第一篇：數字化電力系統教學實驗室規劃

數字化電力系統綜合試驗室

規劃說明書

華中科技大學

武漢華大電力自動技術有限責任公司

2008年12月

目

錄

一、總

則

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二、綜合試驗室的組成????????????????????????

三、電力網的結構特點

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四、試驗設備的數字化

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五、實驗功能的擴展

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六、教學實驗項目

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七、試驗設備清單

??????????????????????????附圖一：試驗室總體布局圖 ???????????????????????附圖二：電力網一次系統接線圖 ?????????????????????附圖三：綜合臺一次系統接線圖 ?????????????????????1 3 4 6 7 8 13 14 15 16

電力系統綜合試驗室

設計說明書

一、總

則

為了適應21世紀我國現代化建設地需要，更好地培養出“有創新精神，實踐能力強”的綜合型人才，按照“加強基礎，拓寬口徑，培養能力，提高素質”的原則及國家教委頒布的本科專業目錄，落實本科培養計劃而建設數字化電力系統綜合試驗室。

電力系統綜合試驗室是一個自動化程度很高的動態電力系統物理模型，能夠反映現化電能的生產，傳輸，分配和使用的全過程，體現現代電力系統高度自動化、信息化、數字化的特點，實現電力系統的檢測、控制、監視、保護、調度的自動化，并使教學實驗管理現代化。

電力系統綜合試驗室建成后，能夠開出目前電力系統及自動化專業的全部專業課程，共計40多個實驗，內容了覆蓋《電力系統工程基礎》、《發電廠電氣設備》、《電力系統分析》、《發電廠電氣運行與設計》、《變電站綜合自動化》、《電力系統微機保護》、、《電力系統自動化》、《電力系統遠動技術》、《電力系統調度自動化》、《電力系統規劃》等十多門專業課程。

二、綜合試驗室的組成

電力系統綜合試驗室由4～5臺“WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺”和一臺“PS-5G型電力系統微機監控試驗臺”及相關設備組成。

“WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺”是一個自動化程度很高的多功能試驗平臺，它是由發電機組、雙回路輸電線路、無窮大電源等一次設備組成，通過中間開關站和單回、雙回線路的組合，可構成發電機與無窮大系統之間有四種不同聯絡阻抗，供系統實驗分析比較時使用。每臺原動機都配有自動調速裝置，并具有過速保護功能；每臺發電機配有自動勵磁調節器，具有調差、強勵、過勵限制等功能；每臺發電機還配有自動準同期裝置，輸電線路還配微機過流保護和重合閘裝置。每套自動裝置都有3種控制方式供選擇，并且微機勵磁的運行方式和運行參數可在 3 線修改。每臺發電機的電流、電壓都留有標準接口，以及對發電機組的調頻、調壓控制也留有接口，并且各開關的狀態信號輸出和跳、合控制接口全部引到端子排，供開發人員使用。

“PS-5G型電力系統微機監控試驗臺”，是將五臺 “WDT-III電力系統綜合自動化實驗臺”的發電機組及其控制設備作為各個電源單元組成一個環網（如附圖一所示）。

G-A、G-B、G-C、G-D、G-E分別模擬五個發電廠，從5臺發電機的母線引電纜分別聯接到電力網母線MA、MB、MC、MD、ME上，模擬無窮大電源W-G則由市電380V經20KVA自耦調壓器接至母線MG上，三組感性負荷分別聯接至MC，MD母線上。而MD母線經聯絡變壓器與線路中間站MF母線相聯，整個一次系統構成一個可變的環型的電力系統網絡，便于理論計算和實驗分析。

三、電力網的結構特點

此電力系統主網按500KV電壓等級來模擬，MD母線為220KV電壓等級，每臺發電機按600MW機組來模擬，無窮大電源短路容量為6000MVA。

A站、B站相聯通過雙回400KM長距離線路將功率送入無窮大系統，也可將母聯斷開分別輸送功率。在距離 4 100KM的中間站的母線MF經聯絡變壓器與220KV母線MD相聯，D站在輕負荷時向系統輸送功率，而當重負荷時則從系統吸收功率（當兩組大小不同的A，B負荷同時投入時）從而改變潮流方向。

