高电压技术实验指导书

高电压技术实验指导书贺州学院机械与电子工程学院电气工程教研室二〇一四年五月前言电力系统中60%以上的停电事故都是由电气设备的绝缘缺陷引起的，而设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期，在这个期间，绝缘材料会发出各种物理、化学等方面的信息。这就需要我们试验人员在工程交接或者设备运行过程中，通过各种试验方法去取得各种不同电气设备在不同时间的数据信息，并通过规程的要求来判断其能否投入运行或者能否继续运行。预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。预防性试验规程是电力系统技术监督工作的主要依据，对电力生产起到了重要的作用。本门实验课程旨在使学生建立高电压试验的基本概念，掌握高试的分类和基本方法，以及高压情况下电力系统中特有的现象，从而更好地适应今后的工作和学习。本书作为贺州学院电力工程基础实验用书，内部资料，请勿扩散。由于编者水平有限，加之时间仓促，本实验指导书疏误之处在所难免，敬请各位专家读者批评指正。2014年5月7日

目录前言 -1-实验一 高压试验的认识和分类实验 -1-实验二 PSASP的安装、界面认知和简单参数设置实验 -5-实验三 PSASP各元件数据的录入实验 -9-实验四 9节点3机系统建模实验 -11-实验五 9节点3机系统潮流计算实验 -15-实验六 短路计算实验 -20-实验七 兆欧表的使用和变压器的绝缘电阻、吸收比测量 -23-实验八 微机防误闭锁系统操作实验 -25-附录一九节点系统参数一览表 -28-高压试验的认识和分类实验实验目的与要求了解高压试验的目的和意义；掌握高压试验的分类；掌握预防性试验和破坏性试验的内容和试验方法。实验类型验证型实验原理及说明预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。预防性试验规程是电力系统技术监督工作的主要依据，随着对供电可靠性要求的提高，新设备大量涌现，带电测试、在线监测技术不断进步，为减少定期停电时间，提高设备可用率，促进状态监测（检测）技术开展，适应管理与设备的实际情况，结合电力设备管理现状，充分考虑未来发展需求，对电力设备预防性试验工作提出了越来越高的要求。设备绝缘缺陷的分类：集中性缺陷：绝缘局部损伤。分布性缺陷：绝缘整体老化、劣化和受潮等。绝缘预防性试验的目的：发现设备绝缘中隐藏的缺陷，给设备检修提供依据，防止设备在运行中损坏，造成更大的损失。试验分类可分为以下两大类：非破坏性试验非破坏性试验所加试验电压Us低于设备额定电压，测定电气设备绝缘的某些电气参数及其变化情况，从而判断设备绝缘健康状况。常见的有绝缘电阻R∞、吸收比K、泄漏电流I∞、介质损耗角正切值tgδ、绝缘油中溶解气体的色谱分析等。破坏性试验破坏性试验是根据设备运行过程中可能出现的过电压对绝缘进行试验，由于所加试验电压US高于设备额定电压，所以试验过程可能造成设备的损坏。试验原则先做非破坏性实验，再做破坏性实验。实验仪器323。实验内容和步骤绝缘电阻和吸收比测量绝缘电阻是反映电气设备绝缘性能的基本指标之一，利用兆欧表测量绝缘电阻和吸收比，是最简单而常用的非破坏性试验；在直流电压作用下，流过电介质的电流时逐渐衰减的（即存在吸收过程）。对于一般设备，加压一分钟极化过程基本结束，所以我国规程规定：通常加压60s后的电阻数值或稳定值，作为工程上的绝缘电阻值。试验结果分析测量结果不论是绝缘电阻或吸收比都只是参考性的，如果不满足允许值，则绝缘中肯定存在缺陷，如绝缘内部有集中性导电通道，或绝缘受潮、脏污，特別是受潮，最易出现。如果满足了允许值，也还不能肯定绝缘是良好的，还要与历次测量结果比较，与处于同一运行条件下的不同相测量结果比，不应有太大的差別，否则应查明原因。对于吸收比，我国电力行业标准DL/T596-1996，即电力设备预防性试验规程规定，电力变压器及大型发电机凡采用沥青浸胶及烘卷云母绝缘者，K值不应小于1.3，P值应不小于1.5；大型发电机当采用环氧粉云母者，K不应小于1.6，P值应不小于2.0。发电机容量在200MW及以上者推荐测量P值。；泄漏电流测量泄漏电流测量原理与测绝缘电阻相同，都是对被试品施加直流电压，测量绝缘的电导特性。当泄漏电流试验所加电压尚低时，由泄漏电流换算的绝缘电阻与兆欧表测量结果基本相符。泄漏电流试验过程对被试品所加的电压较高，因此，更易于发现尚未完全贯通的集中性缺陷或其他弱点，所以测试灵敏度比兆欧表更高。泄漏电流测量通常结合直流耐压试验同时进行。试验前先根据规定确定设备试验电压Us，升压过程是分段进行的，如升高至0.25Us、0.5Us、0.75Us、Us下，分别停留1min，读取泄漏电流值，它不应随时间延长而增大；试验结果判断方法在规程中，对有些设备的泄漏电流允许值作了规定。