控制工程基础实验报告 本文关键词：控制工程，实验，基础，报告
控制工程基础实验报告 本文简介：控制工程基础实验报告院系名称：机电工程学院专业班级：机械09-3班学生姓名：王贺学号：2009041302指导教师：赵弘完成日期2012年6月6日实验一典型环节及其阶跃响应实验目的1．学习构成典型环节的模拟电路。2．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对典型环节动态特性的影响。3．学会由阶跃
控制工程基础实验报告 本文内容：
控制工程基础实验报告
院系名称：
机电工程学院
专业班级：
机械09-3班
学生姓名：
王贺
学号：
2009041302
指导教师：
赵弘
完成日期
2012年
6
月
6
日
实验一
典型环节及其阶跃响应
实验目的
1．学习构成典型环节的模拟电路。
2．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
3．学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。
4．熟悉仿真分析软件。
实验内容
各典型环节的模拟电路如下：
1.
比例环节
2.
惯性环节
3.
积分环节
4.
微分环节
改进微分环节
5.
比例微分环节
实验步骤
1．用Workbench连接好比例环节的电路图，将阶跃信号接入输入端，此时使用理想运放;
2．用示波器观察输出端的阶跃响应曲线，测量有关参数;改变电路参数后，再重新测量,观察曲线的变化。
3．
将运放改为实际元件，如采用“LM741“,重复步骤2。
4．
记录波形和数据。
5．
仿真其它电路，重复步骤2，3，4。
实验总结
通过这次实验，我对典型环节的模拟电路有了更加深刻的了解,也熟悉了各种典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对典型环节动态特性的影响；熟悉仿真分析软件。这对以后的控制的学习有很大的帮助。
实验二
二阶系统阶跃响应
实验目的
1．
研究二阶系统的两个重要参数阻尼比ξ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响。
2．
学会根据阶跃响应曲线确定传递函数，熟悉二阶系统的阶跃响应曲线。
实验内容
二阶系统模拟电路如图：
思考：如何用电路参数表示ξ和ωn
实验步骤
1．
在workbench下连接电路图；将阶跃信号接入输入端，用示波器观测记录响应信号；
2．取ωn=10rad/s,即令R=100K,C=1uf：分别取ξ=0，0.25,0.5,0.7,1,2,即取R1=100K,考虑R2应分别取何值，分别测量系统阶跃响应，并记录最大超调量δp%和调节时间ts。
3．
取ξ=0.5，即R1=R2=100K；ωn=100rad/s，即取R=100K，C=0.1uf，注意：两个电容同时改变，测量系统阶跃响应，并记录最大超调量δp%和调节时间ts。
4．
取R=100K，C=1uf，R1=100K，R2=50K，测量系统阶跃响应，记录响应曲线，特别要记录最大超调量δp%和调节时间ts的数值。
5．
记录波形及数据。
6.
取C=1nF，比较理想运放和实际运放情况下系统的阶跃响应。
实验分析
由实验可知：二阶系统的阶跃响应的超调量δp与ωn无关：
在0，ξ越大，ts
越大。
实验总结
通过本次实验，我研究二阶系统的两个重要参数阻尼比ξ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响，同时学会根据阶跃响应曲线确定传递函数，熟悉二阶系统的阶跃响应曲线。基本完成实验任务。
实验三
控制系统的稳定性分析
实验目的
1．
观察系统的不稳定现象。
2．
研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。
实验电路图
系统模拟电路如图：
其开环传递函数：
实验步骤
1.在workbench下连接电路图；将阶跃信号接入输入端，用示波器观测记录响应信号；
2．
输入信号电压设置为1V，C=1uf，改变电位器R3，使之从0向500K方向变化，此时相应K=0-100。观察输出波形，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值；再把R3由大变小，找出系统输出产生等幅振荡时相应的R3及K值。
3．使系统工作在不稳定状态，即工作在等幅振荡情况，电容C由1uf变成0.1u，观察系统稳定性的变化。
4．
记录波形及数据。
R3=130K时
R3=110K时
当R3=76K时
当C=0.1K时
R3=76K
R3=110K
实验分析
C=1uf时系统闭环传递函数:
系统特征方程：
由劳斯判据系统稳定条件：K>0且10K*0.01=2时，系统含有实部大于0的极点，根据稳定性判剧，当系统有一个或一个以上实部大于0的极点时系统不稳定。
实验结论
通过这次实验，观察系统的不稳定现象，了解系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。由闭环传函的劳斯判据，可以观察到开环增益对系统稳定性的影响。我们通过这次试验，对上课所讲的不稳定现象有了很深的了解，对劳斯判据的应用有了实际的运用，这对以后的控制知识的学习有很大的意义。
实验四
系统频率特性测量
实验目的
1.
