发电厂电气部分课程

实验报告

姓     名：李开卷

学     号：6100312199

专业班级：电力系统及其自动化124班

二、具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验

   一、实验目的

1、掌握具有灯光和音响监视的断路器控制回路的工作原理、电路内含的功能特点。

2、理解为使具有灯光和音响监视的断路器控制回路能安全可靠地工作，电路所必须满足对回路监视的基本要求。

3、了解控制开关的触点图表及开关在电路中的应用，掌握具有灯光和音响监视控制回路的接线和动作试验方法。

二、原理说明

具有灯光和音响监视的断路器控制回路如图13—1。控制开关也是封闭式万能转换开关LW₂—W—2/F6。与图12—1不同的是，该图在原红、绿两灯的位置中接入合闸位置继电器（简称合位继电器）HWJ和跳闸位置继电器（简称跳位继电器）TWJ。断路器的操作过程如下：

当断路器处于跳闸状态时，跳位继电器TWJ线圈、QF常闭辅助触点和HC线圈组成通路，由于TWJ线圈电阻远大于HC线圈电阻，所以TWJ动作，其常开触点接通了绿灯LD回路，绿灯发光，指示断路器在跳闸位置。当断路器处于合闸位置时，合位继电器HWJ线圈、QF常开辅助触点和TQ线圈组成通路，HWJ也因线圈电阻远大于TQ电阻而动作，其常开触点接通了红灯HD回路，红灯发光，指示断路器处于合闸位置。其它动作过程与图12—1相似。这里不再叙述。

控制电路图13—1具有失电及回路断线报警功能：当断路器控制回路熔断器1FU（2FU）熔断时，当断路器合闸后HWJ线圈断线或分闸后TWJ线圈断线时，HWJ和TWJ线圈失电，其常闭触点闭合，其常闭触点接通了光字牌GP回路。GP左侧接通冲击继电器XMJ，预告音响装置XMJ脉冲变压器BL的一次回路接通电源正极，GP右侧联接电源负极。于是警铃发声，预告故障的存在；另外，在发声的同时光字牌GP也通电而发光示字，告知故障的性质。

 

图13—1  具有灯光和音响监视的断路器控制回路

HWJ和TWJ是中间继电器，线圈的电阻很大，串接在跳、合闸回路中短路的可能性很小，所以不会影响断路器的动作。HWJ和TWJ的触点对数很多，可以代替断路器的辅助触点使用在不重要的回路中。

图13—1所示控制回路和图12—1所示回路一样不能装设闪光信号，其事故音响信号回路一般通过信号继电器的触点来接通。

三、实验设备

四、实验步骤和要求

1、根据直流接触器、跳闸线圈、合闸线圈、信号指示灯、合位及跳位继电器的技术参数选择操作电源的电压。

2、按图13—1具有灯光和音响监视的断路器控制回路进行安装接线。

3、检查上述接线的正确性，确定无误后，接入直流220伏电源进行控制回路动作试验，通过操作与观察，深入理解具有灯光和音响监视的断路器控制回路中，各元件及接点的作用和电路动作过程。

