电力系统及其自动化专业实习报告

前言

作为xx级电气工程及其自动化专业的一名大三学生，我于 xx年7月14日——xx年7月23日参加了由学校组织的生产实习。本次实习分为校内和校外两个阶段：7月14日至7月18日在学校听专家们的讲座，为理论部分；7月19日乘火车前往xx，7月20日至7月23日期间我们依次前往了xx供电段、xx供电段以及xx变压器厂参观实习，为实践部分。

7月14日，电气工程学院召开了实习动员大会，并由老师给我们讲解了关于电气化铁路牵引变电所的相关理论。7月15日，上午我们参观了xx电气公司，对公司的整体布局进行了初步了解；下午由老师给我们讲解了关于高压技术的相关知识，并着重给我讲解了关于‘击穿’高压的安全性问题。7月16日，是关于电力系统和分散系统及其在铁路上的应用讲座。7月17日，上午由老师主讲继电保护与综合自动化专题讲座，主要介绍了牵引供电系统中的保护，下午由董昭德老师主讲弓网受流基础讲座，着重给我们介绍了架空接触网的结构与设备，使我们对接触网有了更近一步的认识。

通过学习与专业相关的理论知识，我们基本认识和了解了电力生产的整个过程，明确了电气工程及其自动化这个专业的主要内容和发展方向，在一定程度上为专业课程的学习奠定了良好的基础、丰富了相关的理论知识。

7月19日我们以班级为单位踏上了前往xx的火车，经过近二十小时的车程于7月20日早上到达xx。之后前往xx西供电段，他们为我们提供了食宿。下午两点在xx西供电段学习楼进行了实习动员大会。在大会上，由xx供电段的杨师傅和赵师傅给我们介绍xx供电段的布局，主要功能及发展前景，并对接下来我们的是实习任务做了相关安排。动员大会的召开，标志着我们的校外实习的正式的开始。

7月21日，在xx供电段的技术人员带领下，我们先后参观了xx供电段的陈列室、变电室、期间陈列室和接触网。陈列室中展出的是由于供电段的故障导致的事故。变电室中是正在运行供电的高压设备，其中包括大容量的变压器，自动监控系统，供电备用系统等。器件室中存放的是常用的检修器件和工具。接触网则是铁路上最为壮观的供电设备。

7月22日，我们参观了xx南供电段，该处设备和xx供电段相差不大，这里不再赘述。

7月23日，我们参观了位于xx省xx市的xx变压器电气股份有限公司。xx变压器电气股份有限公司是原机械工业部定点生产220kv级及以下等级的变压器专业厂家，经过“七五”、“八五”技术改造，已具备最大容量240000kva，最高电压220kv，年产400万kva各种变压器的生产能力。在工人师傅的耐心讲解下，我们了解了电力变压器的整个生产过程和基本生产工艺，以及变压器出场试验规程及试验方法，感觉受益匪浅。当天下午，我们在xx供电段举行了实习总结大会，在大会上董老师给我总结了本次实习的不足和优点，并语重心长的给我们讲解了怎样做人的人生哲学。最后大会对在本次实习当中表现突出的同学进行了表彰，正式宣告了本次生产实习的圆满结束。

通过这次暑期实习，我收获颇多。它给生活在都市象牙塔中的我们提供了一个可以全面接触专业、了解专业的机会；可以进一步锻炼自己、发展自己、丰富自己的平台。这里我非常诚恳的感谢老师，感谢学校提供给我们这样的机会。

第一章 理论篇

第一节 《电气化铁路牵引变电所》的专题知识讲座

1. 电气化铁路发展历程

1879年5月31日，在德国柏林举办的世界贸易博览会上，由西门子和哈尔斯克公司展出了世界上第一条电气化铁路。目前，世界上共有68个国家和地区修建了电气化铁路，总里程已达258566km，约占世界铁路总营业里程（约120万km）的22.5%，承担世界铁路总运量的50%以上。也就是说仅占世界铁路总营业里程不到四分之一的电气化铁路承担着世界铁路总运量的一半以上的运输任务。

20 世纪60～70年代是世界电气化铁路发展最快的时期，平均每年修建达5000多公里。在此期间，工业发达的西欧、日本、前苏联，以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线实现了电气化，而且基本上已经成网。1964年10月日本建成世界上第一条高速电气化铁路--东海道新干线，以210km的时速令世人瞩目。1961年8月15日我国第一条电气化铁路在新建的宝成线宝鸡～凤州段正式通车。之后，由于种种原因，电气化铁路建设处于停顿状态，直到60年代末，宝成线凤州～成都段才重新上马。