对有些设备的泄漏电流值并不作具体规定，但要求和上次试验结果作比较，或三相之间进行比较。两次结果比较应经换算在同一温度下进行。试验结果可以跟允许值比较，也可把试验结果的泄漏电流和试验电压画成曲线，然后根据所画曲线判断绝缘状况。介质损耗角正切值测量介质的有功损耗用P表示，但P与试品尺寸、外加电压大小有关。介质在交流电压作用下，流过的电流包含有功分量和无功分量，tgδ为有功电流分量和无功电流分量的比值，在一定的电压和频率下，介质中的交流电流有功分量越大，tgδ越大，表明介质的有功损耗越大。对于均匀介质或单一介质，tgδ反映单位体积的有功损耗，它与绝缘的尺寸大小无关。由于有功电流分量通常很小，所以tgδ很小，tgδ≈δ≈sinδ。预防性试验中测量tgδ，可反映出绝缘的普遍受潮和老化现象。西林电桥试验。图中：ZX——被试品CN——无损耗标准电容器（真空，约50pf）R3——可调无感电阻Z4——无感电阻R4与可调电容C4并联试验结果分析结果判断方法与前面几个试验相同，试验结果应不大于规程标准值。除了与规定值比较外，还需要与同类产品比及与历次测量结果比较，不应有明显的增大，否则就必须进行处理，以免运行时发生事故。当试验电压和频率一定时，tgδ值受温度影响较大。为了便于比较，两次试验最好在同温度下进行。当温度在10～30℃间变化时，tgδ与温度的换算公式如下：耐压试验耐压试验是考核设备在运行中承受各种过电压能力的有效办法。耐压试验易于揭露试品中隐藏的缺陷，为避免试验时设备的损坏，耐压试验应在一系列非破坏性试验合格后进行。耐压试验分工频、直流、冲击、变频谐振耐压试验等几种。这里只介绍工频、直流和变频谐振耐压试验。工频耐压试验工频耐压试验可准确地考验绝缘裕度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。合理选择试验电压很重要，试验电压太低，对试品考验不严格，试验电压太高，对试品造成破坏。直流耐压试验直流耐压试验的特点（与交流耐压试验相比）设备较轻便。对绝缘的损伤较小。这是因为：①介质损耗较小；②局部放电较弱可同时测量泄漏电流，制作伏安特性曲线（分级逐渐升高电压，分别读取加压1分钟时相应的泄漏电流）。更能发现电机端部的绝缘缺陷。但是，直流耐压试验不如交流下接近于真实。故两者应配合使用。变频谐振耐压试验对于交联聚乙烯（XLPE）绝缘交流电缆，适宜采用变频谐振耐压试验的方法，因为直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同。局部放电测试高压设备绝缘内部难免存在气泡、空隙、杂质和污秽等，在运行中这些缺陷还会发展。当外施电压达到一定数值，这些部位的场强超过了该处物质的游离场强，该处物质就产生游离放电，称之为局部放电。电源通过低通滤器将工频电压作用于试品上，当试品中发生局部放电时，其放电脉冲通过耦合电容Ck耦合到检测阻抗Zm上，再经过放大器A将脉冲信号放大后送入测量仪器M，从而读出所需局部放电特性参数。作为发现绝缘内部隐患的灵敏有效的方法，局部放电测试具有广泛的前景。绝缘油试验绝缘油是变压器、断路器、互感器、充油套管等电气设备的绝缘材料。新油注入电气设备前，应进行全面的理化分析试验和电气性能试验，合格后才能投入使用。运行中的油应定期进行理化分析试验、电气性能试验和油中可溶性气体的气相色谱分析，以及时发现设备中存在的缺陷。绝缘油的主要性能指标包括：酸值和酸碱反应闪点机械杂质油的电气强度试验油的介质损失角正切值tgδ注意事项一次试验完毕，至少接地放电5min，才能进行下一次测量。思考题比较泄漏电流测量时，微安表在高压侧和低压侧的优缺点分别是什么？工频交流耐压试验和直流耐压试验各自的优缺点是什么？PSASP的安装、界面认知和简单参数设置实验实验目的与要求了解电力系统综合程序（PSASP）的界面特色及其功能；掌握PSASP的安装方法；掌握初步应用PSASP简单的参数设置方法。实验类型验证型实验原理及说明“电力系统分析综合程序”(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage，PSASP)是一套历史长久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开放具有我国自主知识产权的大型软件包。数据特点和分类其一是以数据库作支持，将电气上有联系的电网数据存放在一个目录中，大大提高了数据的共享性，减少了冗余度，同时便于历史数据的保留和比较。其二是根据物理特性和计算需要将数据加以分类：第一类是基于物理特性的电力系统元件库及元件公用参数库。这一部分是电力系统分析计算的基础数据，称之为基础数据。这些数据比较稳定，且与执行什么计算无关。