加深了解系统频率特性的物理概念；
2.
掌握系统频率特性的测量方法；
3.
观察典型环节的频响图。
实验内容
模拟电路图如下:
若输入信号Ui(t)=UiSinωt,则在稳态时，其输出信号为Uo(t)=UoSin(ωt+Ψ)。
改变输入信号角频率ω值，便可测得二组Uo/Ui和Ψ随ω变化的数值，这个变化规律
就是系统的幅频特性和相频特性。
系统传递函数为：
实验步骤
1．
连接电路图；将函数发生器信号接入输入端，用示波器观测记录响应信号；
2．
在函数发生器参数设置一栏中，置输入信号为正弦波，改变输入频率参数，分别设ω=0.1,0.5,1,3,5,7,10,20,30,40,50。
3．
运行仿真命令，观察输出波形及其幅值和相位差。
4．
改变输入频率参数，重复步骤2和3，期间改变幅值项参数，以使输出波形达到最佳。
5．将C=0.01uF,观察系统的Bode图；改变运放的型号（LM741），观察Bode图。
ω=0.1
ω=0.5
ω=1
ω=3
ω=5
ω=7
ω=10
ω=20
ω=30
ω=40
ω=50
ω=5
ω=7
ω=10
ω=20
ω=30
ω=40
ω=50
实验总结
通过本次实验，了解了系统频率特性的物理概念并且初步掌握系统频率特性的测量方法，观察典型环节的频响图，成功的完成实验要求的内容。
实验五
开环频率特性与系统性能的关系
实验目的
1．观察两类不同类型的开环频率特性与系统性能的关系；
2．检验中频段的形状对系统动态性能的影响；
3．了解低频段的大时间常数和高频段的小时间常数对系统性能的影响。
实验原理
由于开环对数频率特性比较容易求得，因而建立它与系统性能之间的关系对控制系统的分析和设计十分有用。
利用电子模拟实验可以更好突出主要因素，避免实际系统中存在的次要因素的影响。同时利用电子模拟装置，参数的改变比较方便，更利于进行实验研究。
为了便于研究，本实验选择两种典型的开环模型：第一类系统的开环模型(图A5.1)、
第二类系统的开环模型(图A5.2)。很多实际系统具有与它们相似的特性。
图A5．1
图A5．2
图A5．1所示开环模型的传递函数为
其中w1＝1/T1，w2=1/T2。实现上述传递函数，可采用如图A5.3的模拟线路。
图5.3
由图可得
K=K1K2K3,K1=1/R1/C1,K2＝R3/R2,K3=R5/R4，T1=R3C2,T2=R5C3
而图A5.2所示开环模型的传递函数为
其中
w1=1/T1,w2=1/T2,w3=1/T3
采用图A5.4所示的模拟实验线路可获得该开环模型的传递函数。
图A5.4
由图可得
K=K1K2K3,K1=1/R1/C1,K2＝R3/R2,K3=R6/R5，
Tl＝(R3+R4)C2，T2＝R4C2,T3＝R6C3
通过改变R、C参数，可得到不同形状的开环频率特性。同时观测输出电压的阶跃过
渡过程，即可研究二者之间的相互关系。
实验内容
l.
