电 力 系 统 自 动 化

实验指导书

上海交通大学电气工程实验中心

2013 年 3 月郑重声明：版权属于上海交通大学电气工程实验中心，仅供上海交通大学电气工程系课程：电力系统自动化实验使用。未经允许不得随意上传至百度文库、论坛等网络媒体。

实验一 同步发电机并网运行实验一、 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) 熟悉同步发电机准同期并列过程。

二、 原理与说明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，根据“恒定越前时间原理”，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。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。

正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。

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，考虑到断路器和继电器固有的合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。

同期装置一般在发电机端的电压和频率与系统侧电压和频率相差不大时投入，而在同期结束后

就可退出运行。三、 实验项目和方法 3.1 机组启动和建压

1) 将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接，发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。机组控制屏侧面的“380V电源”插座与实验室380V三相交流电源连接，220V电源插头（“发电机出线”插座左侧的黑色插头）与实验室220V交流电源连接。

2) 检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。3) 合上机组控制屏上的“220V电源”开关，检查开关状态：控制屏一次系统图上1QF处信号灯

应绿灯亮，红灯熄灭。观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置（以下分别简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的“运行”灯，正常应亮或闪烁。

4) 按附表1对调速装置和励磁装置的参数进行设置。具体的设置方法参考《TQTS-ITI 微机型自动调速装置用户手册》和《TQLC-III 微机型自动励磁装置用户手册》。

5) 合上“调速励磁电源”开关（380V）。注意：一定要先合“220V电源”开关，再合“调速励磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控

状态。6) 将机组控制屏上的调速装置“方式选择”开关选择为“自动”方式，“远方/就地”选择为

“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效）。“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。

通过“增速”按钮逐渐升高电动机转速，当按住“增速”按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，松开“增速”按钮（防止超过额定转速），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。

7) 确认机组转速在额定转速附近（如果未达到，重复步骤5），将机组控制屏上的励磁调节装置“方式选择”开关选择为“恒Ug”方式，“远方/就地”选择为“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效），“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，励磁调节装置开始输出控制信号。

通过“增磁”按钮逐渐升高发电机电压，当按住“增磁”按钮不动时，发电机电压将快速升高接近额定电压时，松开“增磁”按钮（防止超过额定电压），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的电压。3.2 观察与分析

1) 操作机组控制屏上的增速或减速按钮调整机组转速，观察发电机频率的变化。2) 操作机组控制屏上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察发电机机端电压的变化。

3.3 恒定越前时间测试

将同期装置的“合闸输出”接线端与“1QF合闸回路”左侧红色端子相连。先断开控制屏一次系统图上的1QF，即：应绿灯亮，红灯灭，然后进行合闸时间测试。

注意：测试前确保系统电源未带电，否则可能进行合闸测试时将出现非同期合闸！在同期装置主界面下按“ESC”键进入“功能表”，进入“装置检查”菜单，选择“合闸时

间”，稍等片刻，检查完毕后，界面显示“动作时间 xx”（xx表示动作时间数值，单位ms）。记下此动作值，大致等于恒定越前时间。之后，再次手动断开控制屏一次系统图上的1QF，同上。3.4 手动准同期并列

图 2-1 发电机组准同期并列示意图发电机组准同期并列示意图如图 2-1，1QF 作为同期开关（位于机组控制屏上）。将机组控制屏

侧面的“发电机出线”与“TQDZ-III 电力系统自动化实验培训系统实验台”（以下简称“实验台”）侧面的“发电机进线”相连。

A. 按准同期条件合闸1) 合上实验台上的1QF、2QF、3QF、4QF、5QF、6QF按钮，使系统侧母线带电。各QF处指示灯应

红灯亮、绿灯灭。2) 在机组控制屏上完成如下实验接线：将同期装置右侧的“Ug”（发电机电压）端子与1TV接线区“a”端子相连，“Us”（系统电压）

端子与2TV接线区“a”端子相连，“Un”端子同时与1TV和2TV的“x”端子两连。这样同期装置可同时采集到发电机和系统两侧的电压信号。

注意：1TV和2TV电压信号必须为同一相，否则相角差检测不准确。3) 设置同期参数需要设置如下几个同期参数：*压差允许值：当发电机和系统两侧的电压差在压差允许值范围内时，则认为压差满足合闸要

求；*频差允许值：当发电机和系统两侧的频率差在频差允许值范围内时，则认为频差满足合闸条

件；*合闸时间：断路器的实际合闸时间；

*均频均压参数：同期装置在检测到频差和压差不满足条件时，向调速装置和励磁装置发出的均频均压脉冲的宽度和周期。改变均频均压参数可改变同期装置均频均压的快慢。

在同期装置的主界面状态下，按“ESC”进入功能表菜单，选择“定值管理”可进行相应设置。提示：设置压差允许值为1.0V，频差允许值为0.3Hz，合闸时间值设为恒定越前时间测试的时

间值，合闸相角值设为10，均频系数值为7，均频周期为0.5，均压系数为7，均压周期为0.5。4) 将同期装置“方式选择”开关选择为“手动”方式。手动调节机组频率和电压，观察机端电

压表和发电机频率表的数值有何变化（也可在同期装置液晶屏上查看）。5) 根据发电机电压和系统电压的大小，相应操作励磁装置增磁或减磁按钮进行调压，直至发电

机的端电压近似等于系统电压。根据发电机频率和系统频率的大小，相应操作调速装置上的增速或减速按钮进行调速，直至发电机频率近似等于系统频率。

此时表示压差、频差均满足条件，观察同期装置液晶显示屏上的相角图，当旋转至0度位置前某一合适时刻时，按下机组控制屏上的1QF，将发电机并网。

在同期装置主界面下按“ESC”键，进入“功能表”，选择“报告管理”选项，再选择“浏览事件报告”选择，观察冲击电流大小。

注意：1) 由于发电机组容量较小，冲击电流可能不明显。2) 在发电机未与系统解列之前，不应再次同期。B. 偏离准同期并列条件合闸本实验项目仅限于实验室进行，不得在电厂机组上使用！！！实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况：(1) 电压差、相角差条件满足，频率差不满足，分别在 和 时手动合闸，观察并记录

机组控制屏上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，填入表2-1。注意：频率差不要大于0.5Hz。(2) 频率差、相角差条件满足，电压差不满足，分别在 和 时手动合闸，观察并记

录机组控制屏上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，填入表2-1。注意：频率差不要大于额定电压的10%。 (3) 频率差、电压差条件满足，相角差不满足，调节调速装置的增减速控制相角差指针，使指针

分别在顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观察机组控制屏上有功功率表 P 和无功功率表 Q 指针偏转方向及偏转角度大小，从励磁装置显示屏上读取有功和无功数值填入表 2-1。

注意：相角差不要大于20度。表 2-1 不同频差下的有功和无功量

顺时针 逆时针P（kW）

Q（kVAR）3.5 半自动准同期并列

1) 将同期装置的“启动/停止”开关选择为“停止”，然后将发电机与系统解列（跳开1QF）；2) 按手动准同期实验中的接线方法，将发电机电压和系统电压接到同期装置。由于半自动准同