第二类是根据不同计算的需要，与计算密切相关的数据，称之为计算数据。如：与特定运行方式相对应的潮流数据（根据方案定义从基础数据库中提取）；暂态稳定计算所需的控制信息，故障信息等，这部分数据多是些临时性的控制信息数据，需要不断地调整和修改。第三类是各种计算结果的数据，称之为结果数据，这部分数据与执行什么计算相关。第四类是作为扩充PSASP功能的用户自定义(UD)模型及其参数库，称之为用户自定义模型数据。这部分虽然与执行什么计算有关，如有潮流计算的UD模型和暂稳计算的UD模型之分，但它一次建好，可为多个电网所使用，因此是非常稳定的，几乎与计算程序一样。此外，为了提高计算的效率及便于在图上显示各种计算结果，PSASP7.0版还增加了实时数据库。实验仪器323。实验内容和步骤安装PSASP；熟悉PSASP的界面，理解PSASP的基本功能。学习PSASP的基本数据结构和分类方法，以及各个元件的基本参数。新建、打开、保存、关闭工程文件。点击“电力系统分析综合程序”程序组中的“PSASP7.0”项或直接双击桌面上的“PSASP7.0”快捷方式图标，弹出PSASP7.0主窗口。新建工程：选取菜单“工程|新建…”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，弹出新建工程对话框：在该对话框中，选择工程存放的路径，并给出对应的工程名（工程以自己名字命名），之后点击“保存”按钮，即可新建一个工程。点击“取消”按钮，则取消新建工程操作。打开工程：选取菜单“工程|打开工程…”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，弹出打开工程对话框：在该对话框中，选择要打开的工程文件（后缀为“pro”），之后点击“打开”按钮，即可打开所选择的工程。点击“取消”按钮，则取消打开工程操作。保存工程：选取菜单“工程|保存工程”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，保存当前打开的工程。最近打开的工程：选取菜单“工程|最近打开的工程”项，列出了最近打开的3个工程，直接选择可快速打开相应的工程。PSASP7.0每次启动时，会自动打开上次打开的工程。关闭工程：选取菜单“工程|关闭工程”项，即可关闭当前打开的工程。设定系统基准容量系统基准容量是换算系统标幺值数据的基准。在给定数据目录后，所要计算的电力系统就确定了，从而该系统的基准容量也就给定了。若在该目录下已建立了一些以系统基准容量为基准的标幺值数据，则该系统基准容量不能改变，因为数据库的数据与该基准容量有关。修改系统基准容量时，程序将给出警告提示，若做了修改，须自行修改已有的相关数据。选取菜单“工程|工程信息”项，即可弹出工程信息设置对话框：在该对话框中可填写系统的基准容量。此外，还可以给出工程的描述说明信息，设置工程的密码等。在数据浏览对话框的“汇总”页面，显示了系统基准容量，如下图：注意事项因为数据库的数据与该基准容量有关，若修改系统基准容量，须自行修改已有的相关数据。思考题为什么说“母线数据库是首先要建立的基本数据”？基础数据分为哪两个数据库？这两个数据库的基本作用分别是什么？PSASP各元件数据的录入实验实验目的与要求了解PSASP各元件数据的特点。掌握PSASP的数据组(Group)的设计和应用方法。掌握基础数据的建立和编辑方法。实验类型验证型实验原理及说明基础数据的建立和编辑方法有以下四种：对话框录入：在PSASP7.0集成环境中，点击菜单条中的“元件数据”，便弹出基本元件数据库子菜单。图形方式：在绘制电力系统单线图/厂站主接线图各元件的同时，即可建立和编辑各元件的数据。具体分为以下两种情况：在绘制某一元件时，若基础数据库中不存在该元件对应的数据，则程序会自动根据该元件的连接关系，自动添加该元件对应的数据。双击图上的某一元件或右键点击某一元件，选取“数据”菜单项，即弹出对应元件的数据编辑对话框，从而可填写或修改各项数据。数据升级转换：对于初次使用PSASP7.0版的老用户，可通过数据升级转换程序(在程序组“电力系统分析综合程序(PSASP)”中点击“数据升级转换”项进入)，将PSASP各种低版本的数据以及BPA格式数据等自动转换成PSASP7.0版的数据库，从而实现数据升级。从其他目录导入：为了实现PSASP7.0以上版本数据间的方便共享，可通过从其他目录导入功能，导入其他目录的基础数据库、公用参数库、单线图、地理位置接线图等数据图形信息。实验仪器323。实验内容和步骤进入PSASP系统，打开“实验二”中以保存的以自己名字命名的工程；参数设置：点击“元件数据”，依次选择需要设置的数据类型，对一个9节点的3机系统各个部分的参数进行设置，各元件参数见“附录一：九节点系统参数一览表”，具体实验步骤为：建立区域数据；建立分区数据；建立母线数据；建立交流线数据；建立量绕组变压器数据；建立发电机及其调节器数据；建立负荷数据。