第一类系统开环频率特性的形状与系统性能的关系
采用图A5.3的实验线路。取Rl＝50k，Cl＝1uF，R2＝20k，C2＝1uF，R3＝20k，R3＝50k，C3＝0.1uF，R4＝50k。
(1)测量输出Uy的阶跃响应，求出δ％和ts
。
(2)取R4＝10k，其余参数同上。重复步骤(1)。
2．第二类系统中频段斜率为一20dB／10倍频的长度h=w3/w2与系统性能的关系。
采用图A5.4的实验线路，取Rl＝10k，Cl＝1uF，R2＝50k，Rd＝20k，R3＝∞(即开路，相当于wl＝0，即暂不考虑w1的影响，以突出h与系统性能的关系)，C2分别等于1uF，1.65uF，2uF,3.3uF四种情况，R5＝20k，R6＝50k，C3＝0.1uF。
对于每种情况分别测量输出Uy的阶跃响应，并求出δ％和ts。
图A5.5
对于C2＝2uF的情况，测量闭环幅频特性峰值Mr＝|M(jw)|max和谐振频率wr。
3．开环对数频率特性形状一定的情况下，开环放大倍数与系统性能的关系。
仍用图A5.4的实验线路。取C2＝2uF，R5分别等于100k，50k，20k,l0k,其余参数同实验内容2。
对于每种情况测量输出Uy的阶跃响应，并求出δ％和ts
4．低频段大时间常数Tl对系统性能的影响。
采用图A5.4的实验线路。取C2＝2uF，R3分别为开路和100k两种情况，其余参数同实验内容2。
对于每种情况测量输出Uy的阶跃响应，并求出δ％和ts。
改变输入信号为三角波，观察系统稳态误差。
5．高频段小时间常数对系统性能的影响
按图A5.5所示的实验线路接线。分别让C为开路、0.33uF和1uF三种情况。分别测量Uy的阶跃响应，求出δ％和ts
。
δ％=-3.0302V
ts=302.6635m
当R3=50
当R4=10
δ％=-4.3638V
ts=119.7263m
δ％=-1.9018V
ts=232.7404m
实验总结
这次实验，我们观察了两类不同类型的开环频率特性与系统性能的关系，检验中频段的形状对系统动态性能的影响，了解了低频段的大时间常数和高频段的小时间常数对系统性能的影响。这次实验，对开环频率特性有了进一步的了解，对以后的学习很有帮助。
篇2：建筑电气实验报告
建筑电气实验报告 本文关键词：建筑电气，实验，报告
建筑电气实验报告 本文简介：课题：某机械厂供电配电系统设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：2013年6月23日成绩：目录一.设计目的作用--------------------------------------------------1二.设计要求------------------------
建筑电气实验报告 本文内容：
课
题：
某机械厂供电配电系统设计
专
业：
电气工程及其自动化
班
级：
学
号：
姓
名：
指导教师：
设计日期：
2013
年
6
月
23
日
成
绩：
目录
一.
设计目的作用--------------------------------------------------1
二.
设计要求------------------------------------------------------1
三.
设计的具体实现------------------------------------------------1
3.1、设计任务------------------------------------------------1
3.2、单元电路设计与分析--------------------------------------2
3.2.1.
工厂负荷情况-----------------------------------2
3.2.2.
负荷计算---------------------------------------2
3.2.3.
无功功率补偿-----------------------------------5
3.2.4.
变电所位置的选择-------------------------------6
3.2.5.
变电所变压器的选择-----------------------------7
3.2.6.
变电所主接线方案-------------------------------8
3.2.7.
短路电流计算----------------------------------10
3.2.8.
变电所一次设备选择校验------------------------14
3.2.9.
变电所进出线与邻近单位联络线------------------17
3.2.10.
接地装置设计---------------------------------34
四.
总结---------------------------------------------------------35
五.
附录---------------------------------------------------------37
六.
参考文献
----------------------------------------------------37
某机械厂供电配电系统设计
一、设计目的作用
1、掌握简单企事业供电系统的设计方法。
2、通过课程设计总结复习工厂供电课程基本内容。
3、综合应用相关知识解决供配电系统设计的工程问题。
4、加强工程文件编写的训练。
2、
设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，进行设计：
1、通过负荷计算选出变压器台数、容量和型号。
2、设计出全厂供电系统主接线，画出主接线图，进行计算。
3、选择高、低压导线、断路器、刀闸、互感器。
4、并联无功补偿装置设计，并设计选出防雷接地装置。
5、分别配置高、低压设备的继电保护并整定计算。
三、设计的具体实现
3.1
设计任务
⑴、通过负荷计算选出变压器台数、容量和型号。
⑵、设计出全厂供电系统主接线，画出主接线图，进行计算。
⑶、选择高、低压导线、断路器、刀闸、互感器。
⑷、并联无功补偿装置设计，并设计选出防雷接地装置。
⑸、分别配置高、低压设备的继电保护并整定计算。
3.2
单元电路设计与分析
3.2.1
工厂负荷情况：
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表1所示。
表1
负荷统计资料
厂房编号
用电单位名称
负荷性质
设备容量/kw
需要系数
功率因数
1
仓库
动力
88
0.25
1.17
0.65
照明
2
0.80
1.0
2
铸造车间
动力
338
0.35
1.02
0.70
照明
10
0.80
1.0
3
锻压车间
动力
338
0.25
1.17
0.65
照明
10
0.80