期是同期装置自动发出合闸信号，因此将同期装置右侧的“合闸输出”端子与机组控制屏下方的“1QF合闸回路”左侧红色端子相连，这样同期装置可控制1QF合闸。

3) 参数设置：确认同期条件的设置，进入“同期参数”选项，如果参数设置与手动准同期的参数设置一致，则不用再修改；否则对参数进行修改成手动准同期时的参数。

4) 并列：将调速装置的工作方式设置为“自动”、励磁装置的工作方式设置为“自动”，调节发电机电压和频率，使其偏离合闸允许条件。将同期装置的“方式选择”开关选择为“半自动”。根据当前压差、频差数值进行手动调压、调速，方法同手动准同期。当压差、频差条件满足时，同期装置自动发出合闸命令，此时机组控制屏上的1QF应红灯亮，绿灯灭，表示已经合闸。同期装置液晶显示屏上显示合闸后的系统电压、发电机电压、系统频率、发电机频率和相角信息。

注意：1) 一定要首先将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。2) 在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作。

3.6 全自动准同期并列1) 将同期装置的“启动/停止”开关选择为“停止”，然后将发电机与系统解列（跳开1QF）；2) 将发电机电压和系统电压引接到同期装置上，将“合闸输出信号”连接到“1QF合闸回路”，

方法同上。由于全自动准同期自动发出均频、均压脉冲，因此将同期装置右侧的“升压”、“降压”端子接到励磁装置的“升压”、“降压”端子。这样，励磁装置就可以接收到同期装置发出的调压信号，进行相应的调节；将同期装置的“加速”、“减速”信号端子与调速装置的“加速”、“减速”信号端子相接，这样调速装置就可以接到同期装置发出的调速信号，进行相应的调节。

3) 参数整定：方法同半自动准同期。4) 并列：将调速装置的工作方式设置为“自动”、励磁装置的工作方式设置为“自动”，调节

发电机电压和频率，使其偏离合闸允许条件，选择微机型同期装置的“方式选择”开关，选择为“自动”。微机准同期装置将自动进行均压、均频控制并检测合闸条件，一旦合闸条件满足即发出合闸命令。在全自动过程中，观察当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，励磁装置上有什么反应。观察合闸时机组控制屏上电流表和有功表、无功表的摆动情况。合闸后同期装置主界面显示合闸后发电机端电压、系统电压，发电机频率、系统频率和相角的情况。

注意：1) 一定要首先将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。2) 在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作。

3.7 准同期条件整定

改变 准 同 期 条 件再做一 组 自 动 准 同 期 实 验 ，设置 频 差 允 许 值△ f=0.4Hz ， 压 差 允 许 值△U=2.0V，越前时间53ms，均频系数为7，均频周期为0.4s，均压系数为7，均压周期为0.4s，观察合闸时机组控制屏上的电流表和有功、无功表的摆动情况。3.8 停机首先将同期装置的“启动/停止”开关打到“停止”位，跳开同期开关1QF，使同步发电机与系

统解列。在发电机与系统解列之后，将励磁的“启动/停止”开关打到“停止”位置，使发电机端电压迅速降为零，或者通过“减磁”按钮使发电机电压降低到零时再选择“停止”，励磁装置将停止功率单元的输出。此时，将调速装置的“启动/停止”开关打到“停止”，使电动机转速迅速降为零，或者通过“减速”按钮使电动机转速降低到零时再选择“停止”。调速装置将停止功率单元的输出。待机组停稳后先断开“励磁调速电源开关”，再断开“220V电源”开关。

注意：1) 一定要首先将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。2) 一定要先断开“励磁调速电源开关”再断开“220V电源”开关！

四、 实验报告要求1) 比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程。2) 分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？

五、 思考题1) 相序不对(如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B)，能否并列？为什么？2) 电压互感器的极性如果有一侧(系统侧或发电机侧)接反，会有何结果？3) 合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？4) 当两侧频率几乎相等，电压差也在允许范围内，但合闸命令迟迟不能发出，这是一种什么现

象？应采取什么措施解决？

本实验注意事项：1) 在起励建压时，只有当原动机的转速在额定附近时，方可投入励磁调节装置的“自动”运行方式，否则可能

会造成发电机过电压，对发电机造成危害。2) 手动合闸时，仔细观察同期装置显示器上的相角差指示，在到360°位置之前某一时刻合闸。3) 在做三种同期切换方式时，做完一项后，需做另一项时，断开断路器开关，重新选择同期方式。4) 同期装置合闸成功后，退回到主菜单，并且在发电机未与系统解列之前，不应再次选择同期操作。5) 停机时，应先将发电机灭磁，使发电机电压降下来，再降电动机的转速。

实验二 同步发电机励磁控制实验一、 实验目的

1) 加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。2) 了解微机励磁调节装置的基本控制方式。3) 了解几种常用励磁限制器的作用。4) 掌握励磁调节装置的基本使用方法。

二、 原理与说明同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一

起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

实验用的励磁控制系统示意图2-2如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。

图2-2 励磁控制系统示意图TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种：恒Ug（恒机端电压方式，保持机端电压稳

定）、恒IL（恒励磁电流方式，保持励磁电流稳定）、恒Q（恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳定）和恒α（恒控制角方式，保持控制角稳定），可以任选一种方式运行。恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。

同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。无论是在“手动”还是“自动”方式下，都可以操作增减磁按钮，所不同的是调节的参数不同

在“自动”方式下，调节是的机端电压，也就是上下平移特性曲线，在 “手动”方式下，改变的是励磁电流的大小，此时即使在并网的情况下，也不具备调差特性。三、 实验项目与方法

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3.1 不同 α 角对应的励磁电压测试本实验机组不并网。1) 参照“同步发电机准同期并列实验”完成实验接线。2) 检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。3) 合上机组控制屏上的“220V电源”开关，检查开关状态：控制屏一次系统图上1QF处信号灯

应绿灯亮，红灯熄灭。4) 合上“调速励磁电源”开关（380V）。注意，一定要先合“220V电源”开关，再合“调速励

磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态！5) 根据液晶显示屏显示和面板指示灯状态检查调速、励磁、同期装置是否正常；通过菜单检查

各项参数是否设置正确。6) 将调速装置“方式选择”开关选择为“自动”或“手动”方式，“远方/就地”选择为“就

地”（选择为“远方”时，就地控制失效）。“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。

通过“增速”按钮逐渐升高电动机转速，当按住“增速”按钮不动时，转速将快速升高。接近额定转速时，采用“点动”的方式操作按钮，使电动机达到需要的转速。

7) 将励磁装置“方式选择”开关拨到中间位置（“恒Q/恒α”），10秒后，将“恒Q/恒α”开关选择为“恒α”（此时的增磁、减磁按钮控制导通角α的减小和增大），“远方/就地”开关选择为“就地”。当机组转速升到额定附近时，“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调节器开始输出控制信号。