C站，一方面經70KM短距離線路與B站相聯，另一方面與E站并聯經200KM中距離線路與無窮大母線MG相聯，本站還有地方負荷。

此電力網是具有多個節點的環形電力網，通過投切線路，能靈活的改變接線方式，如切除XLC線路，電力網則變成了一個輻射形網絡，如切除XLF線路，則C站、E站要經過長距離線路向系統輸送功率，如XLC、XLF線路都斷開，則電力網變成了T型網絡等等。

在不改變網絡主結構前提下，通過分別改變發電機有功、無功來改變潮流的分布，可以通過投、切負荷改變電力網潮流的分布，也可以將雙回路線改為單回路線輸送來改變電力網潮流的分布，還可以調整無窮大母線電壓來改變電力網潮流的分布。

在不同的網絡結構前提下，針對XLB線路的三相故障，可進行故障計算分析實驗，此時當線路故障時其兩端的線路開關QFC、QFF跳開（開關跳閘時間可整定）。

四、試驗設備的數字化

發電機組的調速裝置、勵磁調節器、準同期裝置以及線路過流保護和重合閘裝置均是微機型，參數可以修改，并且每臺微機勵磁調節器可通過串口與上位機相聯，即與“PS-5G型電力系統微機監控實驗臺”的主機系統相聯（如附圖二所示），顯示每臺發電機的運行狀況，發電機頻率、發電機定子電流、電壓、有功功率、無功功率、發電機轉子電流、轉子電壓以及發電機運行區。

監控試驗臺對電力網的九個支路全部采用了微機型的標準電力監測儀，可以顯示各支路的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等所有電量，并且九臺監測儀能過RS485通信口與主機相聯，實時顯示電力系統的運行狀況，以及各開關的動作情況，并且可以控制各開關的跳、合閘，打印報表，實現電力系統調度自動化功能。在分組實驗時，指導教師可以在監控試驗臺上觀察到每臺發電機的運行狀況，了解實驗情況，使教學實驗管理現代化。

五、實驗功能的擴展

1、電力系統綜合試驗室可開出電力系統自動化專業的40多個教學實驗，包含了十多門專業課程，而這個試驗平臺遠不止開出這些實驗，它還可以開出《電機學》的直流電機、同步發動機等實驗，還可以開出《電力電子》的一系列實驗等等。

2、電力系統綜合試驗室能滿足本科生的課程設計和畢業設計需要，能針對全部的專業課程進行課程設計和畢業設計。

3、電力系統綜合試驗室能作為電力系統工程專業的一個生產實習基地。能很好的彌補學生在實際電廠中不能動手操作等實習中的不足。

4、發電機電流、電壓都按電力系統規范留有標準接口，并且都引至端子。開關的跳、合閘控制和位置信號也引至端子，能作為教師和研究生的科研產品開發平臺。

5、可以為社會辦學，舉辦電力系統運行調度和控制技術培訓班。提高設備的利用率。

六、教學實驗項目

1．電力系統運行

1）發電機啟動和調整實驗；2）電力系統運行方式實驗；3）電力系統負荷調整實驗；

2．電力系統分析實驗

1）電力系統潮流計算分析實驗；

2）電力系統故障計算分析實驗；3）切機、切負荷等穩定實驗；

3．調度自動化實驗

1）電力系統實時監控； 2）電力系統有功功率調整； 3）電力系統無功功率調整； 4）電網運行方式變化。4．準同期并列實驗

1）手動準同期并列實驗； 2）半自動準同期并列實驗； 3）全自動準同期并列實驗； 4）各種信號波形觀測。5．同步發電機微機勵磁實驗

1）不同?（控制角）的勵磁電壓波形觀測實驗；

2）同步發電機起勵實驗； 3）控制方式及其相互切換實驗； 4）逆變滅磁和跳滅磁開關滅磁實驗； 5）伏赫限制實驗； 6）同步發電機強勵實驗； 7）欠勵限制實驗； 8）調差特性實驗； 9）過勵限制實驗； 10）PSS實驗。