1.0
4
金工车间
动力
338
0.25
1.33
0.60
照明
10
0.80
1.0
5
工具车间
动力
338
0.25
1.17
0.65
照明
10
0.80
1.0
6
电镀车间
动力
338
0.50
0.88
0.75
照明
10
0.80
1.0
7
热处理车间
动力
138
0.50
1.33
0.60
照明
10
0.80
1.0
8
装配车间
动力
138
0.35
1.02
0.70
照明
10
0.80
1.0
9
机修车间
动力
138
0.25
1.17
0.65
照明
5
0.80
1.0
10
锅炉房
动力
138
0.50
1.17
0.65
照明
2
0.80
1.0
宿舍区
照明
400
0.70
1.0
3.2.2
负荷计算：
⑴
单组用电设备计算负荷的计算公式
a)有功计算负荷（单位为KW）
=
，
为系数
b)无功计算负荷（单位为kvar）
=
tan
c)视在计算负荷（单位为kvA）
=
d)计算电流（单位为A）
=,为用电设备的额定电压（单位为KV）
⑵
多组用电设备计算负荷的计算公式
a)
有功计算负荷（单位为KW）
=
是所有设备组有功计算负荷之和，
是有功负荷同时系数，可取0.80~0.95
b)无功计算负荷（单位为kvar）
=，
是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.85~0.97
c)视在计算负荷（单位为kvA）
=
d)计算电流（单位为A）
=
经计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2所示
（额定电压取380V）
表2
各厂房和生活区的负荷计算表
厂房编号
用电单位
负荷性质
设备容量/kw
需要系数
功率因数
计算复负荷
P30/KW
Q30/Kvar
S30/KVA
I30/A
1
仓库
动力
88
0.25
1.17
0.65
22
25.74
—
—
照明
2
0.8
0
1
1.6
0
—
—
小计
90
—
23.6
25.74
34.92
53.06
2
铸造车间
动力
338
0.35
1.02
0.7
118.3
120.67
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
348
—
126.3
120.67
174.68
265.4
3
锻压车间
动力
338
0.25
1.17
0.65
84.5
98.87
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
348
—
92.5
98.87
135.4
205.72
4
金工车间
动力
338
0.25
1.33
0.6
84.5
112.39
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
348
—
92.5
112.39
145.56
221.16
5
工具车间
动力
338
0.25
1.17
0.65
84.5
98.87
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
348
—
92.5
98.87
135.4
205.72
6
电镀车间
动力
338
0.5
0.88
0.75
169
148.72
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
348
—
177
148.72
231.19
351.26
7
热处理车间
动力
138
0.5
1.33
0.6
69
91.77
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
148
—
77
91.77
119.8
182.02
8
装配车间
动力
138
0.35
1.02
0.7
48.3
49.27
—
—
照明
10
0.8
0
1
8
0
—
—
小计
148
—
56.3
49.27
74.81
113.66
9
机修车间
动力
138
0.25
1.17
0.65
34.5
40.37
—
—
照明
5
0.8
0
1
4
0
—
—
小计
143
—
38.5
40.37
55.79
84.76
10
锅炉房
动力
138
0.5
1.17
0.65
69
80.72
—
—
照明
2
0.8
0
1
1.6
0
—
—
小计
140
—
70.6
80.72
107.24
162.93
11
宿舍区
照明
400
0.7
0
1
280
0
280
425.4
总计
动力
2330
1126.8
867.39
—
—
照明
479
同期系数：K∑P
=0.8
0.75
901.44
737.28
1164.55
1769.35
K∑Q=0.85
3.2.3
无功功率补偿：
由表2可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
=(tan
-
tan)=901.44[tan(arccos0.75)
-
tan(arccos0.92)
]
=
401.98
kvar
选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷=（737.28-420）kvar=317.28
kvar，视在功率=955.65kVA，计算电流=1451.96A,功率因数提高为cos=0.943。
表3无功补偿后工厂的计算负荷
项
目
cos
计算负荷
/KW
/kvar
/kVA
/A
380V侧补偿前负荷
0.75
901.44
737.28
1164.55
1769.35
380V侧无功补偿容量
-420
380V侧补偿后负荷
0.943
901.44
317.28
955.65
1451.96
主变压器功率损耗
0.015=14.33
0.06=57.34
10KV侧负荷计算
0.943
915.77
374.62
989.43
57.34
3.2.4
变电所位置的选择：
图1
某机械厂总平面图
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。
在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，、、分别代表厂房1、2、3.10号的功率，设定（2.5，3.6）、（2.5，3.6）、（2.5，1.5）、（4，6.6）、（4，5.6）、（4，3.6）、（4，1.5）、（7.8，5.6）、（6，3.6）、（5，2.5），并设（9.2，9.2）为生活区的中心负荷，
而工厂的负荷中心假设在P(,),其中P=+++=。因此
计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：
