内容1、建立单相电阻电路模型，仿真分析其电流特点。

2、建立三相对称电阻电路模型，仿真分析其三相电流的特点。

3、建立三相不对称电阻电路模型，仿真分析其三相电流的特点。

4、建立单相电阻、电感串联电路模型，仿真分析其电流特点。

5、建立三相对称电阻、电感串联电路模型，仿真分析其三相电流的特点。

6、建立三相不对称电阻、电感串联电路模型，仿真分析其三相电流的特点。

三、实验报告要求按照实验内容要求，将仿真模型、仿真计算结果、仿真电流波形及相应的特征分析一并写在实验报告上。

实验二不对称短路故障分析验证一、实验目的1、掌握不对称短路故障的类型及仿真模型建立方法；2、掌握利用EMTP与Matlab相结合分析不对称短路故障电压、电流特点的方法。

二、实验内容1、建立单相接地短路故障的仿真模型，分析故障线路和非故障线路故障电压、电流的特点。

2、建立两相短路故障的仿真模型，分析故障线路和非故障线路故障电压、电流的特点。

3、建立两相接地短路故障的仿真模型，分析故障线路和非故障线路故障电压、电流的特点。

三、实验报告要求按照实验内容要求，将仿真模型、仿真计算结果、仿真电流波形及相应的特征分析一并写在实验报告上。

实验三不对称断线故障分析验证一、实验目的1、掌握不对称断线故障的类型及仿真模型建立方法；2、掌握利用EMTP与Matlab相结合分析不对称断线故障电压、电流特点的方法。

二、实验内容1、建立单相断线故障的仿真模型，分析故障线路和非故障线路故障电压、电流的特点。

2、建立两相断线故障的仿真模型，分析故障线路和非故障线路故障电压、电流的特点。

电力系统及自动化实验指导书

高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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①微机自并励（恒流或恒压控制方式）： ②微机他励（恒流或恒压控制方式）：（4）实验报告要求 1.3 电力系统暂态稳定实验（1）实验目的（2）实验原理
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
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3）单回路稳态非全相运行实验（4）实验报告要求 1.2 电力系统功率特性和功率极限实验（1）实验目的（2）实验原理
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
• （3）实验内容 • 1）无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定 • 2）手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定 • 3）自动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
图2.1 DL系列电流继电器
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
• （3）实验内容 • 1）电流继电器特性实验 • 2）电压继电器特性实验
图2.2 电流继电器动作电流值测试实验原理图
高等学校实验课系列教材——电力系统及自动化实验指导书
• 2）根据负荷大小不同时的不同转速，绘出转速和有功功率的关系曲线（见图1.3），计算出原动机的调差系数。 • 3）分析、比较在负荷相同而调速器在不同的运行方式时，转速有什么不同？为什么？

电力系统继电保护课程实验指导书

电⼒系统继电保护课程实验指导书电⼒系统继电保护实验指导书王荆中编著2014年4⽉⽬录第⼀章学⽣实验守则 (1)第⼆章电⼒系统继电保护实验 (5)实验⼀电流、电压继电器实验............................ . (5)实验⼆功率⽅向继电器特性实验........................ . (9)实验三电流速断保护及电压联锁 (11)实验四⽅向性过流保护 (15)实验五电流保护综合实验........................... ...... .17 实验六⽅向阻抗继电器特性实验...................... . (21)实验七负序电压继电器特性测试................ . (25)实验⼋⾃动重合闸前加速保护实验 (27)实验九差动继电器特性实验 (31)实验⼗变压器保护综合实验 (33)附TQXDB-IB多功能继电保护实验台说明 (37)第⼀章学⽣实验守则实验时应保证⼈⾝安全，设备安全，爱护国家财产，培养科学作风。