6．單機——無窮大系統穩態運行方式實驗

1）單回路穩態對稱運行實驗；

2）雙回路與單回路的穩態對稱運行比較試驗； 3）單回路穩態非全相運行試驗。

7．電力系統功率特性（功角）和功率極限（靜態穩定性）實驗

1）無調節勵磁時，功率特性和功率極限的測定； 2）手動調節勵磁時，功率特性和功率極限測定； 3）微機自并勵時，功率特性和功率極限的測定； 4）微機它勵時，功率特性和功率極限的測定； 5）單回路、雙回路輸送功率與功角關系實驗。

8．電力系統暫態穩定性實驗

1）短路類型對電力系統暫態穩定性的影響實驗； 2）故障切除時間對暫態穩定的影響實驗； 3）有無強勵磁對暫態穩定性影響試驗；

4）線路重合閘及其對系統暫態穩定性影響的實驗； 5）同步發電機異步運行和再同步實驗。

9． 單機帶負荷實驗

1）獨立系統的特性實驗； 2）投、切不同負荷的實驗； 3）調速器調差特性試驗； 4）甩負荷實驗；

10．其它實驗（部分實驗需外接儀表）

1）發電機的空載特性實驗； 2）發電機的短路特性實驗； 3）發電機的負載特性實驗； 4）同步發電機直軸參數的離線測定； 5）同步發電機參數的在線測定； 6）同步發電機靜態安全運行極限的測定。

七、試驗設備清單

1、WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺

2、PS-5G型電力系統微機監控試驗臺

注：

實驗室占地面積60～100平方米

四～五套

一套

11.8萬×（3～5）＝35.4～59萬

12萬

共計：

47.4～71萬元

通信電WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺GBWDT-III電力系統綜合自動化試驗臺GDWDT-III電力系統綜合自動化試驗臺GA PS-4G型電力系統微機監控試驗臺電力系統微機監控試驗臺MAQFXLMFXLQFMGGAQFQFXLQFQFXLQFMDQFWGXLGBMBQFXLQFGDLDQFLDQFMCME華中科技大學GCLDGE武漢華工大電力自動技術研究所WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺GE 14

WDT-III電力系統綜合自動化試驗臺纜 GCMAMFMGG-AW-GKMDG-BMBMD純電阻感性負荷純電感G-DMCMEG-CG-E 15

HGWT-03型微機準同期裝置無窮大母線至QF4至QF6 WL-04B型微機勵磁調節器 YHB-II型微機線路保護自并勵自耦調壓器同步發電機它勵手動勵磁至KM1直流電動機至KM5 TGS-04型微機調速裝置測速裝置注：SAV為切換開關

第二篇：電力系統規劃

一、課程的性質和目的本課程是“電氣工程及其自動化”專業的專業選修課程。本課程的主要任務是：使學生掌握和了解電力規劃的基本指導思想、電力規劃的基本內容和電力規劃的基本原理與方法，為畢業后從事電力規劃工作奠定基礎。培養學生在電力系統規劃設計方面的工程計算能力以及分析和解決問題的能力。

二、課程教學內容

緒論和第一章電力規劃概論（7學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1 電力規劃的指導思想、類型以及基本內容。2電力規劃的一般方法和規劃程序以及評價標準。

難點：電力規劃的指導思想以及電力規劃的評價標準。

第二章電廠廠址、變電所所址及輸電線路路徑的選擇（5學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1 凝氣式火電廠廠址的選擇及其建設條件與要求，以及廠址的技術經濟比較方法。2變電所所址的選擇。3輸電線路路徑的選擇。