五、注意事项

注意事项详见前面的操作规程。

六、实验报告

在安装接线动作试验结束后，认真分析控制回路的动作过程及音响装置的起动原理，结合上述思考题写出实验报告。

表13－1

七、预习与思考

1、具有灯光和音响监视的断路器控制电路中，是如何监视回路本身的完整性和操作电源的正常性？

答：如果按正确的操作，红、绿信号灯发光正常，且音响也正常，则证明了回路的完整性和操作电源的正常性。

2、在控制回路中增加合闸位置继电器和跳闸位置继电器对提高控制电路的性能有哪几方面积极意义。

答:提高了运行的安全性，提高了经济性。

3、在断路器控制电路中是否具备确保断路器分、合闸线圈短时通电的工作状况。

答：具备。

4、在灯光和音响监视的断路器控制电路中，是否能保证断路器既可用控制开关来进行分、合闸操作，又可用继电保护和自动装置来进行分、合闸操作？

答：能保证

5、在图3—1控制电路中红灯、绿灯的工作特性与图2—1中的是否有区别？

答：图2—1不同的是，该图在原红、绿两灯的位置中接入合闸位置继电器（简称合位继电器）HWJ和跳闸位置继电器（简称跳位继电器）TWJ。

6、光字牌是通过什么原理来指示故障的位置的。

答：当断路器控制回路熔断器1FU（或2FU、两个同时熔断的可能性很小，但是分析结果是一致的）熔断后， HWJ合闸位置继电器线圈和TWJ跳闸位置继电器线圈失电，它们的常闭触点此时同时发生瞬时闭合，其常闭触点接通了光字牌GP回路。GP左侧接通冲击继电器XMJ，预告音响装置XMJ脉冲变压器BL的一次回路接通电源正极，GP右侧联接电源负极。结果警铃发声，预告掉电故障的存在；另外，在发声的同时光字牌GP也通电而发光示字，告知故障的性质。

八、心得与体会

本次试验中，我们组发现同样是手动合闸操作，㈠人工顺时针旋转开关，发现电铃发响示警，㈡按手动合闸按钮，电铃没有发响示警。在模拟断路器掉电时，常闭触点HWJ与TWJ闭合，使得回路①220V(+)—XMJ—电流表—HWJ—TWJ—GP—220V(-)接通，由于冲击继电器XMJ的动作，使GHJ动作，从而辅助触点GHJ1-9闭合，所以回路②220V(+)—结点7—GHJ1-9—结点2——ZJ—结点10—SB—2202V(-)接通,从而ZJ动作，使辅助触点ZJ2闭合，故回路③220V—ZJ2—电铃JL—220V(-)接通，故电铃发出响声示警，以上是电铃响的原理，我们组出现上述结果的原因是回路①②③动作需要反应时间，相互之间有时间差，若回路①②③都来得及动作，则出现结果㈠，若回路①②来得及动作，③来不及动作，则出现结果㈡。，以上是我们小组在实验过程中遇到并解决的问题。通过本次试验，我们组的成员在实践中更加深入的理解了具有灯光和音响监视的断路器控制回路理论知识，非常感谢老师的悉心指导。

九、参考资料

[1]      熊信银，朱永利.发电厂电气部分（第三版）.北京:中国电力出版社，2002

[2]  刘介才，工厂供电 (第三版) 水利电力出版社 2003

第二篇：20xx华北电力大学发电厂经济运行课程设计实验报告

 

课程设计报告

(  20## -- 20##年度第二学期)

名    称：  发电厂课程设计   

院    系：电气与电子工程学院

班    级：                  

学    号：                  

学生姓名：       小明        

指导教师：                   

设计周数：       两周       

成    绩：      100分              

          

日期：20##年7月8日

一、程序流图

 