为此，在本实验室应遵守下列守则：1、严守纪律，按时开始实验。

2、特性实验信号源24V电源和电压源出⼝严禁短接。

3、严禁带电拆线、接线。

4、⾮本次实验⽤的设备器材，未经教师许可不得动⽤。

5、实验中如有异常情况要保持镇定，⽴即停⽌实验，迅速切断电源，并向教师报告。

6、若⾃⼰增加实验内容，须事先征得教师同意。

7、保持实验室整洁、安静，实验室内不得吸烟、喧哗，乱扔杂物，实验台上严禁放书包，⾐物。

8、实验结束应先拆电源端接线，后拆除负荷端接线。

必须将设备关闭电源，整理好桌椅后征得指导⽼师同意再离开教室。

9、实验完成后须按时上交实验报告。

第⼆章电⼒系统继电保护实验实验⼀：电流、电压继电器实验⼀、实验⽬的1、了解常规电流、电压继电器的构造及⼯作原理，动作定值的⽅法；2、测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。

3、测试DY-36型电压继电器的动作值、返回值和返回系数。

电力系统及其自动化实验指导书(2012)

电力系统及其自动化专业实验指导书林蓉华中科技大学电气于电子工程学院电气工程实验中心2010年9月目录第一章电力系统继电保护实验一、电压、电流继电器特性实验二、三段式电流保护实验三、功率方向继电器特性实验第二章电力系统自动化实验一、同步发电机准同期并列实验二、同步发电机励磁控制实验第三章电力系统分析实验一、电力系统功率特性和功率极限实验二、电力系统暂态稳定实验附录第一章电力系统继电保护实验一、电压、电流继电器特性实验（一）实验目的1、了解继电器基本分类方法及其结构；2、熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等；3、学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和返回系数；4、测量电磁型继电器的时间特性；5、了解多种继电器配合实验。

（二）继电器的类型与认识继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异。

1、继电器的分类继电器按所反应的物理量的不同可分为电量与非电量的两种，属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等，反应电量的种类比较多，一般分类如下：（1）按动作原理可分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等；（2）按继电器所反应的电量性质可分为电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等；（3）按继电器的作用可分为起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。

近年来电力系统中已大量使用微机保护，整流型和晶体管型继电器以及感应型，电磁型继电器使用量已有减少。

2、几种常用继电器的构成原理继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器等。

下面仅就教材中未说明的几种继电器的构成及原理作简要介绍。

（1）时间继电器特性时间继电器是用来在继电保护和自动装置中建立所需要的延时。

对时间继电器的要求是时间的准确性，而且动作时间不应随操作电压在运行中可能的波动而改变。

电磁型时间继电器由电磁机构带动一钟表延时机构组成。

电力系统自动化实验指导书

电力系统自动化实验指导书郝丽丽南京工业大学自动化学院2006-04-17目录实验一同步发电机准同期并列实验实验二同步发电机励磁控制实验实验三电力系统调度自动化实验实验一同步发电机准同期并列实验一．实验目的1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2．掌握模拟式综合整步表的使用方法；3．熟悉同步发电机准同期并列过程。

二．实验内容1．按准同期并列条件手动合闸2．偏离准同期并列条件手动合闸3．观察各电量变化情况三．实验设备及仪器1．WDT-ⅡC型电力系统综合自动化试验台2．发电机组四. 注意事项1．手动合闸时，仔细观察表上的旋转指针，在旋转灯接近0º位置之前某一时刻合闸。

2．微机自动励磁调节器上的增减磁按钮按键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需调节则松开按钮，重新按下。

3．在做完准同期并列实验之后，应将同期开关选择为“OFF”档位。

五. 实验线路及原理1．将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。

准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。

本实验台采用手动准同期方式。

2．手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。

六. 实验方法与步骤1．机组启动与建压A．检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；B．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；C．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；D．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置；E．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V；F．合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速；G．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。

