電力系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、電氣工程學(xué)院實(shí)習(xí)教學(xué)考核表院系電氣工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)課程名稱電力系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)授課時(shí)間2017年8月至2017年9月周數(shù)4學(xué)分1實(shí)習(xí)報(bào)告名稱電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告簡(jiǎn)要評(píng)語總評(píng)成績(jī)（含平時(shí)成績(jī)）備注任課教師簽名:日期：實(shí)習(xí)時(shí)間：2017.8.28-9.22電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)報(bào)告電力系統(tǒng)在我們電氣專業(yè)中的地位和重要性不必多言，它是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。我們專業(yè)的學(xué)生在大三要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析，因此短學(xué)期開設(shè)的這一門“電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)”課程十分的有意義，可以幫助我們提前了解一下電力系統(tǒng)的大概情況，從而對(duì)長(zhǎng)學(xué)期的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。理論

2、知識(shí)預(yù)備在電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)的理論課上，老師通過視頻向我們介紹了電力系統(tǒng)方面的一些知識(shí)。電力系統(tǒng)是指由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，冉經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有發(fā)電廠、變電所、輸電配電線路和負(fù)荷端。各電源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。通過視頻學(xué)習(xí)，我主要了解到發(fā)電廠和變電站的相關(guān)知識(shí)。發(fā)電廠發(fā)電廠就是電力生產(chǎn)中心，它的作用就是產(chǎn)生電能共給人們使用。由于電能是二次能源，即由一次能源經(jīng)過加工或者轉(zhuǎn)換得到的其他種類和形式的能源，而自第二次工業(yè)

3、革命以來，電能取代蒸汽，已經(jīng)成為人類最需要的能源。隨著人們對(duì)電能的需求越來越大，發(fā)電廠也就應(yīng)運(yùn)而生。目前我國最主要的發(fā)電廠形式有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、核電廠等等。視頻里詳細(xì)介紹了火力發(fā)電和水力發(fā)電兩種形式的發(fā)電廠?；鹆Πl(fā)電廠火力發(fā)電是指利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。由于我國的煤炭資源很豐富，火力發(fā)電一直是我國的主要發(fā)電形式?；痣姀S有許多分類，按原動(dòng)機(jī)分可以分為凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠等等。我國的主力火電廠是凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電廠。火力發(fā)電的主要過程就是將煤炭中含有的化學(xué)能變?yōu)殡娔艿倪^程。整

4、個(gè)生產(chǎn)過程主要分成3個(gè)階段：1 .燃燒系統(tǒng)中，燃料的化學(xué)能在鍋爐中燃燒變成熱能，加熱鍋爐中的水使之成為蒸汽。2 .汽水系統(tǒng)中，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能變?yōu)闄C(jī)械能。3 .電氣系統(tǒng)中，由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。其中燃燒系統(tǒng)由運(yùn)煤、磨煤、燃燒、風(fēng)煙、灰渣等系統(tǒng)組成；汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽機(jī)、除氧器、加熱器等設(shè)備和管道構(gòu)成，包括給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和補(bǔ)充給水系統(tǒng)等等；電氣系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站?；痣娬静季朱`活，裝機(jī)容量的大小可按需要決定。而且火電廠的一次性投資較少，建造周期短，發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)較高。然而，

5、火電廠也存在著不小的問題。其耗煤量大，生產(chǎn)成本高，動(dòng)力設(shè)備繁多，機(jī)組控制操作復(fù)雜，在高峰期事故率較高，對(duì)環(huán)境的污染也比較嚴(yán)重。而且根基最新的消息，國家已經(jīng)明令禁止再造火電廠了。水力發(fā)電廠水電廠是把水的勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電廠，它的基本生產(chǎn)過程是：從河流較高處或水庫內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能變?yōu)闄C(jī)械能，然后由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。我國是世界上水能資源最豐富的國家，水能蘊(yùn)藏量為6.76億kW因此開發(fā)水電是目前的重中之重。按集中落差來分類，水電廠可分為壩后式水電廠、河床式水電廠、引水式水電廠等等。水電廠的優(yōu)點(diǎn)很多，如下：1 .可綜合利用水能資源。除了發(fā)電

6、以外，還有防洪、灌溉、航運(yùn)等多方面綜合效益。2 .發(fā)電成本低、效率高。3 .運(yùn)行靈活，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4 .不污染環(huán)境，還可調(diào)節(jié)空氣的溫度和濕度。但是水電廠也存在一定的問題，例如投資較大、工期較長(zhǎng)；建造和生產(chǎn)受到地理?xiàng)l件限制，發(fā)電量受到水文和氣象條件的制約；不利與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，一定程度上破壞自然平衡等等。變電站變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘姡接脩舾浇侔葱枰央妷航档?，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。按