通过“增磁”按钮逐渐升高发电机电压，当按住“增磁”按钮不动时，电压将快速升高。接近额定电压时，采用“点动”的方式操作按钮，使发电机达到需要的电压。

实验时，调节励磁电流为表2-2规定的若干值，记下对应的α角，对应的励磁电压，观察其变化规律。（励磁电流、α角及励磁电压在励磁装置液晶显示屏上读取）

实验完毕后停机，应严格按照“同步发电机准同期并列实验”中的停机步骤执行。表2-2 不同控制角下的状态参数

励磁电流 Ifd（A） 0.0 0.25 0.5 0.75 1.0

显示控制角 α励磁电压 Ufd（V）3.2 同步发电机起励

同步发电机的起励方式有两种：恒机端电压方式起励，恒励磁电流方式起励。恒机端电压方式起励，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上；恒 励磁电流方式起励，起励后的发电机励磁电流稳定在手动设定的电流水平上。本实验机组不并网。

A. 恒机端电压方式起励11

1) 将调速装置“方式选择”开关选择为“自动”或“手动”方式，“远方/就地”选择为“就地”。“启动/停止”开关选择为“启动”。按增速按钮，使发电机组频率达到表2-3所示数值。

2) 将励磁装置“方式选择”开关选择为“恒Ug”方式，“远方/就地”选择为“就地”。当机组转速升到额定附近时，“启动/停止”开关选择为“启动”。按“增磁”按钮，使发电机电压达到接近需要电压。

说明：在恒Ug方式下，按“增磁”按钮表示增加发电机机端电压给定值。3) 观测在起励时励磁电流和励磁电压的变化，并记录起励后的发电机稳态电压、励磁电流、励

磁电压和控制角α。每次实验完毕后停机，应严格按照“同步发电机准同期并列实验”中的停机步骤执行。改变起动时机组转速，重复步骤1)~3)，将记录数据填入表2-3。

表2-3 恒Ug方式起励测试

发电机组频率（Hz） 发电机电压(V) 励磁电流(A) 励磁电压(V) 控制角α(°)47484950515253

B. 恒励磁电流方式起励1) 将调速装置“方式选择”开关选择为“自动”或“手动”方式，“远方/就地”选择为“就

地”。“启动/停止”开关选择为“启动”。按增速按钮，使发电机组频率达到表2-4所示数值。2) 将励磁调节装置“方式选择”开关选择为“恒IL”方式，“远方/就地”选择为“就地”。当机

组转速升到额定附近时，“启动/停止”开关选择为“启动”，按“增磁”按钮，使发电机电压达到接近需要电压。

说明：在恒IL方式下，按“增磁”按钮表示增加发电机励磁电流给定值，进而改变发电机电压。每次实验完毕后停机，应严格按照“同步发电机准同期并列实验”中的停机步骤执行。改变起动时机组转速，重复步骤1)~3)，将记录数据填入表2-4。

表2-4 恒IL方式起励测试

发电机组频率（Hz） 发电机电压(V) 励磁电流(A) 励磁电压(V) 控制角α(°)4748495051

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5253

3.3 伏/赫限制实验单元接线的大型同步发电机解列运行时，其机端电压有可能升得较高，而其频率有可能降得

较低。如果其机端电压 Ug 与频率 f 的比值 B=Ug/f 过高，则同步发电机及其主变压器的铁芯就会饱和，使空载激磁电流加大，造成发电机和主变过热。因此有必要对 UF/f 加以限制。伏赫限制器工作原理就是：根据整定的最大允许伏赫比 Bmax 和当前频率，计算出当前允许的最高电压 Ugh=Bmax*f，将其与电压给定值 Ug比较，取二者中较小值作为计算电压偏差的基准 Ub，由此调节的结果必然是发电机电压 Ug≤Ugh。以上数值均按标幺值计算。伏赫限制器在解列运行时投入，并网后退出。

实验步骤：1) 启动机组，见“同步发电机准同期并列实验”。2) 励磁装置“方式选择”开关选择为“自动（恒 Ug）”方式，“远方/就地”选择为“就地”。3) 当机组转速升到额定附近时，“启动/停止”开关选择为“启动”，此时，调节器开始输出控

制信号。通过“增磁”按钮逐渐升高发电机电压，当按住“增磁”按钮不动时，发电机将快速升高电压。接近额定电压时，采用“点动”的方式操作按钮，使发电机达到需要的电压。本实验要求发电机稳定运行在空载额定以上。

4) 在励磁装置主界面下，按“OK”键进入主菜单，进入“参数设定”选项，设置“V/Hz倍数”的值为1.1。

5) 在励磁装置主界面下，按“OK”键进入主菜单，进入“投退保护”选项，将“V/Hz限制”选为“投”，其他两项设为“退”。退出并保存设置。

注意：此功能若未投入，实验所要求的功能将无法实现。6) 调节调速装置“减速”按钮，使机组从额定转速开始下降。7) 从 50Hz～44Hz，每间隔 1Hz记录发电机电压随频率变化的关系数据，填入表 2-5。8) 根据实验数据描出电压与频率的关系曲线，并计算设定的 Bmax 值（用限制动作后的数据计

算，伏赫限制指示灯亮表示伏赫限制动作）。做本实验时先增磁到一个比较高的机端电压后再慢慢减速。（若机组不稳，励磁和同期装置上显示的频率摆动剧烈，可读取调速装置上的转速进行计算）

实验完毕后停机，应严格按照“同步发电机准同期并列实验”中的停机步骤执行。表 2-5 不同频率下的发电机电压

发电机频率 F（Hz） 50 49 48 47 46 45 44

机端电压 Ug（V）3.4 调差特性实验A. 调差系数的测定

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在励磁装置中，使用的调差公式为（按标么值计算）： ，它是将无功功率的一部分叠加到电压给定值上，其中Ug为电压给定值，Q为无功功率，Kq为调差系数。

实验步骤：1）启动机组，满足条件后并网运行，并退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列

实验”。2）调速装置设置为“自动”方式，励磁装置设置为“恒Ug”方式。3）用降低系统电压的方法（调节调压器）以增加发电机无功输出，记录一系列机端电压和无

功功率的数据，将数据填入表2-6。（如果记录数据时，励磁调节装置上的数值显示有波动，则可以参考实验台上方的电压表和无功表，计算时额定无功功率为KVar，额定电压220V）

4）作出调节特性曲线，并计算出调差系数。比较计算得出的调差系数与设置的调差系数是否大致相同。（设置的“调差系数”可在励磁装置的主界面下按“OK”键，进入主菜单，进入“参数设置”选项查看）

表2-6 机端电压与无功关系表发电机机端电压（UG） 发电机无功输出（Q）

1

2

3

4

B. 零调差实验设置调差系数＝0，在励磁装置的主界面下按“OK”键，进入主菜单，进入“参数设置”选项，

将调差系数设为“00.0％”。退出保存设置。实验步骤同A。用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，作出

调节特性曲线。

图2-3 调节特性曲线C. 正调差实验

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设置调差系数＝5％，在励磁装置主界面下按“OK”键，进入主菜单，进入“参数设置”选项，将“调差系数”设为“05.0％”。将“调差极性”设为“＋”。退出保存设置。实验步骤同A。

用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，作出调节特性曲线。D. 负调差实验设置调差系数＝－5％，在励磁装置主界面下按“OK”键，进入主菜单，进入“参数设置”选