由上式算出工厂的负荷中心在5号厂房的东南角如图。考虑到方便进出线及周围
的环境情况，决定在5号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。
3.2.5
变电所主变压器的选择：
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：
⑴
装设一台变压器
型号为S9型,而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000
KVA
>=989.43
KVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
⑵
装设两台变压器
型号为S9型，而每台变压器容量根据下式（1）、（2）选择，即
989.43
KVA=（593.66
~
692.6）KVA（1）
=(174.68+231.19+107.24)
KVA=513.11
KVA（2）
因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
主变压器的联结组均为Yyn0
。
3.2.6
变电所主接线方案：
按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：
⑴
装设一台主变压器的主接线方案
Y0
Y0
S9-1000
GG-1A(F)-07
10/0.4kV
联络线
（备用电源）
GG-1A(F)-54
GW口-10
10kV
FS4-10
GG-1A(J)-03
GG-
1A(J)
-03
GG-1A(F)-07
GG-
1A(F)
-54
GG-
1A(F)
-07
GG-
1A(F)
-07
主变
联络（备用）
220/380V
高压柜列
图2
装设一台主变压器的主接线方案图
⑵
装设两台主变压器的主接线方案
图3
装设两台主变压器的主接线方案图
按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，但此机械厂为二、三级负荷，因此选两台主变压器的方案。
3.2.7
短路电流的计算：
⑴
短路计算电路
图4
短路计算电路图
⑵
确定短路计算基准值
设基准容量=100MVA，基准电压==10.5，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则
⑶
计算短路电路中个元件的电抗标幺值
a)
电力系统
表4
无限大容量系统的电抗值
已知电力系统出口断路器的断流容量=500MVA，故==100MVA/500MVA=0.2
b)
架空线路
表5
LGJ型钢芯铝线的主要技术数据
查表5得LGJ-150的线路电抗，而线路长为3km，故
c)
电力变压器
表6
6~10/0.4KV变压器的电抗值
查表6得变压器的短路电压百分值=4.5，故
=7.14
d)
k1点（10.5kV侧）的相关计算
①
总电抗标幺值
=0.2
②
三相短路电流周期分量有效值
③
其他短路电流
④
三相短路容量
e)
k2=k3点（0.4kV侧）的相关计算
①
总电抗标幺值
=7.34
②
三相短路电流周期分量有效值
③
其他短路电流
④
三相短路容量
f)
k4点（0.4kV侧）的相关计算
①
总电抗标幺值
=8.32
②
三相短路电流周期分量有效值
③
其他短路电流
④
三相短路容量
以上短路计算结果综合图表7所示
表7短路计算结果
短路计算点
三相短路电流
三相短路容量/MVA
k1
27.5
27.5
27.5
70.125
41.53
500
k2
19.62
19.62
19.62
36.10
21.39
13.62
K3
19.62
19.62
19.62
36.10
21.39
13.62
K4
17.31
17.31
17.31
31.85
18.87
12.02
3.2.8
变电所一次设备的选择校验
⑴
10kV侧一次设备的选择校验
a)
按工作电压选则
设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV，
=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。
b)
按工作电流选择
设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即
c)
按断流能力选择
设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即
或
对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。
d)
隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验
动稳定校验条件
或
、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值
热稳定校验条件
对于上面的分析，如表8所示，由它可知所选一次设备均满足要求。
表8
10
kV一次侧设备的选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流能力
动态定度
热稳定度
其它
装置地点条件
参数
数据
10kV
57.7A
()
1.96kA
5.0kA
一次设备型号规格
额定参数
高压少油断路器SN10-10I/630
10kV
630kA
16kA
40
kA
高压隔离开关-10/200
10kV
200A
-
25.5
kA
二次负荷0.6
高压熔断器RN2-10
10kV
0.5A
50
kA
-
-
电压互感器JDJ-10
10/0.1kV
-
-
-
-
电压互感器JDZJ-10
-
-
-
-
电流互感器LQJ-10
10kV
100/5A
-
=31.8
kA
=81
避雷针FS4-10
10kV
-
-
-
-
户外隔离开关GW4-12/400
12kV
400A
-
25kA
⑵
380V侧一次设备的选择校验
同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表9所示，所选数据均满足要求。
表9
380V一次侧设备的选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
能力
动态
定度
热稳定度
其它
装置地点条件
参数
-
数据
380V
总1320A
19.7kA
36.2kA
-
一次设备型号规格
额定参数
-
低压断路器DW15-1500/3D
380V
1500A
40kA
-
-
-
低压断路器DW20-630
380V
630A
（大于）
30Ka
(一般)
-
-
-
低压断路器DW20-200
380V
200A
（大于）
25
kA