20世纪80年代以后，世界上又出现了一个电气化铁路建设高潮。一些发展中国家，如中国、印度、土耳其、巴西等国的电气化铁路建设也开始快了起来。我国在“六五”、“七五”、“八五”和“九五”四个五年计划期间的二十年内，分别建成电气化铁路2507.53km、2787.10 km、3012.21km、和4783.77 km，共计13090.61km。平均每年超过650km。其中“九五”期间平均每年接近1000km。至此，我国的电气化铁路在建设里程和建设速度上都已经跃居世界前列。

2．电气化铁路的优势和基本组成

相比于传统铁路，电气化铁路有以下优点：

1、牵引功率大，便于实现高速和重载运输；

2、能源利用率高；
3、能综合利用各类能源(水、风、火、核)；

4、劳动生产率高；

5、不污染空气；

6、便于实现自动化控制；

电气化铁路系统由电力牵引系统、公务系统（土木工程）、电务系统（通信与信号）三个部分构成。其中，电力牵引系统由牵引供电系统和电气列车及其机务系统组成。牵引供电系统又分为牵引变电所和牵引网两大部分。牵引变电所、牵引网、电动列车称作电气化轨道交通的三大元件。

第二节 《高压电技术》的专题知识讲座

1. 变压器冲击穿电压的影响因素

变压器在高压电技术中是不可或缺的元器件，其造价是非常昂贵的。所以对于变压器的维护更是不可忽视，变压器经常容易出现的问题就是被击穿，这里我们先不讨论变压器内部构造的缺陷问题，主要看一下外部因素。变压器被击穿，原因可能有：雷电引起变压器外部或内部绝缘损坏，严重时变压器被击穿，击穿往往发生在高压线圈端部和中性点；输配电网上发生短路，变压器受10几倍的短路电流的冲击，巨大的电动力使变压器动稳定被破坏。造成匝间、饼间或层间的线匝短路，进一步破坏了线圈的稳定。严重时，线圈崩溃；变压器长期严重过负荷运行，使变压器线圈的最热点温度超过绝缘能承受的限度，是线圈的热稳定被破坏。线圈变形、线匝短路而烧毁变压器；长期过电压运行，线圈绝缘的薄弱部分，产生局放以至于被击穿。

2. 变压器冲击传电压的提高方法

首先我们在使用电气设备之前一定要保证电气设备在正常的工作状态下，才能让设备正常启动。其次是在变压器工作时通过判断变压器运行的声音来判断变压器是否工作在正常状态，正常情况下的变压器应是均匀的“嗡嗡”声。如果产生不均匀声音或其它异音，都属不正常的。变压器出现强烈而不均匀的噪声且振动很大，该怎样处理？压器出现强烈而不均匀的噪声且振动加大，是由于铁芯的穿心螺丝夹得不紧，使铁芯松动，造成硅钢片间产生振动。振动能破坏硅钢片间的绝缘层，并引起铁芯局部过热。如果有“吱吱”声，则是由于绕组或引出线对外壳闪络放电，或铁芯接地线断线造成铁芯对外壳感应而产生高电压，发生放电引起。放电的电弧可能会损坏变压器的绝缘，在这种情况下，运行或监护人员应立即汇报，并采取措施。如保护不动作则应立即手动停用变压器，如有备用先投入备用变压器，再停用此台变压器。

3. 液体和固体介质的击穿

电气设备对液体介质的要求是电气性能较好，例如绝缘强度高、电阻率高、介质损耗及介电常数小；其次还要求散热度和流动性能好，即粘度低、导热好、物理及化学性质稳定、不易燃、无毒及其他特殊要求。

固态电介质包括晶态电介质和非晶态电介质两大类，后者包括玻璃、树脂和高分子聚合物等，是良好的绝缘材料。影响固体电介质击穿电压的主要因素有：电场的不均匀程度，作用电压的种类及施加的时间，温度，固体电介质性能、结构，电压作用次数，机械负荷，受潮等。

第三节 《电力系统》专题知识讲座

1. 电力工业的主要特点与电力系统的基本组成

电力工业指的是生产、输送和分配电能的工业部门，包括发电、输电、变电、配电等环节。电力生产过程是连续的，发、输、变、配电和用电是在同一瞬间完成的。因此发电、供电、用电之间必须随时保持平衡需要统一调度和分配。