项，将“调差系数”设为“05.0％”。将“调差极性”设为“－”。退出保存设置。实验步骤同A。用降低系统电压的方法增加发电机无功输出，记录一系列机端电压、和无功功率的数据，作出

调节特性曲线。表2-7 不同调差系数下机端电压与无功关系表

Kq＝0 Kq＝＋5％ Kq＝－5％UG Q UG Q UG Q

3.5 强励实验强励是励磁控制系统基本功能之一，当电力系统由于某种原因出现短时低压时，励磁系统应

以足够快的速度提供足够高的励磁电流顶值，借以提高电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件。在并网时，模拟两相短路和三相短路故障可以观察强励过程。

实验步骤：1) 启动机组，满足条件后并网运行，调速装置设置为“自动”方式，励磁调节装置设置为

“自动”方式；2) 在发电机有功和无功输出为 50％额定负载时，将实验台上的“瞬时/永久”故障类型拨码开

关打到“永久”位，按下“两相短路”按钮。注意观察发电机电流和励磁电流、励磁电压的变化情况，将数据记入表 2-8。

注意：由于未投入线路保护，设置故障的时间不过太长，将“瞬时/永久”开关打到“瞬时”位可以清除故障。3) 将“瞬时/永久”开关打到“瞬时”位以清除故障。再将“瞬时/永久”故障类型开关打到

“永久”，按下“三相短路”按钮。观察发电机机电流和励磁电压、励磁电流的变化情况，将数据记入表 2-8。

实验完毕后把故障类型拨码开关打到“瞬时”位以清除故障。表 2-8 不同故障类型下励磁与发电机的最大电流值

类型电流值 两相短路 三相短路

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励磁电流最大值（A）发电机电流最大值（A）

3.6 欠励限制实验欠励限制器的作用是用来防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相引起定

子端部过热。欠励限制器的任务是：确保机组在并网运行时，将发电机的功率运行点(P、Q)限制在欠励限制曲线上方。欠励限制器的工作原理：根据给定的欠励限制方程和当前有功功率P计算出对应的无功功率下

限： 。将 与当前 比较，若： ，欠励限制器不动作； ，欠励限制器动作，自动增加无功输出，使 。（均为绝对值计算）。

实验步骤：1) 启动机组，满足条件后并网运行，调速装置设置为“自动”方式，励磁调节装置设置为“恒

Ug”方式。2) 在励磁装置主界面下按“OK”键，进入主菜单。进入“参数设置”选项，设置“欠励限

制”A（如A=2）和B(如B＝1)的值。退出并保存设置。3) 进入“保护投退”选项，将“欠励限制”选为“投”，其他两项设为“退”。退出并保存设

置。注意：此功能若未投入，实验所要求的功能将无法实现。4) 调节有功功率和无功功率输出分别为0，用增大系统电压的方法使发电机进相运行，直到欠

励限制器动作（励磁装置的欠励限制指示灯亮），记下此时的有功P和无功Q，此时再升高系统电压或按“减磁”按钮励磁调节均不起作用。如果系统电压上升到450V左右时，仍不能使欠励限制器动作，则可以进一步按励磁装置的减磁按钮，使发电机进相程度更深，从而使欠励限制器动作。

5) 恢复系统电压为正常值（380V），使发电机恢复运行在非欠励区，调节有功、无功输出均为0。

6) 调节50%、100%额定有功，重复上面的实验，并记录欠励限制时的无功值，填入表2-9。表2-9 不同有功下欠励限制动作时的无功值

发电机有功功率 P 欠励限制动作时的 Q 值零功率

50%额定有功100％额定有功

7) 根据试验数据作出欠励限制曲线P=f(Q)（如图2-4），并计算出该直线的斜率。3.7 过励限制实验

16

发电机励磁电流超过额定励磁电流 1.1倍称为过励。励磁电流在 1.1倍以下允许长期运行，1.1

～2.0 之间按反时限原则延时动作，限制励磁电流到 1.1倍以上，2.0倍以下，瞬时动作限制励磁电流在 2.0倍以上。过励限制器动作时励磁装置的过励限制指示灯亮。

实验步骤：1) 启动机组，满足条件后并网运行，调速装置设置为“自动”方式，励磁调节装置设置为“恒

Ug”方式。2) 在“参数设置”中，将瞬时过励设置为 1.1。在“投退保护”中，将过励限制功能投入。

注意：此功能若未投入，实验所要求的功能将无法实现。3) 用降低额定励磁电流定值的方法模拟励磁电流过励，改变不同的额定励磁电流的大小，观察

达到过励限制时的实际励磁电流的大小。

图 2-4 欠励限制曲线3.8 停机

调节有功输出和无功输出分别为零，在不带负载的情况下跳开同期开关1QF，使同步发电机与系统解列。在发电机与系统解列之后，将励磁调节装置“启动/停止”选择为“停止”，使发电机端电压降为零，将调速装置“启动/停止”选择为“停止”，使电动机转速降为零。待机组停稳后断开机 组 控 制 屏 上 的 “ 调 速 励 磁 电 源 开 关 ” “ 220V 电 源 ” 开 关 、 实 验 台 上 的 开 关1QF、2QF、3QF、4QF、5QF、6QF开关，断开机组控制屏和实验台的“总电源”开关，最后断开市电总电源开关。四、 实验报告要求

1) 整理各项实数据2) 分析各项负载实验的测试结果3) 分析为什么励磁调节装置工作在“自动”方式时，调节有功功率的输出时，无功功率会随之

变化，而在调节无功功率时有功功率不变？五、 思考题

17

1) 三相可控桥对触发脉冲有什么要求？2) 比较恒机端电压方式起励、恒励磁电流方式起励有何不同？3) 为什么在并网时不需要伏赫限制？4) 比较四种运行方式：恒机端电压、恒励磁电流、恒无功功率和恒 α 的特点，说说他们各适合

在何种场合应用？对电力系统运行而言，哪一种运行方式最好？试就电压质量，无功负荷平衡，电力系统稳定等方面进行比较。

18

实验三 电力自动化模拟系统建立一、 实验目的1．深入理解配电自动化系统的构成和工作方式2．学会对监控终端设备的基本设置3．学会对后台主站监控软件的设置4．综合掌握 SCADA 系统人机联系；调度员界面设置二、 实验内容5．认识配电自动化系统的体系结构和一次系统的构成本配电监控实验系统分为配电系统实验室和电力监控系统实验室两部分。其中配电系统实验室模拟建立了 0.4KV 低压电网，采用 2 路进线、10 路出

线的典型结构，并由现场监控单元 PM850，PM810，智能框架断路器 MT对一次设备进行监控；示意图如图 1：

图 1 一次系统构成示意图电力监控系统实验室模拟建立一套后台监控系统，实现对电力信息的遥测

量、遥信量的采集和处理，对电力设备的遥控、遥调，以及对系统采集量进行记录

和报表输出等功能。系统采用分散、分层结构设计，按间隔单元划分、模块化设计，整个系统分

为三层：现场监控层、通讯管理层和系统管理层。配电数据通过现场监控层进行采集和就地显示，经过配电通讯管理层的协议转换，最终由系统管理层实现集中的管理。其系统配置示意图如图 2：现场监控层：