-
-
-
低压断路HD13-1500/30
380V
1500A
-
-
-
-
电流互感器LMZJ1-0.5
500V
1500/5A
-
-
-
-
电流互感器LMZ1-0.5
500V
100/5A
160/5A
-
-
-
-
⑶
高低压母线的选择
表10
6~10变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸（m
m）
查表10得到:
10kV母线选LMY-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;
380V母线选LMY-3（808）+505，即相母线尺寸为80mm8mm;
中性线母线尺寸为50mm5mm。
3.2.9
变压所进出线与邻近单位联络线的选择
⑴
10kV高压进线和引入电缆的选择
10kV高压进线的选择校验
采用LJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。
a)
.按发热条件选择
表11
LJ型铝绞线的主要技术数据
由==57.7A及室外环境温度33°，查表11得，初选LJ-16,其35°C时的=93.5A>,满足发热条件。
b).校验机械强度
表12
架空裸导线的允许最小截面
查表得，最小允许截面积=35，因LJ-16不满足机械强度要求，而LJ-35满足要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。
由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验
采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆之间埋地敷设。
a)
按发热条件选择
表13
10KV铝芯电缆的允许载流量（A）
由==57.7A及土壤环境25°，查表得，初选缆线芯截面为25的交联聚乙烯电缆，其=90A>,满足发热条件。
b)校验热路稳定
按式，A为母线截面积，单位为；为满足热路稳定条件的最小截面积，单位为；C为材料热稳定系数；为母线通过的三相短路稳态电流，单位为A；短路发热假想时间，单位为s。本电缆线中=27500，=0.5+0.2+0.05=0.75s，终端变电所保护动作时间为0.5s，断路器断路时间为0.2s，C=77，把这些数据代入公式中得>A=25
⑵
380V低压出线的选择
1.
铸造车间
馈电给2号厂房（铸造车间）的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
a）按发热条件需选择
表14
1~3KV铝芯电缆的允许载流量（A）
由=201A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选缆芯截面120，其=212A>，满足发热条件。
b）校验电压损耗
表15
电力电缆的电阻和电抗值
图1
某机械厂总平面图
由工厂平面图量得变电所至2号厂房距离约为100m，而查表15得到120的铝芯电缆的=0.31
（按缆芯工作温度75°计），=0.07，又1号厂房的=126.3kW,=120.67
kvar，故线路电压损耗为
=5。
由此看来，对宿舍区采用LJ-185架空线路供电是不行的。为了确保生活用电的电压质量，决定采用LJ-120架空线路对宿舍区供电。查表15得LJ-120得=0.28，=0.3，因此
==10.3V
=(10.3V/380V)100=2.7I
。满足发热条件。
按规定，中性线和保护线也选25，与相线截面相同，即选用BLV-1000-125塑料导线5根。
b）
校验机械强度。查表
表18
绝缘导线线芯的允许最小截面
最小允许截面=2.5,由此上面所选25的相线满足机械强度的要求。
c）
校验电压损耗
所选穿管线，估计长度50m，而由表查得=1.36，=0.099，又仓库的P=23.6KW，Q=25.74KW，因此
==4.56
V
=(4.56V/380V)100=1.21.5
按GB50062—92规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。
（2）作为备用电源的高压联络线的继电保护装置
1.
装设反时限过电流保护。
亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。
a)
过电流保护动作电流的整定,利用式，其中=2，取=
，
=1，=0.8，
=50/5=10，因此动作电流为：
因此过电流保护动作电流整定为10A。
b)过电流保护动作电流的整定
按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。
c)过电流保护灵敏度系数
因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。
2.
装设电流速断保护
亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。
3.
变电所低压侧的保护装置
低压总开关采用DW15—1500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。
低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护，限于篇幅，整定亦从略。
⑿
降压变电所防雷与接地装置的设计
1.
变电所的防雷保护
直接防雷保护
在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。通常采用3-6根长2.5
m的刚管，在装避雷针的杆塔附近做一排和多边形排列，管间距离5
m，打入地下，管顶距地面0.6
m。接地管间用40mm×4mm
的镀锌扁刚焊接相接。引下线用25
mm
×4
mm的镀锌扁刚，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径20mm的镀锌扁刚，长1～1.5。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上的距离。
雷电侵入波的防护
在10KV电源进线的终端杆上装设FS4—10型阀式避雷器。引下线采用25
mm
×4
mm的镀锌扁刚，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端栓连接。
在10KV高压配电室内装设有GG—1A（F）—54型开关柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害。
在380V低压架空线出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。
2.