二、源程序及其程序中的符号说明集

2.1 实验一：多时段经济调度数学模型

2.1.1无备用时机组经济调度

2.1.1.1线性规划模型

目标函数：

Min  F=400*P₁₁+400*P₁₂+340*P₂₁+340*P₂₂

(1)系统有功功率平衡等式约束

P₁₁+P₂₁=400

P₁₂+P₂₂=700

(2)机组最小和最大功率约束

100<=P₁₁<=600

100<=P₁₂<=600

100<=P₂₁<=400

100<=P₂₂<=400

 (3)升降功率速度约束

-200<=|P₁₂- P₁₁|<=200

-200<= |P₂₂-P_21|<=200

2.1.1.2 转化为标准形式的线性规划的数学模型

目标函数：

Min F=400*P₁₁+400*P₁₂+340*P₂₁+340*P₂₂

(1)系统有功功率平衡等式约束

P₁₁+P₂₁-400=0

P₁₂+P₂₂-700=0

(2)机组最小和最大功率约束

100<=P₁₁<=600

100<=P₁₂<=600

100<=P₂₁<=400

100<=P₂₂<=400

(3)升降功率速度约束

P₁₂-P₁₁ <=200

P₁₁-P₁₂<=200

P₂₂-P₂₁ <=200

P₂₁-P₂₂<=200

2.1.1.3符号说明集

P₁₁：机组1在1时段有功输出

P₁₂：机组1在2时段有功输出

P₂₁：机组2在1时段有功输出

P₂₂：机组2在2时段有功输出

F：总成本

2.1.1.4源程序

f=[400 400 340 340 ]';

A=[1,-1,0,0;-1,1,0,0;0,0,1,-1;0,0,-1,1];

b=[200 200 200 200]';

Aeq=[1 0 1 0

     0 1 0 1];

 beq=[400 700]';

lb=[100 100 100 100]';

ub=[600 600 400 400]';

[x,fxal]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)

2.1.2有备用时机组经济调度

2.1.2.1线性规划模型

目标函数：

Min  F=400*P₁₁+40*p₁₁+400*P₁₂+40*p₁₂₊340*P₂₁+34*p₂₁₊340*P₂₂₊34*p₂₂

(1)系统有功功率平衡等式约束

P₁₁+P₂₁=400

P₁₂+P₂₂=700

p₁₁₊p₂₁=40

p₁₂+p₂₂=70

(2)机组最小和最大功率约束

100<=P₁₁+ p₁₁<=600

100<=P₁₂+ p₁₂<=600

100<=P₂₁+ p₂₁<=400

100<=P₂₂+ p₂₂<=400

p₁₁>=0

p₁₂>=0

p₂₁>=0

p₂₂>=0

 (3)升降功率速度约束

-200<=|P₁₂-P_11|<=200

-200<=|P₂₂-P_21|<=200

2.1.2.2 转化为标准形式的线性规划的数学模型

目标函数：

Min  F=400*P₁₁+40*p₁₁+400*P₁₂+40*p₁₂₊340*P₂₁+34*p₂₁₊340*P₂₂₊34*p₂₂

 (1)系统有功功率平衡等式约束

P₁₁+P₂₁-400=0

P₁₂+P₂₂-700=0

 (2)机组最小和最大功率约束

100<=P₁₁<=600

100<=P₁₂<=600

100<=P₂₁<=400

100<=P₂₂<=400

p₁₁>=0

p₁₂>=0

p₂₁>=0

p₂₂>=0

p₁₁₊p₂₁-40>=0

p₁₂+p₂₂-70>=0

(3)升降功率速度约束

P₁₂-P₁₁ <=200

P₁₁-P₁₂<=200

P₂₂-P₂₁ <=200

P₂₁-P₂₂<=200

2.1.1.3符号说明集

P₁₁：机组1在1时段有功输出

P₁₂：机组1在2时段有功输出

P₂₁：机组2在1时段有功输出

P₂₂：机组2在2时段有功输出

p₁₁：机组1在1时段备用

p₁₂：机组1在2时段备用

p₂₁：机组2在1时段备用

p₂₂：机组2在2时段备用

F：总成本

2.1.2.4源程序

f=[400,40,400,40,340,34,340,34];

A=[-1 0 1 0 0 0 0 0

    1 0 -1 0 0 0 0 0

    0 0 0 0 -1 0 1 0

    0 0 0 0 1 0 -1 0

    0 -1 0 0 0 -1 0 0

    0 0 0 -1 0 0 0 -1

    1 1 0 0 0 0 0 0

    0 0 1 1 0 0 0 0

    0 0 0 0 1 1 0 0

    0 0 0 0 0 0 1 1];

b=[200 200 200 200 -40 -70 600 600 400 400]';