数据组管理：在“元件数据”菜单中，点击“数据组管理”项，即进入以下窗口，可以对基础数据库中的元件进行数据组的删除、复制、重命名及合并等操作。注意事项在进行数据录入时，对于基本参数相近的元件参数，可以在“数据浏览”界面下使用“复制”、“粘贴”加快数据录入。在“数据浏览”界面下，点击“”可以弹出元件数据对话框，以方便元件数据录入。思考题PSASP有哪几种数据录入方式？以图形方式录入数据时，在绘制电力系统单线图/厂站主接线图各元件的同时，怎么编辑该元件的数据？9节点3机系统建模实验实验目的与要求掌握PSASP建模的基本方法。学会PSASP单线图的绘制方法。实验类型验证型实验原理及说明9节点系统单线图如下：以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线STNB-230处的负荷增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230和STNB－230之间增加一回输电线，增加发电机3的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示。针对该系统，我们要进行新增改造前后系统的分析，分别进行潮流计算，短路计算，暂态稳定的计算，并用报表方式和图形方式输出结果，并对结果进行分析。实验仪器323。实验内容和步骤进入PSASP系统，打开“实验三”中以保存的以自己名字命名的工程；右键单击“单线图”，新建一个单线图；绘制单线图：在该单线图编辑窗口中，可在绘制各种元件(母线，发电机，负荷，交流线，变压器)的同时，建立其相应的数据。该系统的单线图绘制完毕，也就完成了数据的建立。由于该系统的数据，已经在“实验三”中，以文本方式下已经建好，因此在绘制了每个系统元件后，不会再弹出相应的数据录入窗口，只需在绘制元器件后从弹出的窗口选择相应的信息即可。母线：首先绘制母线，如发电2，母线必须在其连接的元器件绘制之前绘制。从菜单“元件”中选取“母线”或者在工具箱中点击“绘制母线”按钮，此时鼠标形状变为母线形状；移动鼠标至合适的起点，按下鼠标左键－拖曳鼠标至终点―松开鼠标左键，此时弹出一个对话框，要求指定该母线的名称，该窗口中的下拉组合框列出所有存在于数据库中但尚未绘制的母线名，可以选取母线名，也可以输入新的母线名；如选中发电2。指定母线名后，若点击“取消”按钮，则取消此次绘图操作；若点击“确定”按钮，此时若数据库中已有该母线的数据，则该次绘图操作完成；否则弹出该母线的数据窗口，在数据窗口中建立新数据，完成此次绘图操作。发电机：从菜单“元件”中选取“发电机”或者在工具箱中点击“绘制发电机”按钮，此时鼠标形状变为发电机形状；移动鼠标使鼠标中的小十字形位于某一母线上，如发电2，按下鼠标左键―拖曳鼠标至合适位置松开鼠标左键，完成发电机的绘制。注意：由于一个母线只挂一台发电机，因此画发电机时，无须指定发电机编号。其他和发电机类似的单端元器件绘制类似，只是在绘制完后需在弹出菜单中选择编号。双端元件交流线、两绕组变压器都属于双端元件，这几种元件的共同特点是：它们的起点和终点必须分别连在某条母线上，绘制此类元件之前，必须首先绘制其两侧母线。此类元件可由多段首尾相连的水平或竖直线段组成，其中交流线和直流线最多可由七段线组成，两绕组变压器和移相变压器最多可由三段线组成。现以交流线为例说明双端元件的绘制步骤：从菜单“元件”中选取“交流线”或者在工具箱中点击“绘制交流线”按钮，此时鼠标形状变为交流线形状；移动鼠标使鼠标中的小十字形位于某一母线内，按下鼠标左键―拖拽鼠标，若想在某处拐弯，则须点击鼠标右键（不要松开左键），继续拖拽―在某点松开鼠标左键（不必拖拽至某一母线上），此时弹出一个对话框，要求指定该交流线的编号，该窗口中的线路编号下拉组合框列出所有存在于数据库中但尚未绘制的交流线编号。默认情况下，程序认为绘制时鼠标所在母线为I侧母线，而线路终点为J侧母线，因此这时“I侧母线”下拉组合框中只有一条母线，而“J侧母线”下拉组合框中则列出全部已绘制的母线名候选。此时若欲绘制的交流线数据不存在，需在“线路编号”下拉组合框中输入线路编号（不得与已有编号重复），并在“J侧母线”下拉组合框中指定J侧母线名。若此时点击“IJ侧互换”按钮，则将I侧母线名和J侧母线名互换，而且J侧母线名固定，I侧母线名可选。若欲绘制的交流线数据已经存在，则先在“线路编号”下拉组合框中选取线路编号。