电力系统是由电压不等的电力线路将一些发电厂和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。

2. 我国电力系统的基本布局

目前，全国（除台湾省外）已形成东北、华北、华东、华中、西北和南方联营六大跨省（区）电网，以及山东、福建、四川、海南、新疆和西藏等省（区）独立电网。一个初步现代化的电力工业技术体系已经建立起来。

目前，大陆电网除西北采用330kv/750kv电压序列外，其它电网均采用220kv/500kv电压序列。东北、华北和华中实现了同步联网，华中与西北、华东和南方电网通过直流实现联网，形成了北起东北伊敏、南抵四川二滩的链型同步电网。随着电力工业的发展，大陆电网将成为世界上最庞大、复杂和技术最先进的电网，其特征是：拥有世界上最大规模的电站－三峡电站（最终装机将达2240万千瓦）；世界上最大的电源基地－西南水电基地（外送规模将达7000万千瓦左右）；拥有世界上平均海拔最高的750kv电网；将建设百万伏级交流和±800kv直流输电工程，拥有当今世界上最高运行电压的交直流电网；将构成以特高压交直流为骨干网架的国家电网，形成世界上最大规模的远距离输电（通过特高压交直流电网传送的容量可能超过200gw）；可能形成世界上规模最大的同步电网（华北－华中－华东同步电网）；是世界上直流输电规模最大的国家（容量在1gw以上的直流输电工程有20多个，比世界上此类规模的直流输电工程总和还多）；形成国家、大区和省三级电力市场；按国家、大区、省、地（市）、县五级调度。

大陆电力工业的产业政策是：大力发展水电，优化发展火电，加快发展核电，因地制宜地积极发展风电、太阳能等可再生能源发电，加快发展电网。同时，坚持建设与节约并重，把节约用电放在优先位置，加强电力需求侧管理，提高资源利用效率；大力推进技术进步和产业升级，提高关键设备制造和供应能力。

3.智能电网

智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。　　智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。

智能电网的研究还要经历一个很长的时间，但我相信“智能”不会是梦。

第四节 《自律分散系统及其在铁路上的应用》的专题知识讲座

1.自律分散系统简介

自律分散系统（autonomous decentralized system，简称ads）是近年来才逐渐发展起来的一个新的系统概念。它突破了原来传统集中式分布式的c/s模型，建立了全新的系统模型。在这一系统中所有的单元（子系统）都是独立平等的，它们之间不存在任何隶属关系。各个单元都能独立完成各自的任务而不受其他单元的干预。同时各个单元之间也能协调工作来实现整个系统的运行。这就是自律分散系统的两大特性：自律可控性和自律可协调性。

2．自律分散系统的技术

自律分散系统的技术主要包括在线扩展、在线维护和容错技术。

在线扩展指系统在线扩展包括原子节点和系统两个层次上的扩展。对于原子内部软件模块的扩充，它只需在系统内部的内容码表中注册上新的内容码而不需报告给其他原子。因此这种在线修改不会影响到其他原子的运行，并且也不会影响原子内部其他软件模块的执行。对于系统级的扩展，也含有两种类型。同构的系统扩展只需简单将其数据域合并，所有数据信息都在合并后的数据域进行广播。而杂合系统的扩展则需要网关。对于杂合系统a和b的连接扩展，可以将其中任何一个系统和网关视为一整体看作是另一系统原子节点。如此，a可以根据登记在网关中b所需的内容码将相应的信息广播到b的数据域中去。反之b也可将a所需的信息传送给a的数据域。在网关中注册登记内容码不会影响到两个系统的正常运行。

　　在线维护指自律分散系统在运行的同时可进行部分子系统或其内部软件模块的测试。运行的原子节点发出的信息分为两类：在线信息和测试信息。相对应地，运行的原子节点也分为在线和测试两种状态。并且规定：在线节点只接收在线信息，而测试节点两种信息都接收。因而处于测试状况的节点不会干扰在线节点的正常运行，同时它又可以接收在线信息进行单个测试或接收测试信息进行联合测试。