所有监控单元相对独立，按一次设备对应分布式配置，安装在开关柜回路内，完成保护、控制、监测和通信等功能，同时具有动态实时显示开关设备工作状态、运行参数、故障信息和事件记录、保护定值等功能。监控单元与开关柜融为一体，构成智能化开关柜，经 RS485 通信接口接入现场总线。通讯管理层：完成监控层和管理层之间的网络连接、转换和数据、命令的交换，达到信息资

源共享。

图 2 系统体系结构示意图系统管理层：

由监控主机、打印机组成。监控主机采用 IBM高性能计算机，同时采用中国上海威能电力科技股份有限公司的 C5 分布式监控系统和法国施耐德电气的专业组态监控软件 VIJIO CITECT完成的配电监控系统来进行对比监控，同时集成相关报表输出等功能，系统软件基于多进程、多任务Microsoft Windows NT/2000

中文操作系统。6．对终端设备进行设置7．对后台主站监控软件的设置三、 实验设备8．7台 Prisma配电柜9．PM810 电力参数测量仪10． C5 分布式监控系统11． Vijeo Citect 组态监控系统四、 实验步骤12． 设置终端设备

PM810 电力参数测量仪装有一个大的背光的 LCD显示屏，最多可以显示5 行信息，其主显示界面如下：

图 3 电力参数测量仪主显示界面为了对进行设置，按以下说明进行

滚动第一级菜单列表直到看见 SETUP 选项 按下 SETUP，输入密码（默认密码是 0000） 保存之前，按↑按钮，直到出现保存改动提示

执行下面的部分中的步骤来设置电力参数测量仪，具体根据指导老师要求去设置。

① 通讯设置 按→按钮直到看见COMMS

按 COMMS

选 择 通讯协议：MBUS(MODBUS)或者 JBUS（本实 验 采 用MBUS） 设置 ADDR（地址，001-010，每一组同学对应一个地址)

选择 BAUD（波特率，默认采用 9600）：9600、19200 或者38400 选 择校验 方 式 ： ODD 、EVEN 或者 NONE

（默认采用 EVEN） 按↑按钮返回 SETUP设置界面

② 日期、时间和语言设置 按→按钮直到看见DATE

按 DATE 并输入月份、日期、年份和显示方式 按↑按钮返回 SETUP设置界面 按→按钮直到看见 TIME

按 TIME 输入小时、分钟、秒和显示方式 按↑按钮返回 SETUP设置界面 按→按钮直到看见 LANG

按 LANG 并 选 择 语 言 ： ENG( 英 语 ) 、SPAN(西班牙语)、FREN(法语)

按↑按钮返回 SETUP设置界面③ CT、PT设置

按→按钮直到看见METER，按 METER

按 CT 并输入 CT 的一、二次侧额定电流，按 OK

按↑按钮返回METER SETUP设置界面 按 PT 输入 SCALE（比例）值：X1、X10、X100、没有 PT（对直接连接方式） 输入 PRIM（原边）值 输入 SEC（副边）值 按↑按钮返回METER SETUP设置界面 按↑按钮返回 SETUP设置界面 按↑按钮保存改动

④ 系统类型设置 按→按钮直到看见METER，按 METER

按 SYS

选 择 SYS （ 系 统类型，本系 统 为 4 线3CT），按 OK

选择 FREQ（频率，默认为 60HZ），按 OK

按↑按钮返回METER SETUP设置界面 按↑按钮返回 SETUP设置界面

13． 设置后台主站监控软件（1） C5 分布式监控系统

C5 分布式监控系统是上海威能电力科技股份有限公司研究开发的在线监控软件，系统根据国内大多数用户的需求，融合国内主流系统优点，并追踪国际SCADA 系统标准化和开放性的要求而开发。系统也参考了工业监控系统和组态系统，整个系统功能强大，设计新颖，性能稳定，技术先进，遵循标准，全方位开放，具备更广泛的适应性。

系统可以应用于通讯、水处理、煤炭、电力等多个行业，可以完成综合自动化、调度自动化、配变监测、电能质量、配网自动化等多个系统，可以为调度所调度人员，变电站值班人员提供的很好的操作平台。 系统启动

在“开始”菜单的“运行”中输入“hmi”后，点击“确定”后，系统自动启动，进入系统主界面。进入主界面后，按照工作权限规定，在“开始”—“登陆”中，进行正确登陆。系统主界面如下：

图 4监控系统主界面

在主界面右下角点击 “报表”按钮，会弹出报表系统主界面除浏览报表外，在此处可以进行报表的定制、打印和导出等操作。

主工具条

主菜单条主监控画面

图 5报表系统主界面 在主界面右下角点击 “事项”按钮，会弹出事项告警主界面。

可以显示系统事项、SCADA事项、操作事项等信息，并可进行输出。

图 6事项告警主界面 在主界面右下角点击“置库”工具按钮，自动进入置库界面。

可以进行权限配置、采集信息配置及通讯通道等相关配置。

图 7数据库管理器主界面

在主界面右下角点击“绘图”工具按钮，自动进入 JK 组态编辑系统界面。绘图包是用于绘制画面和图形的工具。C5 的一幅图形由多个图层组成。每

个图层与一个特征(设备类型)关联，当绘制对应特征的图元时，自动切换到该图层。每个图层可以设置在一定缩放系数下显示与否。

各种图形按是否可变可分为静态图元和动态图元；按复杂性又分为一般图元、复合图元、线性图元、设备图元等等；按组成又分为：单个图元、组合图元。参考一次系统构成图，自行绘制一进线一出线的示意图，通过此过程熟悉

对图形进行的各种操作，以加深对组态系统的认识。

图 8数据库管理器主界面

（2） Vijeo Citect 组态监控系统Vijeo Citect 是 一款施耐德电 气专为 Modicon 控 制平台量身打造的

SCADA监控组态软件，是继 Modicon 成为高端控制器顶级品牌之后的又一呕心力作。Vijeo Citect 是一个完全集成的 HMI/SCADA 解决方案，通过为客户提供高度可靠，扩展性极强的监控系统，从而实现低投入高回报的应用目的。其简单易用的工具和强大功能使开发变得更简单更快速，轻松满足各种企业要求。

Vijeo Citect具有很高集成性、易用性、可扩展性、灵活性、可靠性，从设计初就以统一、集成的系统理念来处理大型企业的复杂需求，广泛应用于各种工业现场，如钢铁、冶金、电力、交通、水处理等各行业，不管您的系统是大是小Vijeo Citect 都能够轻松胜任。 系统启动

点 击 “开始”菜单 -->“ 程序” -->“Vijeo Citect”-->“Vijeo Citect

6.10”-->“Vijeo CitectSCADA Explorer”, 启 动 Citect 管理 器 ， 同 时打开Citect 工程编辑器和 Citect图形编辑器窗口。

Citect管理器是用于创建和管理 Citect 工程的工具，用户可以组织所有的工程，包括新建、删除、备份和恢复等功能，并完成工程的组态及运行。同时也可用于控制和应用有关的配置，用户可以在此环境中运行工程编辑器, 图形编辑器以及 Cicode编辑器。 Citect管理器、工程编辑器、图形编辑器、Cicode编辑器是 Vijeo Citect 组态软件的主要功能窗口。