7、照在電力系統(tǒng)中的地位和作用來分，變電站可以分為：樞紐變電站、中間變電站、區(qū)域變電站、企業(yè)變電站、用戶變電站等等。變壓器是變電站的主要設(shè)備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器（即高、低壓每相共用一個(gè)繞變壓器組，從高壓繞組中間抽出一個(gè)頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數(shù)成正比，電流則與繞組匝數(shù)成反比。變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站,后者用于受端變電站。變壓器的電壓需與電力系統(tǒng)的電壓相適應(yīng)。為了在不同負(fù)荷情況下保持合格的電壓有時(shí)需要切換變壓器的分接頭。開關(guān)設(shè)備包括斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器等等，它們都是斷開和合上電路的設(shè)備。斷路

8、器在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下用來合上和斷開電路；故障時(shí)在繼電保護(hù)裝置控制下自動(dòng)把故障設(shè)備和線路斷開，還可以有自動(dòng)合閘功能。在中國，220KV以上變電站使用較多白是空氣斷路器和SF6斷路器。和少油、多油斷路器相比，SF6斷路器具有開斷能力強(qiáng)、允許連續(xù)開斷次數(shù)多、無火災(zāi)危險(xiǎn)、機(jī)電磨損小的優(yōu)點(diǎn)，這些都得益于SF6氣體優(yōu)良的絕緣和滅弧性能。目前，SF6全封閉組合電器（GIS）得到廣泛應(yīng)用。它把斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中，后集中組成一個(gè)整體外殼，并充以六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)。這種組合電器具有結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕不受大氣條件影響，檢修間隔長(zhǎng)，無觸電

9、事故和電噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。近年來隨著科技的不斷進(jìn)步，數(shù)字化變電站和智能變電站的使用日趨廣泛，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。其中數(shù)字化變電站是由智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備之間的信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。而智能變電站是指采用更為先進(jìn)的智能設(shè)備，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)等基本功能，并根據(jù)電網(wǎng)需要實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)、智能控制、在線分析決策等等高級(jí)功能。參觀電力企業(yè)在上完理論課之后，我們對(duì)電力系統(tǒng)有了一定程度的了解，下面要做的就是去實(shí)踐體驗(yàn)一下電力企業(yè)了。我們一共參觀了3家電力企業(yè)，它們分別是南瑞繼保、金智科技和殷巷變電

10、站。國際領(lǐng)頭羊一一南瑞繼保電氣有限公司一直聽說南瑞繼保是一個(gè)很厲害的企業(yè)，以二次設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)為主，我們學(xué)院每年也有很多的本科生、研究生去那里工作，現(xiàn)在終于有機(jī)會(huì)參觀了，心里充滿了驚喜與期待。果然，在企業(yè)正門處我看到了南瑞的企業(yè)目標(biāo)：力爭(zhēng)國際同行的前三甲！事實(shí)也證明，南瑞繼保是國內(nèi)眾多電氣公司中的龍頭企業(yè)，在國際上也處于領(lǐng)先的地位，和西門子，ABB等國外著名企業(yè)并駕齊驅(qū)。全自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線在工作人員的帶領(lǐng)下，我們首先參觀的就是南瑞繼保公司的生產(chǎn)車問。按照規(guī)定，參觀之前我們都換上了白大褂。我們參觀的車間一共有5條流水線，令人驚奇的是，每一條流水線上的自動(dòng)化程度之高令人咋舌。據(jù)工作人員講解，正

11、在工作的設(shè)備大部分都是從德國、美國進(jìn)口的高科技設(shè)備，各司其職，工作性能強(qiáng)大。一整條流水線參觀下來，每一個(gè)分部大概只有兩三名工人的樣子，總共也就十名工人左右。一個(gè)偌大的生產(chǎn)車間總共不過50名工人，自動(dòng)化程度之高令人驚嘆。一塊產(chǎn)品電路板，它的每一道工序，包括焊接、拼裝、檢驗(yàn)等等，幾乎全部都是利用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備來完成的。工人所需要做的，僅僅就是監(jiān)控工作和一些檢查。不得不說，如此高自動(dòng)化程度的生產(chǎn)設(shè)備，相比于勞動(dòng)密集型的生產(chǎn)流水線，大大提高了生產(chǎn)效率，而且還極大程度地保障了產(chǎn)品的高質(zhì)量，減輕了工人們的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)在是厲害！南瑞繼保公司不愧為國內(nèi)甚至國際同行的領(lǐng)頭羊！高科技創(chuàng)新一一工頻變化量原理繼電保