　　容错指自律分散系统的系统结构及其数据驱动机制使软件模块可以自由地异步执行。实际中，我们根据每一软件的重要程度来决定其复制数量。因此可以在系统中的不同子系统中安置多个复制的软件模块，这些所有相同的软件模块都在独立运行并独立接收和发送信息。其中某些模块可能处于故障状态，因此其发送的信息可能是错误信息，而另外一些模块仍在正常运行，发送正确信息。使用这些信息的软件模块如何从所有这些信息中挑选正确的以供自己使用，需要通过两步来完成。一是选取所有复制模块的“同一数据”（时间上同步）；另一步是从“同一数据”中选取正确的数据。解决的办法是使用“事件序号机制”和“投票机制”。通过以上的处理途径很好地解决了以往使用备用容错技术出现的问题，即本身切换装置出现故障，无法使用备用。ads系统在处理容错问题时，不存在任何中间切换装置，即故障软件可和正常软件同时运行，运用谁的信息的决定权完全取决于接收者。从这一意义上讲，它实现了真正的容错。

第二章 总结篇

为期十余天的生产实习轰轰烈烈地结束了。虽然实习的时间并不是很长，但对自己却有着不小的震撼。这次实习不仅是一个知识的学习与运用，也是久居校园象牙塔的我们即将走向单位走进社会的一次尝试和一种过渡。从中我不仅学会了很多的专业知识，同时也学到了不少的社会经验，现在总结如下：

专业知识方面。在生产实习过程中，我除了学习到了发电、输电、配电、用电各个部分的理论知识外，逐渐形成了对电力系统的总体认识，了解了发电厂和变电所的类型及特点、轨道交通的基本概况，进一步提高了电力系统及其自动化专业方面的素质。

实践出真知。在学校里学了很多门课程，总觉得自己学到了很多有用的东西，但是到了工作中，真正要用到这方面的东西时，才发现其实什么都不会。使我第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际的相结合，让我们大开眼界，也算是对以前所学知识的一个初体验哟。这次生产实习对于我们以后学习、找工作也将是受益菲浅的。这次生产实习使我更新、更高、更深地认识到了实践的重要。只有通过实践才能真正理解那些理论知识，才能认识到知识的重要性，只有通过实践才能检验自己的能力和水平，才能促进自己的进步和全面发展。

注重细节，安全第一。记得在xx西供电段的时候曾经参观过那里的陈列室。那里面展出的是曾经在供电段出现的各种事故案例，其中不乏工作人员的疏忽所酿成的惨剧，除了造成各种严重的经济损失外，他们自身的生命安全也受到了不同程度的伤害。那里的一个个血的教训，像一面镜子一样检验着员工们的工作态度，同时也给我们实习学生敲响了警钟，今后的工作生活中，要时刻注意细节、做事要细致入微、牢记安全第一，这样是为自己好，也是为他人好。

端正态度，学会坚持。这是我从实习处带领我们的师傅身上得到的。通过那短短几天的跟随实习，他们身上的这种闪光点，已经深深打动了我们。xx的日照很强烈，很多学生打着伞懈怠地在一旁打酱油，而他们却还是耐心的给我们讲授接触网、供电线路等设备的结构、用途及作用。有一个师傅在下午带完我们之后匆匆的去加班了，其实他本可以休息的，但他担心会拖累其他人的整体进度，这里我再一次深深地感动了。在xx南的时候遇到师傅，他羡慕的说现在的大学生很幸福，他说他没有这么高的学历，他从单位的最底层做起，脏活累活，雨天阴天，他就这么一步步的坚持过来了。他的心态，他的坚持，给即将面临择业的我们提供了一种借鉴。既体面有高薪的工作没有那么多的，关键是我们要看得起自己的工作，用一种良好的心态去对待，即使会遇到困难，要学会坚持，相信付出了总会得到回报的。

当然这次的实习也存在一定的不足之处，比如个人感觉时间上有些仓促，没有留给我们多余的时间去实际动手操作一些东西，感到很遗憾。另外，我自身也存在许多缺点亟需改正，比如缺乏经验，从而导致了很多问题而不能理清思路很好的去解决；在学习和实践的过程中共不能抓住重点。不过，我相信这次实习之后，我会不断反思和感悟，从而不断进步。

总而言之，这次生产实习活动，使我逐步了解了社会，开阔了视野，增长了才干，并在社会实践活动中认清了自己的位置，发现了自己的不足，对自身价值有了客观的认识。作为一名即将走上工作岗位的大三学生，这次实习是我们找打自己定位的平台。非常感谢电气工程学院提供给我们这样的一次机会，非常感谢xx供电站的热情接待和指导，非常感谢带队老师在这次实习中为我们做出饿牺牲和奉献，非常感谢这次实习圆满的结束。