图 9 Citect管理器

图 10 Citect 工程编辑器工程编辑器主要是对工程涉及到的标签、报警、系统信息、通讯进行配置，

并对系统进行编译运行。图形编辑器主要是对系统的图形页面进行设置，页面是现场操作人员的人

机接口，被设计用来显示数据并接收操作员的输入。 用户可以根据模板进行图形页面的绘制和属性设置。

图 11 Citect图形编辑器

图 12 Cicode编辑器Cicode 是一种简单易用的计算机编程语言，是专门为工厂自动化监控而设

计的。它是一种结构化语言，类似 Visual Basic 或’C’，你可以先前没有编程

经验的情况下使用 Cicode。Cicode编辑器提供一个综合的编程调试环境，供用户进行编程调试，以对页面图象对象进行全面的控制，访问所有的应用，如变量标签，报警，趋势，报表等，以实现更高级的功能。 系统运行 点击Citect管理器左侧工程列表中的“PDSCADA”，右键弹出菜单，点击“运行”，系统会自动编译，由编辑状态转为运行状态。

图13 系统运行编译运行后进入配电监控实验系统首页，点击“进入系统”或等待 5秒钟

自动进入系统主界面。

图 14 系统首页点击“系统管理”菜单-->“登陆”，弹出登陆窗口，输入用户名和密码，

点击“确定”登陆系统主界面。（1-10号机器分别输入用户名和密码为 user1-

user10，如 1号机器输入 user1,user1）

图 15 系统登陆

图 16 一次系统图系统包括系统管理、通讯测试、趋势、报警、报表等主菜单。

系统管理：对系统参数进行配置，并对用户进行管理；通讯测试：集成串口通讯工具进行 Modbus协议通讯测试；趋势：记录监控变量的变化曲线，形成趋势图；报警：检查监控变量是否越界并进行及时报警；报表:对监控变量进行报表统计。五、 实验报告1. 根据自己对实验系统的了解，参考实验室系统图，用 C5 的绘图包工具，自

行绘制一张系统结构图（不必与原图一致，但需体现类似网络结构），保存位*.svm 文件。

2. 阐述对配电自动化系统的认识，包括系统结构、组成、工作方式等。3. 对比威能 C5 电力监控系统和 Vijeo Citect 组态的监控系统，简述对这两种

系统的认识。4. 简述设备设置中遇到的问题。

实验四 系统通讯特性实验一、 实验目的1. 深入理解配电自动化系统的通讯方式和原理2. 学会对监控终端设备的通讯设置3. 学会对Vijeo Citect 组态监控系统的通讯测试4. 学会CRC校验码的构成及算法二、 实验内容1. 认识监控终端和后台监控软件之间的通讯方式本实验的通信采用 Modbus协议，它能设置为两种传输模式（ASCII 或

RTU），实验中选择 RTU模式通信，在消息中的每个 8Bit字节包含两个 4Bit 的十六进制字符，它的消息帧结构如下图：

起始位 地址字节 控制字节 信息字节 CRC校验 结束符T1-T2-T3-

T4 8Bit 8Bit n 个 8Bit 16Bit T1-T2-T3-T4

当控制器设为在 Modbus 网络上以 RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每个 8Bit字节包含两个 4Bit 的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII 方式传送更多的数据。

报文设置内容：

起始位和结束位为信息帧的起始和结束的标志，可查阅手册获得。 地址字节在主站发送报文时填入接收的终端地址（如果为广播，地址为

0），终端送回主站的响应报文则填入本终端地址。 控制字节当消息从主站发往终端时，它将告之终端需要执行哪些动作，当从终端回应时，它来指示是正常回应（无误）还是某种错误发生（称作异议回应）。

信息字节是由两个 16 进制数集合构成的，为所要传输的数据信息。 CRC校验是两个字节的数据，采用一定的信息传输差错检测方法（如循环码）形成。

2. 对监控终端设备进行通讯设置3. 对Vijeo Citect 组态监控系统进行通讯测试4. 报文发送测试5. 接收报文分析6. 了解 CRC校验码（循环冗长检测）标准的 Modbus串行网络采用两种错误检测方法。奇偶校验对每个字符都可

用，帧检测（LRC 或 CRC）应用于整个消息。使用 RTU模式，消息包括了一基于 CRC 方法的错误检测域。CRC域检测了整个消息的内容。

CRC域是两个字节，包含一 16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的 CRC，并与接收到的 CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。

CRC 是先调入一值是全“1”的 16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的 8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的 8Bit数据对 CRC 有

效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。

CRC产生过程中，每个 8位字符都单独和寄存器内容相或（OR），结果向最低有效位方向移动，最高有效位以 0填充。LSB 被提取出来检测，如果 LSB

为 1，寄存器单独和预置的值或一下，如果 LSB 为 0，则不进行。整个过程要重复 8次。在最后一位（第 8位）完成后，下一个 8位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的 CRC 值。

CRC添加到消息中时，低字节先加入，然后高字节。

三、 实验设备1. 7台 Prisma配电柜2. PM810 电力参数测量仪3. Vijeo Citect 组态监控系统

四、 实验步骤1. 设置监控终端设备 按→按钮直到看见COMMS

按 COMMS

选择通讯协议：MBUS(MODBUS)或者JBUS 设置 ADDR（地址)

选择 BAUD（波特率）：9600、19200 或者 38400

选择校验方式：ODD、EVEN 或者NONE

按↑按钮返回 SETUP设置界面

2. 设置 Vijeo Citect 组态监控系统在系统主页面菜单栏中选择“通讯测试”，并点击“串口通讯”，系统弹

出 COMMIX串口通讯工具窗口，进行如下设置：① 串口设为 COM2

② 波特率设为 9600（与 PM800设置须一致）③ 数据位设为 8

④ 检验位设为 /E偶（与 PM800设置一致即可）⑤ 停止位为 1 或 2

⑥ 冗余校验方式设为 CRC16(ModbusRTU)

⑦ 选中“输入 HEX”和“显示 HEX”（即信息以十六进制表示）⑧ 点击窗口右上部的“打开串口”按钮

图 1 串口通讯测试界面3. 报文发送测试

在信息输入框中输入待发送信息，点击“发送”，软件会自动计算四位十六进制 CRC校验码加在信息末尾，然后一并发送，如线路连接正确，即可在返回信息框中得到对象返回的信息（蓝色字体）。例：01 03 04 64 00 01 CrcL CrcH

以上信息从左至右的含义为01 PM800 地址03 “读数据”功能参数0464 寄存器地址的十六进制表示，此处为 A 相电压寄存器地址 1124 的十六进

制形式。（其它数据寄存器地址可查阅 PM800 用户手册获得）0001 操作对象寄存器数量CrcL CRC校验码低位CrcH CRC校验码高位

4. 根据接收到的报文，进行分解，获取传输内容例：01 03 02 DataH DataL CrcL CrcH

以上信息从左至右的含义为01 PM800 地址03 “读数据”功能参数02 表示返回的数据有 2 个字节DataH 返回数据高位DataL 返回数据低位CrcL CRC校验码低位