難點：凝氣式火電廠廠址的經濟比較方法。

第三章電力負荷分析與預測（11學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1 電力負荷的分類及其特點。2 電力負荷特性的計算分析以及負荷曲線的編制方法。3 電力負荷預測方法。

難點：電力負荷特性的計算分析和電力負荷預測方法。

第四章電力系統裝機水平及電源結構的確定（2學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1裝機水平的確定原則與方法。2 各類電源的技術經濟特點。3 電力電量平衡及其平衡表的編制。

難點：電力電量平衡表的編制。

第五章電力網絡規劃（5學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1 電力網絡規劃的基本原則與要求。2 電力網絡電壓等級的選擇。3 電廠、變電所與系統聯接配合及其主變壓器的選擇。4 無功電源規劃5電力系統的聯網問題。

難點：電廠、變電所與系統聯接配合及其主變壓器的選擇。

第六章工程經濟分析基礎（6學時）

要求理解與掌握的重點內容有：1 資金時間價值的計算方法。2 工程經濟評價方法。難點：資金時間價值的計算分析

第三篇：2012——2013學數字化實驗室工作總結

2012——2013學數字化實驗室工作總結

石門鎮中學

本我擔任我校數字化實驗室管理工作，在學校領導下，加強學習和利用數字化設備，積極推進我校教育信息化進程，努力實現數字化校園。現總結如下：

首先，加強組織建設。建立以校長為一把手、分管領導具體負責、相關教師積極參與的學校數字化實驗工作小組，全面提升應用手段。為規范學校管理，開學初進行了實驗室大搬家活動，全套器材搬入新的實驗室，重新布線、安裝，實驗環境煥然一新。

其次，加強學習，充分認識數字化實驗室及其作用。數字化實驗室一般是由傳感器、數據采集器、計算機及相關數據處理軟件等構成。數字化實驗室是信息技術與傳統實驗課程整合的重要載體，也是中學物理實驗面向現代化，提升檔次的重要體現。

第三，加強實驗器材的管理工作，認真落實實驗器材的管理責任制。切實做好實驗器材的保管維修工作，嚴格履行借用手續，對使用后的器材及時回收、清點，存放到位。本為迎接省教學督導評估，更換了實驗室，進行了大量衛生及儀器清理工作，一切從頭再來，花費了大量財力、物力和人力，為學校評估驗收工作保駕護航，貢獻了自己的一份力量。

第四，努力提高實驗器材的使用效率。本學習積極開展探究實驗，嚴格執行實驗教學計劃，認真做好實驗器材的準備工作；配合實驗教師指導學生使用好實驗器材；及時做好實驗記錄；規范操作規程，確保實驗安全。

第五，加強電教設備管理。根據學校現有狀況，把數字化設備的保管工作落到實處，安排時間加大學習力度，對所有數字化設備進行監測和維護，確保實驗教學。

總之，數字化實驗教學還是一個嶄新的面孔，我們應該正確認識，加強學習，力爭促進教學改革發展！

第四篇：數字化探究實驗室管理制度

數字化探究實驗室管理制度

為確保數字化探究實驗室安全、高效、正常運行，特制定本制度：

一、實驗室要專人管理。未經許可，外人不得擅自動用儀器、設備。

二、實驗室要科學管理。儀器/器材等物品都應登記造冊，擺放整齊。

三、實驗室器材、儀器，不準借出室外，特殊需要時，外借需經主管領導批準。

四、實驗室要有嚴格帳目管理制度，按要求記好儀器總帳、明細帳。

五、實驗員要注意防火、防雷電、防盜、防塵、防潮、防毒、防蛀、防破裂等，對各類儀器設備要經常維護，確保始終處于完好備用狀態。室內定期打掃，保持環境整潔美觀。

六、調進或調出實驗室，要辦好交接手續，帳目清楚，實物點清，以保證實驗室工作正常進行。

七、實驗前，任課教師除對學生講解實驗要求和儀器使用方法等知識外，還必須講解安全要求和事故預防措施。

八、學生進實驗室時要保持良好秩序，按實驗小組順序就座，實驗時要遵守紀律，不準喧嘩、打鬧。未經實驗員同意不得將外來軟盤隨意帶入實驗室使用；嚴禁擅自搬動、私自拆卸儀器；嚴禁在實驗室內玩各種游戲。