电力工程实验指导

电力工程实验指导书南通大学电气工程学院郭晓丽张新松电力工程实验室守则实验是教学的重要环节之一，可以巩固和验证所学过的理论知识，发现和探讨新的问题。

为了保证实验的顺利进行和实验质量，保证人身和设备安全，培养学生的动手和实验能力，凡进实验室做实验的人员都必须遵守本实验守则。

1.每次实验前必须根据实验指导书，结合讲课内容进行预习，明确实验目的、内容、方法和注意事项，未预习者不得进行实验。

2.进入实验室保持室内安静，保持室内清洁，爱护仪器设备，不玩弄仪器设备。

3.实验时，选用适当量程仪表，接线要清晰，接线完毕后都必须请知道老师检查，确定接线无误后，方可接通电源进行实验。

如未经老师同意，擅自接通电源，造成后果由当事者负责。

4.实验时严禁带电拆线、接线或接触带电线路和设备的裸露部分，更换接线必须切断电源。

5.实验时若发生事故，应保持冷静，迅速切断电源，同时保持现场并立即报告指导教师，进行检查，未查明事故原因，不得继续实验。

6.实验时若损坏仪器设备，应立即报告指导教师，检查损坏原因，当事人应做书面报告或检查，实验室提出意见，交学院处理。

7.实验不得无故缺席、迟到，不得无故更换时间和小组，否则停止实验。

8.实验完毕后将实验数据请指导老师审阅后方可拆线，放在远处，经指导老师检查后方可离开实验室。

9.实验后按要求做好实验报告，按时交指导老师，实验报告内容和要求如下。

报告内容：1.实验目的；2.实验内容；3.实验仪器设备型号规格编号；4.实验接线图；5.实验数据；6.实验数据计算，结果分析，回答思考问题；7.实验心得体会。

实验1无穷大功率电源供电系统短路实验一、实验目的1.了解电力系统的短路种类及故障2.理解无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程3.构建无穷大功率供电系统的仿真模型，设置短路点，计算短路电流周期分量的幅值和周期电流值。

二、实验设备Matlab 仿真软件三、无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程所谓“无穷大功率电源”是指端电压保持恒定，没有内部阻抗，和容量无限大的系统。

电力电子技术实验指导书(2013[1][1].8)

电力电子技术实验指导书蒋鸿飞席惠李冠一编写适用专业：电气工程及其自动化上海应用技术学院2013年8月实验须知1.预习实验者须事先预习，以保证实验顺利进行，预习内容一般包括：1)本次实验有关的实验装置介绍，仪器的使用方法等。

尽可能在实验室对照设备熟悉。

2)实验指导书中及课本中与本次实验有关的章节、有关原理、计算方法、操做等。

3)预习后应作出简要的预习报告，包括拟出的实验大致步骤，并列出实验数据记录、表格等。

2.实验1)实验前由指导老师检查预习情况，经提问后方可参加实验。

2)按图接线，力求简单明了，主回路导线应用粗导线，接线完成后先相互检查，然后请指导老师检查无误后方可通电。

3)认真观察，记录实验现象和数据。

4)实验完毕，应将数据交指导老师检查认可后再拆线，并照原样整理好仪器和设备。

3.实验报告实验报告用规范的实验报告纸书写，正文包括实验名称、实验目的、主要设备、简要原理、实验内容、实验线路、简要步骤、实验数据、波形、实验现象的记录与讨论、思考题的解答等，字迹工整，语言简练，应体现学生独立的风格，反对照抄实验指导书。

4.安全操做1)接线、拆线都必须在切断电源情况下进行。

2)在接通电源前，应招呼同组同学引起注意后方可合上电源。

若实验中发生事故，应及时断电并报告老师。

实验时应注意衣服、发辫、实验导线等不要卷入电机旋转部分目录实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验 (4)实验二TCA785触发电路 (7)实验三单相桥式全控整流电路实验 (9)实验四TC787三相移相触发电路 (12)实验五三相桥式全控整流 (14)实验六单相交流调压电路实验 (17)实验七单相交流调功电路实验 (19)实验八直流斩波电路（设计性）的性能研究 (21)实验九单相SPWM逆变电路实验 (24)实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

电力系统分析实验指导书

电力系统分析实验指导书郑州科技学院电气工程及其自动化教研室编目录实验一生成节点导纳矩阵的matlab程序设计 (1)实验二支路追加法生成节点阻抗矩阵的matlab程序设计 (5)实验三牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算的matlab程序设计 (13)实验四简化模型的静态稳定计算的matlab程序设计 (24)实验五短路电流计算程序的实现 (31)实验一生成节点导纳矩阵的matlab 程序设计一、实验目的：本实验通过对生成节点导纳矩阵的编程与调试，获得复杂电力系统的节点导纳矩阵，为电力系统的潮流计算程序编制打下基础。