CrcH CRC校验码高位

5. CRC校验码的计算理解 CRC校验码计算方法后，按报文规则编写一条与上述例子不同的报文，

并自己计算 16位 CRC校验码（并转换成 4位十六进制的形式），用 CRC校验工具验证计算是否正确。生成 CRC-16校验字节的步骤如下： ① 装入一个 16位寄存器,所有数位均为 1。 ② 该 16位寄存器的高位字节与开始 8位字节进行“异或”运算。运算结果放入

这个 16位寄存器。③ 把这个 16寄存器向右移一位。 ④ 若向右（标记位）移出的数位是 1,则生成多项式 1010 0000 0000 0001 和这个寄存器进行“异或”运算;若向右移出的数位是 0,则返回③。

⑤ 重复③和④,直至移出 8位。⑥ 另外 8位与该十六位寄存器进行“异或”运算。⑦ 重复③~⑥,直至该报文所有字节均与 16位寄存器进行“异或”运算,并移位 8

次。 ⑧ 这个 16位寄存器的内容即 2字节 CRC错误校验,被加到报文的最高有效位。 五、 实验报告

列举两组通讯测试中发送/接受的报文，并逐字节分析其意义。计算其中一组报文的 CRC校验码，简要写出计算过程及结果。

实验五 系统遥测、遥信功能实验一、 实验目的1. 深入理解电力系统远动的基本原理和基本方法2. 综合掌握遥信量的采集；遥测量的采集和处理

二、 实验内容1. 认识 TV 和 TA 与监控终端的接线方式（两表法、三表法）该实验所用电力参数测量仪 PM810，在有中线时采用三表法接线（如图

1），无中线时多采用两表法接线（如图 2）

图 1 PM810 三表法接线（有中线） 图 2 PM810 两表法接线（无中线）

本实验中采用的是 3 相四线有中线的方式，所以采用三表法进行接线。（A3、A5柜内实际接线）2. 对测量量进行遥测设置，包括终端、主站的数据库及界面

3. 考察标准表、主站显示的测量值及相应误差4. 对状态位置遥信量进行设置，包括终端、主站的数据库及界面5. 考察遥信变位情况及相应 SOE记录情况

三、 实验设备1. 7台 Prisma配电柜2. PM810 电力参数测量仪3. C5 分布式监控系统4. Vijeo Citect 组态监控系统四、 实验步骤（1） C5 分布式监控系统1. 仔细观察配电柜内接线情况，能够判别不同的接线方式2. 遥测量设置

在 C5 系统中，点击主页面下方“置库”按钮，进入数据库管理页面后选择“数据处理” 。选择页面左边“遥测量表”，点击“修改” 即可进行遥测量配置。

图 3遥测量配置

图 4 通道参数对应表尝试自行插入一条记录进行线电压的测量，并逐一设置点代码、点描述、设

备代码、采集装置、零死区、模拟量死区、合理性上限、合理性下限、限值集、报警图、普通越限报警方式、严重越限报警方式等信息，以此来熟悉整个测量信息的设置。

注意：共有 10 个 PM810监控表计，对应 10 个通道，每组只能修改自己对应的配置。

3. 考察测量终端和主站显示的测量值及相应误差测量终端值即 PM810 屏幕显示的测量值，主站显示测量值即 C5 系统设备测量页面显

示的测量值。　 测量值设备

总有功功率 Ia Ib Ic Uab Ubc Uca

主站测量值 　 　 　 　 　 　 　标准表 　 　 　 　 　 　 　误差（%） 　 　 　 　 　 　 　

4. 遥信量设置在 C5 系统中，点击主页面下方“置库”按钮，进入数据库管理页面后选择

“数据处理” 。选择页面左边“遥信量表”，点击“修改” 即可进行遥信量配置。

图 5遥信量配置尝试自行插入 3 条记录分别用来获取开关的状态以及分闸、合闸操作，并逐

一设置点代码、设备代码、数据类型、取反标志等信息。

5. 遥信变位测试手工打开或闭合本组人员对应的开关，用 C5 系统监控变位情况，并观察

系统 SOE事件记录情况。在 C5 系统中，点击主页面下方“事项”按钮，打开“事项告警”页面，

点击“SCADA事项”可以查看该类动作记录情况。

图 6 事项告警

（2） Vijeo Citect 组态监控系统（以遥测A 相电压为例，说明 Vijeo Citect 系统的数据监测过程）在 PM810监测表计中，所有的监测信息都存储在寄存器中，比如 A 相电流存储在 41100，B 相电流存储在 41101，C 相电流存储在 41102（详细的信息可查阅 PM810寄存器列表），用户如果想采集哪一个量，可直接访问该寄存器地址，在 Citect 中，系统的数据监测配置流程如下：

图 7 组态流程示意图1. 遥测量设置

① 在 Citect管理器中，选择 PDSCADA 工程，点击该工程下的“标签”目录，

右侧会出现该目录对应的三个内容标签，双击“标签变量”，弹出变量标签的输入框，依次输入变量标签名称（比如 iTest_Uab）、数据类型选择“INT”，I/O设备名称按照组号选择（1 组选择 IODev1，依次类推），地址输入“41120”（A 相电压的寄存器地址为 41120），点击“添加”按钮，该标签自动保存。

图 8 变量标签定义图② 在 Citect管理器中，选择 PDSCADA 工程，点击该工程下的“图形” -- >“页

面”，右侧显示所有的内容页面，双击“Test”打开测试页面，用户在此页面上进行所有的测试。

图 9图形页面编辑

图 10 测试页面③ 在下图标示位置添加一个文本（Uab），一个数字（Uab对应的标签），这

样就将变量和图形连接起来，从而可以在图形上显示遥测信息。

图 11 添加文本和数字页面④ 点击 Citect管理器中的“文件” -- > “运行”，系统会自动编译，进入运行状态。

⑤ 登陆系统后，点击“通讯测试”-- >“测试页面”，系统会弹出刚才的页面，观测Uab 电压的采集情况。

⑥ 数据采集演示进 入 运 行 系 统 后 ，登陆系 统 （共 10 组 ，每组 用户依次为 user1,user2…

user10，密码同用户），这样每个用户可以操作属于自己监控的线路。点击系统图中对应的线路，进入线路监控采集页面，此页面采集了该线路的功率、电压、电流、功率因数等信息。

图 12 数据采集页面2. 考察测量终端和主站显示的测量值及相应误差测量终端值即 PM810 屏幕显示的测量值，主站显示测量值即 Vijeo Citect

系统设备测量页面显示的测量值。　 测量值设备

总有功功率 Ia Ib Ic Uab Ubc Uca

主站测量值 　 　 　 　 　 　 　标准表 　 　 　 　 　 　 　误差（%） 　 　 　 　 　 　 　

五、 实验报告绘制三表法测量系统示意图；分别记录标准表、主站显示的测量值及相应误

差；进行遥信测试，记录遥信变位情况和 SOE事件记录情况，并分别说明两种监控系统遥测配置的特点。

实验六 系统遥控、报表功能实验

一、 实验目的1. 深入理解电力系统远动的基本原理和基本方法；2. 综合掌握远程遥控与遥调；3. 能够综合运用报表进行信息记录，历史信息查询；二、 实验内容1. 对遥控量进行设置，包括终端、主站的数据库及界面2. 考察遥控动作情况及相应 SOE记录情况3. 对测量量进行历史存储值设置，并设置相应统计量4. 设计报表，并打印