此时，若数据库中该交流线的I侧母线与绘制时指定的I侧母线一致，则J侧母线名自动出现于“J侧母线”下拉组合框中；若两者不一致，则有两种可能：第一种可能：绘制交流线时，起点所在母线为数据库中该交流线的J侧母线，这种情况下只需在该窗口中点击“IJ侧互换”按钮，此时I、J侧母线名互换，“J侧母线”下拉组合框内容固定，为绘制时起点所在的母线，而“I侧母线”下拉组合框内容可选，指定线路编号后，线路的I侧母线会自动出现于“I侧母线”下拉组合框中；第二种可能：绘制交流线时，起点所在母线既不是交流线I侧母线，也不是其J侧母线，这种情况下应在窗口中点击“取消”按钮，取消此次绘图操作。指定线路编号后，若点击“取消”按钮，则取消此次绘图操作；若点击“确定”按钮，此时若数据库中已有该交流线的数据，则该次绘图操作完成；否则弹出该交流线的数据窗口，在数据窗口中建立新数据，完成此次绘图操作。有关其他元器件的绘制方法，请查看帮助文档。依照单线图的绘制方法，可按以下顺序完成该系统单线图的绘制。注意事项如果需要删除单线图中的元件时，如果不需要删除该元件的相关参数，则在下图所示对话框中选择“否”，否则元件等相关参数将会全部被删除。思考题哪些元件是双端元件？为什么绘制单线图时首先应该绘制母线？如果一段母线上需要连接多个设备，应该如何设置？9节点3机系统潮流计算实验实验目的与要求了解电力系统分析中潮流计算的相关概念。熟悉PSASP软件对潮流的计算过程。学会分析有关数据。实验类型验证型实验原理及说明潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，在《电力系统分析综合程序》(PSASP)中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。潮流计算的数学模型：潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型简写如下：F(X)=0为一非线性方程组其中：F=(f1，f2，，fn)T为节点平衡方程式；X=(x1，x2，，xn)T为待求的各节点电压。潮流计算的计算方法：对于非线性方程组问题，其各种求解方法都离不开迭代，因此，存在迭代是否收敛的问题。为此，在PSASP程序中开发了多种计算方法，供计算选择，以保证计算的收敛性：PQ分解法（PQDecoupled）牛顿法(功率式)（Newton(PowerEquation)）最佳乘子法（OptimumFactor）牛顿法(电流式)（Newton(CurrentEquation)）PQ分解法牛顿法（PQDecoupled-Newton）实验仪器323，仿真实验室。实验内容和步骤潮流计算作业基础方案的定义单击“元件数据”，选择“方案定义”，图形如下：点击“方案定义”后，弹出方案定义窗口。在弹出对话框中依次选择相应的数据组，填写方案名并点击描述按钮填写相关说明，具体定义方案如下：方案名数据组构成说明常规方式常规常规运行方式规划方式常规+新建规划运行方式潮流计算作业的定义和执行点击“功能控制”，选择“潮流”：进入潮流计算模式，点击“作业定义”按钮“”，弹出“作业定义”对话框：在弹出对话框中，填写“作业名”，选择“方案名”，点击“编辑”，定义潮流计算如下作业方案：潮流作业号方案名计算方法允许误差迭代次数上限电压上限电压下限1常规方式牛顿法功率式0.0001501.100.902规划方式PQ分解法0.0001501.150.95点击“刷新”按钮保存数据。在插入加密狗切加密狗安装正确的情况下，点击“计算”按钮，执行作业1的潮流计算。即可在潮流计算窗口中显示迭代过程。关闭该窗口，返回潮流计算信息窗口。作业2的操作同作业1。也可以在“批处理”单下定义潮流计算作业方案并且在“潮流计算”菜单下通过选择潮流作业方案一次计算多个潮流方案。若计算收敛，则计算成功，否则需检查数据和调整计算作业方案。潮流计算作业结果的输出报表输出：迭代成功后，点击“潮流结果”，再点击“报表输出”按钮进行如下设置：设置输出基本信息选择作业号；输出单位为有名值(kV/MW/Mvar)；分区输出为否。选择输出范围：点击“输出范围选择”按钮，选中全网，则不必再选其它项。输出方式：选报表或Excel报表。建议选择Excel报表，以便今后报告的编辑。选择报表输出的对象，选择变量，点击“输出”按钮，得到Excel格式的报表，将报表另存到指定目录中。图示化输出：迭代成功后，点击“图示化输出”按钮，进入图示化输出窗口，再点击工具条中的“开始”按钮，母线支路图示化：在图示化选择窗口中，选中“母线支路图示化”，点击“确定”按钮，弹出母线支路选择窗口，作如下设置：①设置输出基本信息选择作业号；输出单位为标幺值(p.u.)②选择开始母线在类型中选中“母线”图，再到母线栏中选定一个母线：如GEN1-230，确定退出后，即显示母线结果。③双击所连接的1号线，则显示该支路结果图。区域图示化：在图示化选择窗口中，选中“区域图示化”，点击“确定”按钮，弹出区域选择窗口，作如下设置：①设置基本信息选择作业号，如1；输出单位为标幺值(p.u.)。