通过实验教学加深学生对节点导纳矩阵计算方法的理解，掌握变压器为非标准变比时的修正方法，熟悉MATLAB 软件的使用方法，提高编制调试计算机程序的能力。

二、实验器材：计算机、软件（已安装应用软件MA TLAB 等）、移动存储设备（学生自备，软盘、U 盘等）。

三、实验内容：1.节点导纳矩阵的形成节点导纳矩阵的对角元),...2,1(n i Y ii =称自导纳，自导纳ii Y 是节点i 以外的所有节点都接地，由节点i 向整个网络看到而得到的导纳。

在节点i 加上单位大小的电压（1=iU 的电压）时，由节点i 流向网络的电流就等于节点i 的自导纳i j U iiii jU IY ≠==,0通过计算不难发现，ii Y 就等于与节点i 连接的所有支路导纳的和。

节点导纳矩阵的非对角元),...2,1,...2,1(j i n j n i Y ij ≠==；；称互导纳，即把节点j 以外的节点全接地，而在节点j 加以单位电压时，由节点i 流向j 的电流加上负号的值。

j k U jiij kU I Y ≠==,0同样，ij Y 其实就是连接节点i 和节点j 支路的导纳值再加上负号。

显然，ji ij Y Y =。

而且，如节点i ，j 之间没有直接联系，也不计两支路之间，例如两相邻电力线路之间的互感时，0==ji ij Y Y 。

电力系统分析综合实验指导书

电力系统分析综合实验指导书浙江大学电气工程学院电机工程学系浙江大学电力经济及信息化研究所2015年4月杭州·玉泉前言《电力系统分析综合实验》课程作为高等学校电气工程及其自动化专业（电力系统方向）的专业课程，希望通过学生自己动手，获得更强的实际系统概念，要求学生通过本课程学习，掌握发电机并网调节，稳态运行方式改变，有功和无功调节和暂态稳定。

随着电力系统分析理论和方法研究的深入和完善，以及计算机技术的进步，电力系统数字模拟（数字仿真、即建立数学模型、列出数学方程并进行求解和分析）技术得到了迅速的发展和广泛的应用，并在实践中取得了巨大的成果和效益。

同时作为电力系统研究和实验的另一种重要方法－电力系统动态模拟，同样是目前研究运行中的和筹建中的电力系统的重要工具，也是训练系统运行人员和电力系统专业的良好有效的教学工具。

完整的电力系统分析要求既需要掌握电力系统数字模拟（数字仿真）技术，也需要掌握电力系统动态模拟技术。

电力系统分析综合实验通过同步发电机准同期并列实验和对单机－无穷大系统的动态模拟，了解和掌握同步发电机的并网原理和操作；通过励磁控制实验，学习如何稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性；通过实际动态模拟系统的示范试验，学习利用动态模拟设备研究电力系统问题的综合知识和方法；学习试验研究结果的整理和分析、以及试验报告的制定。

本实验采用的实验装置为武汉华工大电力自动技术研究所生产的“WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置”，示范实验为电力系统综合动模实验系统。