三、 实验设备1. 7台 Prisma配电柜。2. PM810 电力参数测量仪。3. C5 分布式监控系统。4. Vijeo Citect 组态监控系统。

四、 实验步骤

（1） C5 分布式监控系统1. 遥控量设置

图 1 遥控设置在 C5 系统中，点击主页面下方“置库”按钮，进入数据库管理页面后选择

“数据处理” 。选择页面左边“遥控表”，点击“修改” 即可进行遥控量配置。尝试自行插入一条记录用来设置本组对应的监控终端，并逐一设置点代码、控制装置号、执行时间限等信息。2. 考察遥控动作情况

在 C5 系统监控主界面中，点击该组对应的开关设备符号，进入该设备的监控界面，在遥控开关符号上点击右键，弹出菜单，点击“遥控操作”菜单，弹出遥控界面，点击“预置”—〉“执行”按钮，进行远程遥控，并记录遥控的执行情况。

图 2 遥控动作

图 3 事项告警在 C5 系统中，点击主页面下方“事项”按钮，打开“事项告警”页面，

点击“SCADA事项”可以查看正常动作的记录情况。

3. 对测量量进行历史存储值设置，并设置相应统计量显示在监控界面上的所有测量量都是实时采集的，如果想对其历史数据进

行查询或报表输出，必须将这些测量量进行历史存储设置，如下图：

图 4 历史存储设置 以 6号 PM810 的 A 相电流为例：在 C5主界面中点击“置库”进入数据库管理器，点击“数据处理” ，选择页面左边“遥测表”，点击“修改” ，更改 6号 PM810_Ia 这条记录，修改其存盘方式为“瞬时值”或“平均值”，修改其存盘时间和计划时间（比如 1），同理处理你想利用的测量量，然后点击“保存”按钮即可。如果要设计报表，应该再点击“刷新库”按钮。这样该数据会自动存储在历史数据库中，并实时更新到系统中。

4. 设计报表，并打印 在 C5主界面中点击“报表”进入报表处理界面，点击“定制” 按钮，

进入报表设置界面，可以增加、修改、删除表格。

图 5 报表定义以增加日报为例进行说明：点 击 “增加表格” ， 选 择表格类型为 “遥测日报” ， 输 入表格名称为

“yc_day_report”,点击“下一步”按钮，进入表格定义界面，双击有用的报

表信息，该信息会自动增加到“已选取报表信息”，若要将报表信息全部选择，

点击“全增”按钮即可。选择完毕后点击“下一步”按钮,打开时间间隔和布局

设置界面，根据要求输入时间间隔（比如 1 分钟）和时间布局排列方式，点击

“完成”即完成整体报表的设置，系统会显示配置好的报表。

图 6 报表定义

图 7 报表定义

图 8 完成报表布局图 用户可以根据需要对表格进行输出，系统提供三种方式，点击“输出”按钮

，分别选择文本、Excel、网页格式进行输出。

图 9报表输出 点击“打印”按钮可以进行自动打印输出设置。（2） Vijeo Citect 组态监控系统

PM810监控表计提供了一个命令接口，用户可以通过它发出不同的操作命

令，比如控制继电器。命令接口位于寄存器 8000-8149 中，比如：8000存放

用户输入的命令、8001-8015存放用户输入命令的参数。将命令代码写入寄存

器 8000，参数写入 8001 等寄存器，监控表计就会执行相应的命令。命令代码 寄存器 参数 描述

3310 8001 继电器输出号 1 设置继电器为外部控制3320 8001 继电器输出号 1 使指定继电器恢复

3321 8001 继电器输出号 1 使指定继电器动作表 1 命令代码表

PM810监控表计的所有输入和输出都有与特定输入或输出的位置相对应的

一个编号和一个标签。I/O 指针号如下：本体 KY： I/O 点 1

位置 A模块 R1： I/O 点 3 ；位置 A模块 R2： I/O 点 4 ；位置 B模块 R1： I/O 点 11 ；位置 B模块 R2： I/O 点 12 ；

以遥控 A位置的 PM8M26模块的继电器 R1 为例进行说明：1. 合闸（写寄存器步骤）寄存器 8001 3

寄存器 8000 3310

寄存器 8000 3321

寄存器 8000 3320

2. 分闸（写寄存器步骤）寄存器 8001 4

寄存器 8000 3310

寄存器 8000 3321

寄存器 8000 3320

运行 Vijeo Citect 组态的监控系统，进入主界面，点击对应线路，进入该线路监控页面，点击“远程合闸”按钮，该 PM810监控的线路开关会自动合闸，

此时中间显示为绿色，点击“远程分闸”按钮，该 PM810监控的线路开关会自动分闸，此时中间显示为红色。观察操作情况是否正确。

3. 报表设计VijeoCitect 的报表是基于“见即所需”的基本思想来设计的（使用一个字

处理软件，如：MicrosoftWord，WordPad，Write 等,可以很方便地创建一个复杂的报表，你可以使用所有的字体，颜色，图形和 RTF格式等特性进行报表定制。

VijeoCitect报表可以是一个命令或者根据需要按一定周期运行或当有特定的事件发生时运行（例如：一个状态位变化，或在一天的某个特定的时间，或在每月的某个时间），用户可以很方便的定制各种日报、月报。

用户定义的报表可以以多种形式输出，具体包括：RTF 或 TXT格式、记录到 ODBC/SQL设备、HTML格式、记录到打印机或文件，用户可以很方便的查看。

以实时遥测报表为例说明报表设计过程（RTF格式）：① 用 Word 制作一个报表模板

图 10报表设计模板在表中监测变量的位置输入该变量，格式如图所示{iPM1_Uab:##EU}，其

余变量依次类推，报表服务器会自动访问这些变量并声称报表。② 定义报表输出的设备

在 Citect管理器中选择 PDSCADA 工程，点击“系统” -- > “设备”，双击设备，在工程管理器中打开设备配置页面，依次输入文件名称、类型、时间、周期等信息，点击“添加”按钮完成设备的配置。

{iPM1_Uab:##EU}

图 11 设备定义③ 定义报表并关联设备

在 Citect管理器中选择 PDSCADA 工程，点击“系统” -- > “报表”，双击报表，在工程管理器中打开报表配置页面，依次输入时间、周期、报表格式文件、输出设备，点击“添加”，即可完成报表和上面定义设备的关联。

图 12 报表定义④ 查看报表

运行 Vijeo Citect 组态的监控系统，进入主界面，点击“报表”菜单 -- >“遥测实时报表”，系统会打开你定义的报表，并按照你配置的时间和周期自动

生成报表。用同样的方式自己定义自己所监控线路的日报和月报，并显示输出。

六、 实验报告分别说明 C5 系统和 Vijeo Citect 系统遥控的配置过程和报表设计的过程，

并分别设计一张遥测日报附在实验报告中。