②选择开始区域选择区域，如1，点击“确定”按钮退出后，即显示该区域结果图。③分别将结果保存为图片形式并存放到指定文件夹。潮流结果图单线图上的潮流结果：在潮流单线图计算运行模式窗口中选择菜单“视图|潮流结果”项，弹出作业选择窗口；选择作业号为1，点击“确定”按钮，即显示作业1的潮流结果；分别将潮流数据和潮流结果保存为图片形式或导出为DXF格式并存放到指定的文件夹中。注意事项由于加密狗是进行计算的必备硬件，使用后要立刻归还；做迭代计算时，若计算结果不收敛，则需检查数据和调整计算作业方案。思考题常见的潮流算法有哪几种，其优缺点分别是什么？简述牛顿功率法的潮流计算方法。短路计算实验实验目的与要求了解电力系统分析中短路计算的相关概念。熟悉PSASP软件短路的计算过程。学会短路计算的分析有关数据。实验类型验证型实验原理及说明电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作·为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。假设系统有无限大的容量，用户处短路后，系统母线电压能维持不变，即计算阻抗比系统阻抗要大得多。具体规定：对于3~35KV级电网中短路电流的计算，可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。在计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略其电阻；对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也只计电抗而忽略电阻。短路电流计算公式或计算图表，都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器，一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。实验内容和步骤短路计算基础方案的建立基于潮流的短路基础方案定义：基于潮流的短路计算是以某一潮流计算结果为基础，因此其基础方案与潮流基础方案相同。短路作业号基于潮流潮流作业号计算功能说明1是1短路电流基于潮流作业1的全网三相短路电流计算。2是1短路电流基于潮流作业1的短路计算：逐个对区域1内各母线，按单相接地短路方式。3是1短路电流基于潮流作业1的短路计算：在线路1上距离I侧50%处发生AB两相短路。4是2短路电流基于潮流作业2的复杂故障短路计算：在线路6靠近STNB-230母线侧单相短路接地同时三相开关跳。5不基于潮流，基于方案“常规方式”不基于潮流的全网戴维南等值阻抗计算。短路计算作业的定义和执行：基于潮流的短路计算作业1点击“计算｜短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业1，②点击编辑，按上表填入作业信息。该作业表示以潮流作业1为基础，逐个对全网各母线，按ABC三相短路方式计算。③点击“计算”按钮，执行作业1的短路计算，弹出计算过程窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。④短路作业2、3、4方法同1。不基于潮流的戴维南等值阻抗计算作业5点击“计算｜短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业5，②该作业是不基于潮流的全网各母线戴维南等值阻抗计算。③点击“计算”按钮，执行作业5计算，弹出计算过程窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。短路计算作业结果的输出报表输出：计算结果的报表输出内容随着计算功能的不同而不同。对于短路电流计算，输出的报表内容有短路电流简表，短路电流分布系数，母线电压，支路电流，支路两端电压、电流及视在阻抗；对于戴维南等值阻抗计算，输出的报表内容为戴维南等值阻抗。作业1的报表输出。在文本环境窗口中，点击“结果”，下拉各种计算结果，再点击“短路”，即进入报表编辑输出窗口，①设置输出基本信息：作业号：分别为1~5；分区输出：否；单位：标幺值(p.u.)。②选择故障点：点击“故障点选择”按钮，弹出故障点选择窗口：根据短路计算定义的内容选择故障点。③选择输出范围：点击“输出范围选择”按钮，弹出输出范围选择窗口，选中全网，则不必再选其它项。④选择输出内容所选输出内容如下：(a)短路电流简表(b)短路电流分布系数(c)母线电压选中后，点击其后的“选择”按钮，在母线电压变量选择窗口中选择固定表1，点击“确定”按钮，确认后，返回原窗口。则母线电压的输出变量为：A相电压幅值A相电压相角B相电压幅值B相电压相角C相电压幅值C相电压相角以下各报表的变量选择过程与母线电压相同，在此不再重复。