12、護(hù)提到南瑞繼保，就不得不說到沈國榮院士了。我們知道，在電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備是直接參與生產(chǎn)、輸送和分配電能的電氣設(shè)備，而二次設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行控制、保護(hù)、監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)的補(bǔ)助設(shè)備。雖然二次設(shè)備不直接參與電能的生產(chǎn)/輸送和分配，但是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，二次設(shè)備的作用就顯得格外重要了。沈國榮院士早年就是主攻電力保護(hù)的科研人員，面對(duì)國內(nèi)當(dāng)時(shí)還不成熟的電力保護(hù)技術(shù)，他自主創(chuàng)新，解決了技術(shù)難題，1981年，沈國榮院士發(fā)表了工頻變化量方向繼電器保護(hù)原理的研究的重要論文，在學(xué)術(shù)界首次提出了工頻變化量保護(hù)原理。隨后的幾年，沈國榮逐步完成了工頻變化量快速繼電保護(hù)理論的研究，成功攻克了一個(gè)世界性的難題，并在1

13、999年獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，當(dāng)選成為中國工程院院士。我對(duì)工頻變化量原理作了初步的了解：根據(jù)疊加原理，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，電流電壓可以分解為兩部分，第一部分為故障前負(fù)荷狀態(tài)的電流電壓值，第二部分為電源等值電勢(shì)為零。而在故障點(diǎn)施加一個(gè)與故障前帶電壓數(shù)值相等而方向相反的電勢(shì)，便可以計(jì)算故障狀態(tài)下的電流電壓值。工頻變化量指的就是第二部分的電氣分量，反映工頻變化量的阻抗元件允許過渡電阻能力大，并能有效防止經(jīng)過過渡電阻短路時(shí)對(duì)側(cè)電源助增而引起的超越，不反映系統(tǒng)振蕩。事實(shí)也證明，采用工頻變化量繼電保護(hù)的方法靈敏度高，可靠性好，是繼電保護(hù)發(fā)展歷史上的一座里程碑。在南瑞的二樓，工作人員又帶領(lǐng)我們參觀了

14、南瑞繼保公司自主研發(fā)生產(chǎn)的一系列電力系統(tǒng)保護(hù)產(chǎn)品，同樣令人驚嘆。在21世紀(jì)，和平發(fā)展的年代，自主創(chuàng)新這4個(gè)字有著舉足輕重的地位和意義。由于幾次工業(yè)革命的原因，目前很多高科技行業(yè)都被歐美一些企業(yè)所壟斷，因而自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)就顯得尤為珍貴。南瑞繼保公司在繼電保護(hù)方面的突破，不僅打斷了歐美同行的壟斷，更激勵(lì)著我們更多地自主創(chuàng)新，掌握核心技術(shù)，不再受制于人！碩果累累的展覽廳參觀完生產(chǎn)車間，我們便來到了南瑞繼保公司的展覽廳?？赡苓@就叫做“牌面”吧，南瑞的展覽廳看起來都相當(dāng)?shù)母叽笊?。在偌大的展覽廳里，南瑞繼保公司的整個(gè)發(fā)展歷程都?xì)v歷在目，從沈國榮院士1981年首次在學(xué)術(shù)界提出工頻變化量保護(hù)原理，至U1995年

15、南瑞繼保電氣有限公司成立，1999年沈國榮院士榮獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),N松司的輝煌歷史都成現(xiàn)在我們的面前。到后來在國家電網(wǎng)的大力扶持之下，南瑞繼保公司的蛋糕越做越大，南瑞繼保的繼電保護(hù)、電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、高壓直流輸電控制保護(hù)等技術(shù)打破了國外公司的長(zhǎng)期技術(shù)和產(chǎn)品壟斷，以其先進(jìn)性、實(shí)用性和可靠性，確立了我國繼電保護(hù)和穩(wěn)定控制技術(shù)和產(chǎn)品的國際領(lǐng)先地位，為我國電力科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。到目前為止，NR的產(chǎn)品已經(jīng)出口全球90多個(gè)國家，足跡遍布世界。而且南瑞繼保電氣有限公司早在2008年已經(jīng)被列為全球五大繼電保護(hù)生產(chǎn)廠商之一，現(xiàn)在更是比肩西門子、ABB著名國外企業(yè)?？偟膩碚f，南瑞繼保公司不愧為

