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实习内容
1 6KV变电站综合自动化技术
（1）了解微机保护的工作原理
近20年来，微机型继电保护装置在我国电力系统中获得广泛应用，常规的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。以往，继电保护装置与继电保护原理是一一对应的，不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机继电保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在通用的硬件平台上可以实现多种性能更加完善、功能更加复杂的继电保护原理。一套微机保护往往采用了多种保护原理，例如高压线路保护装置具有高频闭锁距离、高频闭锁方向相间阻抗、接地阻抗、零序电流保护及自动重合闸功能。微机保护还可以方便地实现一些常规保护难以实现的功能，如工频变化量阻抗测量和工频变化量方向判别。
微机保护的原理随保护的对象不同而不同，也随应用场合变化而变化（主要是电压等级、设备类型等）。不同的保护原理需要采集的模拟量、开入量和开出量也各不相同。虽然一套微机保护装置集成了许多保护原理，但各种保护原理仍然是相对独立的。典型的各种保护原理最多需要10路电流量和6路电压量。微机继电保护装置的软件配置一般为一个主程序和两个中断服务程序。主程序包括初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸（及后加速）处理模块。不同保护原理的第一、三个模块是基本相同的，但保护逻辑判断模块随不同的保护原理而相差甚远。如距离保护中含有振荡闭锁程序部分，而零序电流保护则没有振荡闭锁部分。中断服务程序包括定时采用中断服务程序和串行口通信中断服务程序
（2）了解6KV变电站综合自动化基本概念及其组成
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
（3）电气倒闸操作是直接改变电气设备的运行方式和运行状态的，是一件既重要又复杂的工作，若发生误操作事故，就有可能造成设备损坏和人员伤亡事故，因此，必须采取有效措施加以防止。1倒闸操作的原则：倒闸操作的中心环节和基本原则是不能带负荷拉、合隔离开关2倒闸操作的基本要求 3倒闸操作的顺序4倒闸操作应注意的事项

二次回路故障查找方法
二次回路是很复杂的，回路中发生故障，往往会影响一次设备甚至电力系统的安全运行。查找和处理二次回路的故障，关键在于熟悉回路的接线和原理，在于能分析、判断和缩小事故范围。有了正确的分析判断，掌握了正确的方法，才能准确无误地查出故障并将其排除。
查找故障时应注意的问题：
必须遵守有关规定，同时，还应注意几个问题：
（1）必须遵照符合实际的图纸进行工作
（2）停用有关保护和自动装置，并且必须经调度同意；
（3）在电压互感器二次回路上查找故障时，必须考虑对地保护及自动装置的影响，防止因失去交流电压而误动 或拒动
（4）取直流电源保险时，应将正、负极保险都取下，以利于分析查找故障。同时，其操作顺序应为：先正后负，装保险时，先负后正。目的是为了防止因寄生回路而误动跳闸。同时，可以在查直流接地故障时，不至于出现只拨下一个保险时，接地点发生“转极而不宜查找。装取直流操作保险时，应主义考虑对保护的影响，防止保护误动作。
（5）带电用表计测量的方法，查找二次回路故障
（6）必须使用高内阻电压表或万用表，防止误动跳闸，禁止使用灯泡代替仪表查找故障
（7）二次回路查找故障时，要防止电流互感器二次开路，防止电压互感器二次短路、接地

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式：

1变频器的工作原理
我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：
n＝60 f(1－s)/p (1)
由式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

2 变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
2.1 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.2 电压空间矢量（SVPWM）控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
2.3 矢量控制（VC）方式
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

2.4 直接转矩控制（DTC）方式

1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

2.5 矩阵式交—交控制方式

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

可编程控制器的特点、结构及工作原理
一、可编程控制器(PLC)的特点
可编程控制器是一种无触点控制设备，用户可以根据需要，通过编程器改变其内部的应用程序，来改变它对控制对象的摔制功能，简称为PLC。目前应用PLC技术已心为世界潮流。它是实现工业自动化控制的重要支柱之一，其主要特点为：
1．软件简单易学
PLC采用了计算机技术，但编程较计算机容易，它使用的是类似继电接触器控制电路图那样的“梯形图”编程方，消除了专业“鸿沟”。
2．运行稳定可靠，使用寿命长
PLC在没计和制造过程中采用了多层次的抗干扰措施，使其具有很强的抗下扰能力。运行的稳定性和可靠性较高，由于PLC内部采用了集成电路，元件的使用寿命几乎不用考虑，平均无故障工作时间约为5～10万小时，甚至更高。
3．体积小、维护方便
一台PLC的逻辑控制功能相当于传统继电器控制中的二百个继电器、几十个定时器和计数器。由于体积小，PLC是实现机电一体化的理想装置。
4．设计施工周期短
在使用PLC完成一项控制功能的系统设计后，现场施工和PLC程序没计可以同步进行，这样大大地缩短了施工周期。
二、PLC的结构
PLC的硬件组成与微型计算机相似，主要是由CPU、存储器、输入／输出接口、电源等几部分组成。
l CPU
CPU也称为中央处理器，是PLC的核心，对PLC的整机性能有决定性的影响。一般由控制电路、运算器和寄存器组成。
2．存储器
存储器是用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量等信息的。分为ROM和RAM两种类型。
系统程序是用来控制PLC完成各种控制功能的程序。这些程序是由PLC制造厂家用相应CPU的指令编写的，并固化到ROM中。
用户程序是根据生产过程挖制和工艺要求编写的控制程序，存储在RAM中。
3．输入／输出部件
这是PLC与用户设备和被控设备相连接的接口电路。
输入接口电路一般由光电耦合电路组成，用来接收PLC的各种输入信号。如开关量、传感器等信号。
输出接口电路一般采用继电器、晶闸管或晶体管输出，将CPU的弱电信号转换成现场需要的强电信号，以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。
4．电源
电源的作用是将交流电转换为直流电提供给PLC。为了提高可靠性，大部分PLC采用开关式稳压电源供电。
三、PLC的工作原理
PLC采用的是循环扫描工作方式。在PLC中，用户程序按照先后顺序存放在PLC中，工作时CPU从第一条指令开始执行，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始，不断循环。
PLC的工作过程可分为五个阶段：自诊断、与计算机或编程器等通信、读人现场信号、执行用户程序、输出结果。这五个阶段的上作过程称为一个扫描周期。
四、编程规则
PLC是以程序的形式来实现其控制功能的。程序设计是PLC实施控制的核心问题。在程序设计巾，养成良好的编程习惯，遵守编程规则，可以提高PLC的编程及运行速度，节省存储空间。
（一）程序设计步骤
①确定被控对象完成的动作及顺序。
②确定输入／输出设备并使其与PLC的I／0接口相对应。
③设计并利用计算机对PLC编制梯形图。．
④对所编程序进行修改、调试。
⑤保存已完成的程序。
（二）编程基本规则
①输入／输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用。
②避免在同一程序中出现编号相同的两个线圈。
③串联触点的使用不受次数限制。
④并联触点的使用不受次数限制。
⑤两个及两个以上线圈可并联输出。
⑥输出线圈、定时器、计数器如果需要同左母线相连，应在前面串人程序中未被使用的内部继电器的动断触点。
五、编程技巧
①在具有并联关系的梯形图中，串联触点多的电路应放在上边。
②在具有串联关系的梯形图中，并联触点多的电路应放在左边。

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