(d)支路电流选择支路电流的输出变量为：正序电流幅值正序电流相角⑤选择输出模式：选择Excel。⑥输出“选定短路计算作业(作业号)、故障点、输出范围、输出内容和输出方式之后，点击“输出”按钮，即可输出Excel报表。单线图上的短路结果对于前述的5个短路作业，除作业5戴维南等值阻抗计算外，其他4个作业（作业1，2，3，4）均可以在单线图上输出其结果。选择作业，在图形支持环境下的运行模式下，在视图/短路中选择作业号，如果在文本或图形方式下短路计算成功，可直接在图形上显示结果。注意事项由于加密狗是进行计算的必备硬件，使用后要立刻归还。作业5戴维南等值阻抗计算，故无法在单线图上输出结果。思考题标幺值的作用是什么，请简要说明？常用的短路计算方法有哪几种？比较各自的优缺点。简述戴维南等值阻抗进行短路计算的方法？

兆欧表的使用和变压器的绝缘电阻、吸收比测量实验目的与要求学习兆欧表的使用方法。掌握兆欧表测量变压器绝缘电阻的方法。掌握兆欧表测量变压器吸收比的方法。实验类型验证型实验原理及说明兆欧表又称摇表，是由高压手摇发电机及磁电式双动圈流比计组成，具有输出电压稳定，读数正确，噪音小，摇动轻，且装有防止测量电路泄漏电流的屏蔽装置和独立的接线柱。测量前应正确选用表计的规范，使表计的额定电压与被测电气设备的额定电压相适应，额定电压500V及以下的电气设备一般选用500～1000V的兆欧表，500V以上的电气设备选用2500V兆欧表，高压设备选用2500～5000V兆欧表。实验仪器312。实验内容和步骤兆欧表的使用前检查使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏：在检查确认兆欧表外观完好的情况下，在未接被试品时，先驱动净欧表，其指针可以上升到"∞"处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指到"0"处，符合上述情况说是兆欧表是好的，否则不能使用。使用兆欧表测量变压器绝缘电阻变压器的检测：测试前将变压器与其他电源可靠断开；将变压器外壳可靠接地；对变压器高、低压绕组逐相进行充分放电；将高、低压侧套管擦净。高压对低压及地的绝缘电阻测量把高压侧的三个桩头用短接线相连接低压侧的四个桩头用短接线相连接并用连接线接地；

用测试引线将测试仪“接地”端和低压桩头连接；手摇测试仪转速由低到高，达到120r/min后，将“电路”端测试引线接于测试桩头（高压端）；保持120r/min左右，读取15秒和1分钟绝缘电阻值，记录读数。记录读数后，先将“电路”端测试引线与测试桩头（高压端）分开后，再降低手摇测试仪转速至零；对配电变压器测试桩头（高压端）放电。低压对高压及地的绝缘电阻测量把高压侧的三个桩头用短接线相连接并用连接线接地；2、低压侧的四个桩头用短接线相连接；用测试引线将测试仪“接地”端和压桩头及接地连接；手摇测试仪转速由低到高，达到120r/min后，将“电路”端测试引线接于测试桩头（低压端）；保持120r/min左右，读取15秒和1分钟绝缘电阻值，记录读数。

记录读数后，先将“电路”端测试引线与测试桩头（低压端）分开后，再降低手摇测试仪转速至零；对配电变压器测试桩头（低压端）放电。绝缘电阻值的判断绝缘电阻就是指加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比。（在直流电压的作用下流过绝缘介质的总电流是电容电流、吸收电流和泄漏电流总和）。应根据配电变压器状况及测量时天气情况，综合分析，判断作出结论。当介质受潮、老化、表面脏污或有其他缺陷（如有裂纹、炭化、气泡等）时，绝缘电阻降低，可通过测量绝缘电阻大小来了解设备的绝缘情况。吸收比的判断把60秒和15秒时绝缘电阻的比值称为吸收比。吸收比一般要求不低于1.3。注意事项兆欧表的额定电压应与被测电气设备的电压相适应：即测试变压器高压和低压线圈应使用不同的兆欧表；对0.4kV侧线圈的绝缘施加交流2kV作为耐压试验电压，在60s内无击穿、闪络等异常情形，而10kV则是施加交流42kV作为耐压试验电压。所以测量高压对低压、高压对地及铁芯对地的绝缘电阻值应使用2500V，量程为2500MΩ以上的兆欧表。0.4kV侧的低压对地只能使用500V或1000V的兆欧表。若用500V及1000V的兆欧表测量额定电压高于500V和1000V的高压侧，测量结果有误差。若用额定电压太高的兆欧表测量低压侧的绝缘电阻值，则可能会破坏绝缘。做变压器绝缘电阻测量时，应采取两个人配合操作的测量方法：“读取上述数值后，应在手柄转动不停止的情况下断开被试品，然后才能停止摇转，以防止由于试品电容积聚的电荷反馈放电而损坏兆欧表。”这是一般使用说明书或教材中常见的使用方法介绍，但相当多的测试人员，接线之后就摇测，所以有不少兆欧表元件遭损坏、或使用一两次后就造成兆欧表的报废及返修。