编制：王康元校对：徐亮审核：江道灼目录目录 (1)第一章电力系统动态模拟 (2)一．电力系统动态模拟原理及其特点 (3)二．模拟要素 (3)三．模拟比例和模拟系统额定值的选择 (5)四．模拟试验中的测量 (6)第二章电力系统分析实验装置 (7)一、WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置 (7)二、电力系统综合动模实验系统 (9)第三章同步发电机准同期并列实验 (11)一．实验目的 (11)二．原理与说明 (11)三．实验项目和方法 (12)四．分析与思考 (15)第四章单机－无穷大系统实验 (16)一．实验目的 (16)二．原理与说明 (16)三．实验项目和方法 (16)四．分析与思考 (18)第五章同步发电机励磁控制实验 (19)一、实验目的 (19)二、原理与说明 (19)三、实验项目和方法 (20)四分析与思考 (29)第六章电力系统暂态稳定实验 (30)一、实验目的 (30)二、原理与说明 (30)三、实验项目与方法 (31)四、分析和思考 (35)第一章电力系统动态模拟一．电力系统动态模拟原理及其特点电力系统动态模拟是一种根据相似原理建立起来的物理模拟，能保证在模拟系统上所反映的过程与实际系统中的过程相似，并且模型上的过程与原型的过程具有相同的物理实质，所以电力系统动态模拟实际上就是电力系统在实验室的复制品，是研究电力系统原型或预建电力系统的一个重要实验工具。

电力系统及自动化综合实验指导书(第二版)

WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台，是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。

此系统除用于试验教学以外，另可用于本、专科生的课程设计试验，也可作为研究生、科研人员的产品开发试验，还可作为电力系统技术人员的培训基地。

试验装置“一次系统原理接线图”见附录一。

综合自动化实验教学系统由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成（如图1所示）。

图1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验装置现场图1．发电机组它是由同在一个轴上的三相同步发电机（S N=2.5kV A，V N=400V，n N=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（P N=2.2kW，V N=220V）以及测速装置和功率角指示器组成。

直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。

具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。

2．试验操作台实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、功率调节和同期单元、仪表测量和短路故障模拟单元等组成。

其中负荷调节和同期单元是由“TGS-04型微机调速装置”、“WL-04B微机磁励调节器”、“HGWT-03微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。

（1）输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于实验分析比较。

（2）“YHB-Ⅲ型微机线路保护”装置是专为实验教学设计，具有过流选相跳闸、自动重合闸功能，备有事故记录功能，有利于实验分析。

在实验中可以观测到线路重合闸对系统暂态稳定性影响以及非全相运行状况。

（3）“TGS-04型微机调速装置”是针对大、中专院校教学和科研而设计的，能做到最大限度地满足教学科研灵活多变的需要。

具有测量发电机转速、测量电网频率、测量系统功角、手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调速以及过速保护等功能。

1电力系统的基本概念

定子
转子
机械能
电能
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二、电能是如何产生的？电能是如何产生的？
推动转子旋转的能源形式多种多样。推动转子旋转的能源形式多种多样。
蒸汽水力风力
火力、核、地热火力、水力发电风力、潮汐发电风力、
14
三、电能是如何传输的？电能是如何传输的？
动力系统电力系统电力网络
锅炉水库核堆
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六、电力系统运行的基本要求
供电安全性供电可靠性根据可靠性要求不同，分为Ⅰ 根据可靠性要求不同，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ负荷。负荷。电能的优质性频率、电压、频率、电压、波形运行的经济性一次能源的消耗、一次能源的消耗、网损和线损
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电力工业发展的历程（自学）电力工业发展的历程（自学）
1830年法拉第发明电磁感应定律，为未来电力工业发展奠定基础。 1830年法拉第发明电磁感应定律，为未来电力工业发展奠定基础。 1875年第一台火力发电机组（直流发电机）在法国巴黎火车站，照明。 1875年第一台火力发电机组（直流发电机）在法国巴黎火车站，照明。 1879年美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。 1879年美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。 1882年美国爱迪生纽约珍珠街电力系统，6台直流发电机，110V，照明。 1882年美国爱迪生纽约珍珠街电力系统，台直流发电机，110V，照明。 1884年变压器发明。为三相交流及大容量、远距离输电奠定基础。 1884年变压器发明。为三相交流及大容量、远距离输电奠定基础。 1889年美国Oregon和建立长21公里的交流输电系统。 21公里的交流输电系统 1889年美国Oregon和Portland 建立长21公里的交流输电系统。 Oregon 1891年德国世界上第一个三相交流输电系统，距离179英里、电压12000伏 1891年德国世界上第一个三相交流输电系统，距离179英里、电压12000伏。 179英里 12000 1897年电压为44000KV的输电线路在美国Utah 州建成。 1897年电压为44000KV的输电线路在美国Utah 州建成。 44000KV的输电线路在美国