Aeq=[1 0 0 0 1 0 0 0

     0 0 1 0 0 0 1 0];

 beq=[400 700]';

lb=[100 0 100 0 100 0 100 0]';

ub=[600 100 600 100 400 100 400 100]';

[x,fxal]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)

2.2 实验二：单时段安全约束经济调度数学模型

2.2.1线性规划模型

变量：P₁ ,P₂,Pl_1,Pl₂,Pl₃

目标函数

Min F=500*P1+400*P2

(1)系统有功功率平衡等式约束

P₁+P₂=200MW

 (2)机组最小和最大功率约束

20<=P₁<=100

50<=P₁₂<=200

 (3)线路传输容量约束

-150<=（-0.5*P1-0.25*P2）<=150

-120<=(-0.5*P1-0.75*P2)<=120

-130<=(0.5*P1-0.25*P2)<=130

2.2.2 转化为标准形式的线性规划模型

目标函数

Min F=500*P₁+400*P₂

(1)系统有功功率平衡等式约束

P₁+ P₂-200=0

（2）机组最小和最大功率约束

20<=P₁<=100

50<=P₁₂<=200

 2.2.3符号说明集

P₁：机组1有功输出

P₂: 机组2有功输出

Pl₁:线路1潮流

Pl₂:线路2潮流

Pl₃:线路3潮流

2.2.4 源程序

f=[500 400]';

A=[-0.5 -0.25

    -0.5 -0.75

    0.5 -0.25

    0.5 0.25

    0.5 0.75

    -0.5 0.25];

b=[150;130;130;150;130;130];

Aeq=[1 1];

beq=[200];

lb=[20 50]';

ub=[100 200]';

[x,fxal]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)

三、程序计算结果

3.1.1无备用时功率分配计算结果

3.1.2 有备用时功率分配计算结果

3.2单时段安全约束经济调度计算结果

3.3.1 无备用时机组运行及发电成本

3.3.2 有备用时机组运行及发电成本

四、思考题

1. 如果不考虑机组升降出力速度，优化结果有何不同？

    结果变化：当不考虑机组升降出力速度时，由计算结果可以看出，各个数据在数值上变化几乎为零，所以机组升降出力速度对题设情况的优化结果没有影响。

原因分析：题设情况下进行优化时，机组升降出力速度的优化结果并未达到上下限，此时，机组升降出力速度的约束并未对优化结果产生影响，因而，不考虑机组升降出力速度，优化结果不变。

2.算例2中，如果降低线路传输容量，优化结果有何不同？

结果变化：降低线路1传输容量至70及以下时才会对结果产生影响，使得机组1的发电量下降且机组2的发电量上升，降低线路2的传输容量130以下使得机组1发电量上升机组2发电量下降，降低线路3的传输容量10以下使得机组1发电量下降，机组2发电量上升。

原因分析：机组1和机组2分别通过线路1和线路3向负荷供电，当降低线路容量大于最优安全约束下机组功率分配时，对机组功率分配无影响，当降低线路容量小于安全约束下机组功率分配，意味着不等式约束不满足，应另求最优解，此时与越限线路相邻的机组应少发电，少发电量由其他机组补充，两台发电机之间的线路由于两发电机发电量传输的方向相反，往往传输电量较少，此时可以降低线路传输容量至较小数值，直到小于最优解情况下该线路传输电量才会产生影响。

3. 通过这个课程设计，你有哪些收获？对该课有何建议？

通过这个课程设计我开始接触到matlab这个强大的软件，学习它并且应用它，使用matlab强大的计算功能，利用linprog函数进行线性规划，并且尝试利用matlab进行绘图。在此过程中我又复习了《发电厂经济运行》和《电网运行技术》，并学以致用，使得在课上学到的知识体会更深，真正安排发电机组发电，考虑安全和经济约束，得到最优的发电机组的功率分配和最小的购电成本。不管在今后的学习还是工作中都有很大帮助。

建议：使用matlab画图时有些困难，建议以后老师多教一些使用matlab画图的技巧。