本书共3部分内容：第一部分（第1~4章）介绍实验平台操作；第二部分（第5~8章）内容涵盖专业主干课程——电力系统分析、电力系统继电保护、柔性输电课程的主要内容，配套的各个仿真实例都是相关课程的主要知识点，可以使学生更好地理解与掌握课程内容，还提供仿真源程序，便于学生学习；第三部分（第9章）介绍高压变电站虚拟仿真部分的实验操作，涵盖变电站、高压直流输电等课程，旨在使学生掌握最接近电力系统实际运行状况的数字仿真工具的使用方法。

前 言 本书以电气工程及其自动化专业为主线，是“电力自动化与继电保护”“工厂供电”“建筑供配电”等相关理论课程的配套实验教材。“电力系统继电保护”与“建筑供配电”这些课程具有理论性和实践性强的特点，对提高学生分析问题和解决问题的能力具有十分重要的意义。 本书为“福建省高等院校应用型学科建设—电气工程”体系教材，立足于本科应用型人才的培养目标，着力强化学生基础训练和应用训练，旨在提高学生的工程实践能力。本书特色如下： （1）设置实验平台操作部分，锻炼学生的实际操作能力，使其掌握常规继电器的正确使用方法，学会利用相关理论对所测的实验数据进行合理分析。然后，在此基础上进行理论研究。 （2）以MATLAB/Simulink为基础，将电气工程及其自动化专业的教学过程与MATLAB软件相结合，对动态系统进行建模、仿真和分析，加强学生使用框图界面和交互仿真的能力，同时提高其使用非线性动态系统仿真工具的能力。 （3）设置高压变电站虚拟仿真实验，与实验室教学相结合，对虚拟环境在高压变电站系统中的应用进行分析。这部分实验操作灵活，运行稳定，便于实践研究。 本书在编写过程中，注重实践教学与理论教学相结合，吸取近3年来编者所在学校相关课程教学改革的新成果，突出验证性实验与设计性实验。同时，参考了部分兄弟院校的教学大纲和相关实验课程的运行情况，以满足实验教学的需要。 本书由闽南理工学院和福建能源晋江天然气发电有限公司联合编写，闽南理工学院的于雷和谭晓静担任主编，全稿由韩之刚教授主审。编写分工如下：第1～4章由于雷编写，第5、7、8章由谭晓静编写，第6章由吕凯弘编写，第9章由汪明和高婷婷编写，附录由谭晓静编写，郑清兰、王君、魏有法、陈旭东和傅泽晓参与本书的编校。在此，感谢闽南理工学院电气教研室全体教师以及电子实践中心教师提出的宝贵意见，感谢福建能源晋江天然气发电有限公司的工程技术人员对本书提供的技术支持，同时感谢王铁光副教授对本书提出的修改意见和建议。 由于编者的理论水平和实践经验有限，书中定然存在欠妥之处，恳请广大读者批评指正。 编 者 2021年3月

目 录 第1章 电力自动化及继电保护实验操作要求 1 第2章 发电厂电气部分实验 5 实验一 具有灯光和音响监视功能的断路器控制回路实验 5 实验二 重复动作手动/自动复归中央信号装置实验 11 第3章 电力自动化及继电保护实验 17 实验一 常用继电器操作实验 17 实验二 DZ/DZB/DZS系列中间继电器实验 33 实验三 6～10kV线路过电流保护实验 43 实验四 发电机低电压启动过电流保护与过负荷保护实验 49 实验五 BFY-12型负序电压继电器实验 55 实验六 自动重合闸前加速保护与继电保护配合实验 61 第4章 建筑供配电系统初步设计 70 第5章 电力系统基本模块库使用 88 实验一 电力系统SimPowerSystems模块库介绍 88 实验二 电力变压器的建模与仿真 108 第6章 电力系统分析建模与仿真实验 121 实验一 简单支路潮流分布实验 121 实验二 电力系统暂态实验 127 实验三 动态负载与三相可编程电压源实验 132 实验四 静止无功功率补偿器的仿真实验 141 第7章 电力系统故障仿真实验 150 实验一 供电系统短路故障仿真分析 150 实验二 Machine模块库的建模与仿真 164 实验三 同步电机三相短路暂态过程的数值计算与仿真 172 实验四 小电流接地系统中的单相接地仿真 184 第8章 微机继电保护实验 193 实验一 MATLAB微机保护算法辅助设计 193 实验二 方向阻抗继电器的建模与仿真 202 实验三 电力变压器微机保护 210 实验四 输电线路故障行波仿真 222 第9章 变电站虚拟仿真实验 230 实验一 二次侧熔丝熔断仿真与事故处理 230 实验二 自动重合闸仿真 238 实验三 变压器差动保护虚拟仿真 241 实验四 变压器瓦斯保护虚拟仿真 248 实验五 母线单相接地故障仿真与事故处理 254 实验六 相间短路故障与事故处理仿真 260 附录A 实操类实验报告 265 附录B 计算机仿真类实验报告 270 参考文献 274

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