复杂电力系统运行方式试验

电力系统综合实验指导书张晓艳姜跃胜新能源利用与电气控制实验教学示范中心第一部分电力系统仿真第一章仿真软件的初步认识一、实验目的掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，熟悉PowerWorld电力系统仿真软件（简称PWS）的基本操作，在此基础上用PWS 建立一个简单的电力系统模型。

二、实验内容PWS是一个电力系统仿真软件包，其构筑在对用户良好交互性的基础上。

它的核心是一个功能强大的潮流计算软件，可以有效求解多达32500个节点的系统。

这使得电力世界仿真器作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。

与其他同类商业应用软件不同，PWS允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统。

在PWS中，输电线路的通断、变压器或发电机的增加、以及联络线功率的交换，一切仅需点击鼠标即可完成。

此外，图形和动画演示的广泛使用增加了用户对系统特性、存在问题和限制条件的理解以及如何修改。

PWS提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。

同样，它可以图形化地显示负荷、发电量和联络功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行条件的变化。

这项功能在解决电网扩建引起网络结构变化之类问题十分有用。

除了上述特点，PWS以其一体化的经济调度、联络功率交易经济性分析、功率传输分配因子（PTDF）计算和突发事故的强大分析能力而骄傲，所有这一切都可以通过一个易用的界面来实现。

（一）PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作在进行电力系统分析时，为了表示实际三相电力系统，常用单线图来表示实际的三相输电线路。

采用单线图的目的是为了图形化地显示电力系统。

本实验要求同学们通过上机实际操作，学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。

使用电力世界仿真器的关键在于它的两种不同的模式：编辑模式和运行模式。

操作过程中大家要注意当前工作模式，模式选择不正确，將会不能正确进行相应的操作。

编辑模式用于创建新的样程和单线图或者修改已存在的样程和单线图。

电力系统实训实验报告

1. 熟悉电力系统的基本组成及工作原理。

2. 掌握电力系统中的基本设备及其操作方法。

3. 培养实际操作能力，提高对电力系统的认识。

4. 深入了解电力系统运行过程中的安全注意事项。

二、实验内容1. 电力系统基本组成及工作原理（1）电力系统组成：电力系统主要由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和用户组成。