我们使用兆欧表时采取两人配合的操作方法测量，接好测试线之后，一人负责转动兆欧表手柄和读数，另一人手拿测试端对准试品听从转动兆欧表手柄操作者的命令；“搭接试品、拉开、放电”的口令。使用一般花线、胶织线代替兆欧表专用线，这是极为不规范的做法。因为一般花线、胶织线的绝缘值远远低于专用试验线。专用试验线不会因手拿端头搭接试品而影响绝缘值，相反一般花线、胶织线在摇测时还可能击伤操作者。同时要妥善保管专用试验线，包括ZC48型电子兆欧表的专用电源线和试验探针。思考题为什么做变压器绝缘电阻测量时，测量高低压绕组的绝缘电阻，要使用不同量程的绝缘电阻表？做变压器绝缘电阻测量时，正确的两个人配合操作的测量方法是什么，请简要说明？

微机防误闭锁系统操作实验实验目的与要求了解微机防误闭锁系统的组成结构。掌握“五防”的基本概念。掌握微机防误闭锁系统的使用方法。掌握操作票的使用方法。实验类型综合型实验原理及说明五防的概念电力系统的安全运行的一个重大威胁是电气误操作，它不仅会有可能毁坏电力设备，引起电力系统的振荡，更严重的就是会危及人身安全，严重者会引起人员的伤亡，出于这个方面的考虑，电力设备的运行必须要有防误闭锁，电力系统“五防”就是对以下的五个方面对电力系统进行防止误操作：防止误分、误合断路器（开关）。防止误带负荷操作隔离开关（刀闸）。防止误入隔离带。防止带电挂（合）接地线。防止带地线倒闸送电。五防的分类：早期的电气五防系统有电气闭锁、电磁闭锁、机械联锁、带电显示闭锁等电气自动装置，现在使用最多的是微机防误闭锁系统。微机防误闭锁系统硬件配置微机防误闭锁系统硬件主要包括监察系统（由电脑与其他监控设备组成），防误主机（有微机型和模拟屏两种），防误主机主要作用是控制与管理五防的闭锁原理以及在模拟操作时在一次图上进行防误演练；电脑钥匙的作用是在演练无误后将操作任务以操作票形式由传输适配器传送到电脑钥匙上，操作人员持电脑钥匙对现场设备进行操作微机五防系统的操作流程微机五防系统的操作过程的过程如下图所示，首先要在防误主机上模拟操作作，模拟正确后能够生成可以通过系统内部允许的正确的操作票，然后防误主机将操作票传送到电脑钥匙上面，接着操作人员持电脑钥匙到现场进行倒闸操作，过程见下图：操作结束操作结束模拟操作-生成操作票传送操作票开锁倒闸操作操作结束？传送操作票设备状态传监控系统回传操作信息继续操作倒闸操作流程图实验仪器312。实验内容和步骤为在实验室环境下能够输出操作票，先安装虚拟打印机程序“dopdf-7.exe”。打开微机防误闭锁系统：双击“fy2004.exe”进入微机防误闭锁系统。认识操作快捷键点击进入操作票目录，可以进行典型票开票、修改操作票等；点击进入对位环境，可以对设备进行手工强制对位，整订设备状态；点击进入模拟开票；点击进入手工开票；点击打印操作票；点击可以放大一次接线图；点击缩小一次接线图；点击将一次图返回实际大小；点击切换至上一副图；点击切换至下一副图；点击切换到首图；点击进入导航窗口；点击注销当前用户，再操作时需重新登录。登录系统点击右上角“请点击这里登录”按钮，选择“登录”，使用“实验账号1”或者“实验账号2”，输入密码：“123456”，点击“确定”登录。操作步骤说明操作步骤方式一：设备对位-模拟开票—修改票—打印票（打印完票之后可以保存票到未审核票中）—传送票—现场操作—操作完成回传操作步骤方式二：未审核票中提取票到已审核票中—选中已审核的票—开票—按票步骤模拟—模拟结束—打印票—传送票—现场操作—操作完成—回传操作步骤方式三：未审核票中提取票到已审核票中—选中已审核的票—直接打印正式票—直接传送票至钥匙—现场操作—操作完成—回传方式三中存在着一定的危险性，一般不建议使用。使用系统开具一张“将#2主变由运行转检修”的工作票。打印操作票：使用虚拟打印机将操作票保存为*.pdf文件。注意事项方式三的操作存在着一定的危险性，一般不建议使用。每个操作项之后都应该有一个相对应的检查项。思考题设备又哪几种状态？断路器的检修状态和断路器的冷备用状态有什么区别？附录一九节点系统参数一览表区域数据报表数据有效标记区域号区域名2桂东1桂北0全网分区数据报表所属区域编号分区编号分区名称12桂林21贺州00全网厂站数据报表厂站名厂站类型分区编号经度纬度清水变变电站200清水水电厂水电厂100母线数据报表母线名实时库存放位置所属分区厂站名基准电压电压上限电压下限单相短路容量三相短路容量是否包含节点描述STNB-23002清水变23000000STNA-230STNC-23001清水水电厂23000000STNC-230STNA-23002清水变23000000STNA-230GEN3-23001清水水电厂23000000GEN3-230GEN2-23001清水水电厂23000000GEN2-230GEN