九、學生在實驗過程中要認真觀察實驗現象，仔細分析思考，實事求是做實驗記錄。不經教師允許，不得做規定以外的實驗。

十、師生要愛護室內一切設施和用品，未經允許不得擅自動用，要保持實驗室的清潔，不要亂扔碎紙和雜物，實驗課后值日，打掃衛生。

十一、做好安全防范工作，定期檢查漏電保護器、滅火器等安全設備。望實驗室各相關人員嚴格遵照執行。

第五篇：數字化實驗室培訓心得

“數字化實驗室”培訓心得

為鼓勵探索開展理科實驗教學的新方法、新思路，推動數字化探究實驗在中學理科教學中的應用，提高教師對數字化實驗使用的基本技能，本月9日起，在師大附中，舉行了為期三天的如何使用中學物理數字化實驗室的培訓活動。

在培訓過程中，培訓教師給我們介紹了數字化實驗設備；講解和練習數字化實驗設備的基本使用方法；教材中能夠利用數字化實驗設備進行的教學內容介紹；選擇典型實驗分組進行操作，采集實驗數據、分析實驗現象，得出實驗結果，從而體驗研究過程。

數字實驗室由“輸出終端＋傳感器＋配套教具”組成。數字實驗室克服了傳統實驗儀器和實驗方式的某些弊端，實現了信息技術與常規教學、探究性實驗的結合。

在中學物理新課程教材中，不少教學模塊中都有數據采集、分析處理、實驗教學探究等內容的應用，中學物理教師能實際操作數字化實驗儀器，是一項必需掌握的教學技能。

下午培訓機構的教師分別演示了牛頓第三定律、法拉第電磁感應定律、等用傳統實驗器材做起來現象不是很明顯的實驗，用數字化實驗演示時效果非常明顯，使用起來也非常方便。第二天的實際操作中也是如此，甚至有些較為復雜的計算過程也都由計算機軟件代替了，為學生對實驗過程的探究節省了時間。

培訓結束后，與同時培訓的物理老師進行了交流，了解一下老師們對數字化實驗的感受。老師們對數字化實驗的感覺總結一下有下面幾點：

（1）數字化實驗室中的傳統測量儀器大多以傳感器測量儀器來代替，而我們的課本上講的都是傳統測量儀器的使用方法，注意事項，如果使用數字化實驗器材如何解決課本和實驗過程中的沖突問題怎么解決。不過數字化實驗傳感器也有它的獨到之處，比如可以用微電流傳感器來測量閉合線圈切割地磁場時產生的感應電流。這樣就可以很好的提高學生對物理實驗課的興趣。

（2）數字化實驗輸出終端，也就是電腦上帶有做實驗時采集數據的專用軟件，這些專用軟件一般都可以做到只輸入數據就可以得出結論，而忽略了中間各物理量之間的關系，而物理實驗要求注重實驗的過程，所以這種面向結果的實驗器材對學生而言是利大于弊，還是弊大于利。或者說我們如何更好的利用數字化實驗室提高物理實驗教學是不久將來所有物理老師要面對的新挑戰。

總之，通過這次培訓，我對數字化實驗室有了一些了解，我們既需要操作方便，且實驗現象明顯的實驗儀器，又不想拿到的僅僅是面對實驗結果的“傻瓜式”實驗系統，教育之路任重而道遠，而提高物理實驗教學水平是物理教學中很重要的部分。所以我們期待數字化實驗室能幫助教師提高物理實驗教學水平。

門源縣二中 ***

2012-6-13