变电所公共接地装置的设计
接地电阻的要求按下表
表20
电力装置和建筑物要求的接地电阻最大值
此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：
且
其中,因此公共接地装置接地电阻
。
3.2.10
接地装置的设计
采用长2.5m、50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5
m，垂直打入地下，管顶离地面0.6
m。管间用40mm×4mm的镀锌扁刚焊接相接。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用25
mm
×4
mm的镀锌扁刚。变电所接地装置平面布置图如图9-1所示。接地电阻的验算：
满足欧的接地电阻要求。
图8
变电所接地装置平面布置图
四、总结
经过两周时间的课程设计，工厂供电课程设计就临近尾声了，我能将所学理论知识很好的运用到了实际的工程设计当中，在具体的设计过程中，真正做到了学以致用，也使自己的实际工程能力得到了很大的提高。在本次的课程设计，我主要负责的是负荷计算及无功功率计算和补偿、变电所位置选择等。如下是我都这些方面的总结：
1.
在负荷计算及无功功率计算和补偿过程中，要注意下列几点：
⑴
根据不同类型的工厂，不同类型的用电设备组及不同类型的民用建筑等，应合理选用需要系数，这对负荷计算的精确度有着决定性因素；
⑵
计算全厂用电负荷时，不论工艺设备用电设备和其它空调通风，给排水专业的用电设备以及照明及消防用电设备等，均应不能漏项，以免影响计算负荷的准确性；
⑶
合理确定，干线、车间及全厂各级有功和无功负荷的同时系数；
⑷
在计算出无功功率的补偿容量后，在工程设计中，应选取补偿容量大于计算值，并且应按实际所采用的电容器容量计算，另外，补偿总容量宜为变压器容量的20%~30%；
⑸
高供高计系统时，一定要计入变压器的有功和无功损耗，应保证功率因数在高压侧大于0.9；
⑹
关于变压器的负荷率，即平均负载率问题，一般认为变压器的负载率为60%左右时，运行效率最高，即变压器损耗最低。但由于目前我国的电费为二部制电价，即基本电价加电度电价，因此，设计中将负荷率控制在70%~85%为宜；
⑺
多层建筑或高层建筑主体内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用密闭型变压器或防腐蚀型变压器；
⑻
负荷计算中，对于变压器的容量及台数和变压器绕组结线及其类型等，应根据各工程实际情况，合理、正确选择。
2.
变电所位置选择，要注意下列几点：
⑴
变电所的位置应尽量靠近负荷中心，特别是车间变电所更应如此；
⑵
进出线方便，特别是采用架空线进出线时更应该考虑这一点；
⑶
尽量靠近电源侧，对工厂总降压变电所要特别考虑这一点；
⑷
交通运输方便，以便于变压器和控制柜等设备的运输；
⑸
尽量避开污染源或选择在污染源的上风侧；
⑹
尽量不设在有剧烈振动的场所周围；
⑺
尽量不设在低洼积水场所及其下方；
⑻
应远离有易燃易爆等危险场所，变电所与其他工业建筑之间应保持一定的防火间距；
⑼
选定变电所的位置不应妨碍工厂或车间的发展，应留有扩建的余地，适当考虑变电所本身扩建的可能。
五
附录
六、参考文献
（1）刘介才·《工厂供电设计指导》·机械工业出版社·2011年1月
（2）余键明，同向前，苏文成·《供电技术》·机械工业出版社·2013年1月
（3）李佑光，林东·《电力系统继电器保护原理》·科学出版社·2012年5月
39
篇3：操稳仿真实验报告
操稳仿真实验报告 本文关键词：仿真，实验，报告
操稳仿真实验报告 本文简介：西安交通大学汽车试验学实验报告实验名称汽车操稳性仿真学院机械工程学院班级车辆01班学号10015020姓名王放日期2013/6/20汽车操稳性仿真实验报告一、实验目的1.了解和掌握汽车操纵稳定性试验条件、试验规程、数据处理方法及试验仪器设备2.熟悉掌握Adams/Car软件的应用并能实际操作完成汽车
操稳仿真实验报告 本文内容：
西安交通大学
汽车试验学实验报告
实验名称
汽车操稳性仿真
学
院
机械工程学院
班
级
车辆01班
学
号
10015020
姓
名
王
放
日
期
2013/6/20
汽车操稳性仿真实验报告
一、实验目的
1.