（2）电力系统工作原理：发电厂将机械能转化为电能，通过输电线路传输到变电站，再通过配电线路分配到用户，用户使用电能进行各种生产和生活活动。

2. 电力系统中基本设备及其操作方法（1）发电机：发电机是电力系统的动力源，通过旋转产生电能。

操作方法：启动发电机，调节励磁电流，使发电机稳定运行。

（2）变压器：变压器用于将高压电能降压至低压电能，以满足用户需求。

操作方法：检查变压器油位、温度，调整分接头，使变压器稳定运行。

（3）输电线路：输电线路用于将电能从发电厂传输到变电站。

操作方法：检查输电线路绝缘状况，确保线路安全运行。

（4）变电站：变电站是电力系统中的重要环节，负责将高压电能降压至低压电能，并通过配电线路分配给用户。

操作方法：检查设备运行状况，调整电压、电流，确保变电站稳定运行。

3. 电力系统运行过程中的安全注意事项（1）遵守安全操作规程，确保人身安全。

（2）熟悉设备操作方法，避免误操作。

（3）定期检查设备，确保设备正常运行。

（4）掌握触电急救知识，提高应急处理能力。

1. 熟悉电力系统基本组成及工作原理，了解电力系统中基本设备及其操作方法。

2. 按照实验要求，依次进行发电机、变压器、输电线路和变电站的操作。

3. 在操作过程中，密切观察设备运行状况，记录实验数据。

4. 分析实验数据，总结实验结果。

四、实验结果与分析1. 实验过程中，发电机、变压器、输电线路和变电站均能正常运行，实验数据符合预期。

2. 通过实验，掌握了电力系统中基本设备及其操作方法，提高了实际操作能力。

3. 了解了电力系统运行过程中的安全注意事项，增强了安全意识。

电力系统稳态分析实验指导书

电力系统稳态分析实验指导书目录实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 原理说明 (2)1.3 实验内容和步骤 (3)实验二电力系统潮流计算分析实验 (5)2.1 实验目的 (5)2.2 原理说明 (5)2.3 实验内容和步骤 (5)实验三电力系统有功功率—频率特性实验 (8)3.1实验目的 (8)3.2 原理说明 (8)3.3 实验内容和步骤 (10)实验四电力系统无功功率—电压特性实验 (13)4.1 实验目的 (13)4.2 原理说明 (13)4.3 实验内容和步骤 (14)实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验1.1 实验目的1．熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。

2．掌握对称稳定工况下，输电系统的各种运行状态和运行参数的数值变化范围。

3．掌握输电系统稳态不对称运行的条件、参数和不对称运行对发电机的影响等。

1.2 原理说明单机－无穷大系统模型，是简单电力系统分析的最基本，最主要的研究对象。

本实验平台建立的是一种物理模型，如下图1-1所示。

图1-1 单机－无穷大系统示意图发电机组的原动机采用国标直流电动机模拟，但其特性和电厂的大型原动机并不相似。

发电机组并网运行后，输出有功功率的大小可以通过调节直流电动机的电枢电压来调节（具体操作必须严格按照调速器的正确安全操作步骤进行！可参考《微机调速装置基本操作实验》）。

发电机组的三相同步发电机采用的是工业现场标准的小型发电机，参数和大型同步发电机不相似，但可将其看作一种具有特殊参数的电力系统发电机。

实验平台给发电机提供了三种典型的励磁系统：手动励磁、常规励磁和微机励磁系统，可以通过实验台的转换开关切换（具体操作必须严格按照励磁调节装置的正确安全操作步骤进行！实验平台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大系统”采用大功率三相自耦调压器，三相自耦调压器的容量远大于发电机的容量，可近似看作无穷大电源，并且通过调压器可以方便的模拟系统电压的波动。

《电力系统继电保护》课程实验指导书

南昌工程学院《电力系统继电保护》实验指导书专业电气工程及其自动化机械与电气工程学院电气工程教研室编2010 年6月目录实验一DL-31型电流继电器特性实验实验二LG-11型功率方向继电器特性实验实验三LCD-4型差动继电器特性实验实验四电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验实验一 DL-31型电流继电器特性实验一、实验目的1．了解常规电流继电器的构造及工作原理。

2．掌握设置电流继电器动作定值的方法。

3．学习TQWX-III微机型继电保护试验测试仪的测试方法，并测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。

二、实验原理及实验说明1. 实验原理DL-31型电流继电器用于电机、变压器及输电线的过负荷和短路保护中，作为启动元件。

DL-31型电流继电器是电磁式继电器，当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开；当电流降低到0.8倍整定值左右时，继电器返回，动合触点断开，动断触点闭合。

继电器有两组电流线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成并联时，继电器动作电流可以扩大一倍。

继电器接线端子见图1-1，串联接线方式为：将④、⑥短接，在②、⑧之间加入电流；并联接线方式为：将②、④短接，⑥、⑧短接，在②、⑧之间加入电流。

做实验时可任意选择一种接线方式（出厂时电流继电器线圈默认为串联方式）。

图1-1 DL-31继电器接线端子2. 实验说明测试方法：控制测试仪的输出，从小到大动态地改变加入电流继电器中的电流，直至其动作；再减小电流直至其返回，测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。

可采用自动测试方法，也可采用手动测试方法。

(1) 自动测试继电器动作值及返回值方法：将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试：开始实验后测试仪自动按设定步长增加发出的电流，直至电流继电器动作；再自动按所设定的步长减小电流，直至电流继电器(2) 手动测试继电器动作值及返回值方法：将测试仪设置为手控方式对继电器进行测试：手动操作不断增加测试仪发出的电流，直至电流继电器动作；再不断减小电流，直至电流继电器返回。