16、國際領(lǐng)頭羊，秉承自主創(chuàng)新與研發(fā)，結(jié)合高水平的自動(dòng)化流水生產(chǎn)，打破了國外公司的長(zhǎng)期技術(shù)和產(chǎn)品壟斷，確立了我國繼電保護(hù)和穩(wěn)定控制技術(shù)和產(chǎn)品的國際領(lǐng)先地位，為我國電力科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。江蘇金智科技股份有限公司第一次聽到江蘇金智科技股份有限公司就覺得很耳熟，我們學(xué)校的計(jì)算機(jī)樓不是就叫金智樓嗎？看來金智公司與東南大學(xué)有著密不可分的關(guān)系。果然，金智科技公司就坐落在我們學(xué)校的附近，它的創(chuàng)立也跟我們學(xué)校有著千絲萬縷的聯(lián)系。用科技創(chuàng)新推動(dòng)智慧能源和智慧城市業(yè)務(wù)發(fā)展是金智科技持續(xù)發(fā)展的不竭動(dòng)力。據(jù)了解，金智公司的主要業(yè)務(wù)也是電力系統(tǒng)的二次設(shè)備這一塊，其中發(fā)電廠電氣自動(dòng)化、智能變電站、配電自動(dòng)化等系

17、統(tǒng)均處于全國領(lǐng)先地位，實(shí)力也不容小覷。首先，在一場(chǎng)繪聲繪色的講座中，我們了解了金智科技的發(fā)展歷程，主要業(yè)務(wù)以及取得的一些成果。后來，我們參觀了金智科技的展覽廳，里面主要是一些關(guān)于金智科技高端產(chǎn)品的介紹，PACS-50001I度自動(dòng)化系統(tǒng)，iPACS-5000智能變電站系統(tǒng)，智能廣域與站域保護(hù)，DCAP-400畋電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)等等。我了解到，金智科技的主要經(jīng)營范圍是電力系統(tǒng)自動(dòng)化產(chǎn)品，也是電力系統(tǒng)二次設(shè)備產(chǎn)品居多。其中最主要的產(chǎn)品就是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。當(dāng)前伺服電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗欧姍C(jī)可以使控制速度、位置精度非常準(zhǔn)

18、確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為以轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。我了解到伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的定位。近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器的不斷成熟，數(shù)字控制系統(tǒng)已經(jīng)取代了早期的模擬系統(tǒng)，因此精確的控制就顯得更為重要，伺服電機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)也日趨廣泛。接下來我們參觀了金智科技的生產(chǎn)車間。不出所料，金智科技的生產(chǎn)流水線與南瑞繼保類似，自動(dòng)化程度很高，一條流水線上需要的工人數(shù)量也很少。在中型自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)上，金智科技也有自己的獨(dú)到之處，一個(gè)偌大的車間里滿是自動(dòng)化設(shè)備，卻鮮有員工。最后我們還看到了一個(gè)小

19、型的變電站系統(tǒng)，按照1:1的模型建立的。這種類型的變電站可以在很嚴(yán)酷的環(huán)境中工作，只要保證內(nèi)部的恒溫恒濕就可以正常工作。而且考慮到各地的地面崎嶇不平，變電站由幾根立柱支撐起來，以便在各種不同的環(huán)境下都能夠正常工作?？偟膩碚f，金智科技在電力系統(tǒng)二次設(shè)備的研發(fā)制造方面占有一席之地，以科技創(chuàng)新為本，為我國電力行業(yè)的發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。國家電網(wǎng)一一殷巷變電站南瑞和金智主要的產(chǎn)品都是二次設(shè)備，而我們最后參觀的國家電網(wǎng)殷巷變電站就主要都是一次設(shè)備了。在參觀之前，工作人員特地跟我們強(qiáng)調(diào)了安全的重要性。他再三強(qiáng)調(diào)要帶好安全帽，穿長(zhǎng)褲，不要亂摸電氣設(shè)備，因?yàn)檫@里大都是強(qiáng)電設(shè)備，十分危險(xiǎn)。我們也將此銘記在心。在大二下學(xué)期的時(shí)候，我們學(xué)過發(fā)電廠電氣部分這門課，因此對(duì)變電站的構(gòu)成有一定的了解。果然，在變電站里我看到了許多在書本上看到的東西一一母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等等。工作人員向我們介紹了殷巷變電站的整體情況。據(jù)工作人員講解，我了解到變電站分3個(gè)電壓等級(jí)：220KV,110KVffi35KV其中220KV和110KV的系統(tǒng)都是