了解和掌握汽车操纵稳定性试验条件、试验规程、数据处理方法及试验仪器设备
2.熟悉掌握Adams/Car软件的应用并能实际操作完成汽车操稳性仿真的全过程。
二、实验器材
Adams软件，计算机一台
三、实验步骤
（一）回正性仿真
回正性试验本质是一种方向盘阶跃仿真实验，在回正性仿真试验时，首先执行转弯行驶达到设定的稳态条件，然后将方向盘闭环控制解除，模拟试车员突然松开方向盘以研究汽车在回正力作用下的响应：分析的重点是横摆加速度等变量恢复直线行驶状态时的过渡特性。
1.设置仿真
单击File→Open→Assembly。
在Assembly
Name文本框内单击右键，指向Search（搜索）并选择/assemblies.tbl。
双击MIDI_Demo_Vehicle.asy。
单击OK按钮。
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Cornering
w/Steer
Release。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择test1_car，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择test1_car→condition_sensors→steering_wheel_angle。
得到如下曲线。
选择test1_car→chassis_velocities→longitudinal。
得到如下曲线。
选择test1_car→chassis_accelerations→lateral。
得到如下曲线。
（二）收油门转弯仿真
该仿真试验车辆在稳态回转时突然抬起油门踏板，使油门开度为0；然后以设定的角速度继续向回转圆内转向直至汽车的纵向速度小于2.5m/s。仿真分为两个阶段执行，第一阶段在圆环形车道上将车辆加速，使车辆产生设定的侧向加速度，作为收油门转弯试验前的稳态条件；第二阶段关闭油门，发动机怠速或反牵引转速，然后以设定的角速度转动方向盘使汽车的回转半径逐步减小直到仿真结束。
1.设置仿真
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Lift-Off
Turn-In。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择example_1ti，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择example_1ti→vas_streering_demand_data→value。
得到如下曲线。
选择example_1it→streering_displacements→angle_front。
得到如下曲线。
选择，单击，对曲线求导，得到如下曲线。
选择example_1it→vas_thorttle_demand_data→value。
得到如下曲线。
（三）弯道收油门仿真
弯道收油门仿真仅试验在稳态回转时油门突然关闭对车辆运动的影响，在关闭油门时，可以设置方向盘锁定或由驱动器调节转向值维持原转弯半径。从这种仿真中可以得到的车辆性能参数有航向偏移、纵向减速度、侧滑角、横摆角、倾斜角等。弯道收油门仿真对回转半径的变化比较敏感；仿真在收油门动作执行到位5s结束。
1.设置仿真
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Power-Off
Cornering。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择test_poc，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择test_poc→vas_throttle_demand_data→value。
得到如下曲线。
（四）蛇形穿越
蛇形穿越原指在路面上直线竖立一系列的标竿，让汽车在两侧多次变速穿越行驶。为了在ADAMS中实现，首先必须指定路径和车速。为简化起见，对MDI_Demo_Vehilcle_It只作单速测试：计划使用事件建模器（Event
Builder）建立事件文件后再进行文件驱动仿真。
设车速65km/h，穿越中线间距30m，偏移距3m。
1.在标准界面打开模型MDI_Demo_Vehicle_It，启动Event
Builder。
单击File→Open→Assembly。
右键→Search→/assemblies.tbl。
选择MDI_Demo_Vehicle.asy，单击打开。
单击OK按钮。
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Event
Builder。
单击File→New。
新建事件文件wangfang，单击OK按钮激活Event
Builder主界面。
核对单位设置为meter、kilogram、newton、second、degree（默认值）。在全局参数设置部分，输入初始速度为18m/s，档位等于3，static
setup为等速直行（straight，纵向加速度为零），其他默认。
2.定义微操纵
由于试验实际上只需要操作纵转向，用一个微操纵即可定义。按顺序定义转向、油门、制动、离合器、结束条件，转向的控制使用mechine+path
map。
单击Path
Map
Table
Editor进入行驶轨迹编辑器，输入如下XY坐标。
输入完成后单击redraw→fit→OK。
油门、制动控制车速维持初速度，档位和离合器采用开环控制，档位在整个微操纵期间不变，Contorl
Value为3档；离合器保持接合，Contorl
Value为0。
结束条件使用同时组成条件：满足侧向加速度等于0和纵向行驶距离大于250m。
所有选项卡设置完毕后单击保存按钮保存到当前工作目录，退出Event
Builder。
3.执行仿真
使用新建的wangfang.xml运行文件驱动仿真。单击Simulate→Full-Vencle
Analysis→File
Driven
Events。
右键→Browse。
单击OK按钮。得到下图。
按F8进入后处理。
单击wangfang→condition_sensors→yaw_angle，得到下面的曲线。
单击，再单击，单击曲线，得到下面的曲线。
单击wangfang→condition_sensors→roll_angle，得到下面的曲线。
单击，单击曲线，得到下面的曲线。
右键→Load
Animation
选择wangfang。
播放动画。
4.观察仿真结果
按F8键启动后处理模块，观察结果。
四、实验结果
（一）回正性仿真
（二）收油门转弯仿真
（三）弯道收油门仿真
（四）蛇形穿越