電力系統(tǒng)自動化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備

來源：作者：發(fā)布時間：2018-8-7 10:52:25

電力系統(tǒng)自動化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備

電力系統(tǒng)自動化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備是一個高度自動化的、開放式多機(jī)電力綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，將多個實(shí)驗(yàn)平臺聯(lián)接成一個大的電力系統(tǒng)，由電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺、電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺、電氣控制及繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)臺組成

（一）電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺

1、系統(tǒng)要求

（1）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安全可靠、操作方便靈活，既是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)平臺又可作為老師的科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

（2）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，一體化設(shè)計，無外掛件，方便管理和學(xué)生操作。

（3）綜合實(shí)驗(yàn)臺具有各種微機(jī)自動裝置和對應(yīng)的各種手動控制裝置，便于學(xué)生進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。

（4）核心控制（如勵磁調(diào)節(jié)器）和微機(jī)線路保護(hù)裝置，采用32位DSP芯片或其它單片機(jī)為核心控制器.

2、技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)

（1）三相同步發(fā)電機(jī)(SN=2.5KVA，VN=400，nn=1500r.p.m)

（2）直流電動機(jī)(PN=2.2KW，VN=220V)

（3）具有中間開關(guān)站的雙回路輸電線路(xL1=xL2=20Ω，xL3=xL4=40Ω)模型

（4）15KVA三相自耦調(diào)壓器模擬無窮大系統(tǒng)

（5）4KVA整流變壓器，調(diào)速、勵磁等部件采用插件式結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)。

（6）微機(jī)調(diào)速裝置（采用插件式結(jié)構(gòu)）。

測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度優(yōu)于0.2%；測量系統(tǒng)功角精度優(yōu)于1度；手動模擬調(diào)節(jié)；微機(jī)自動調(diào)節(jié)；微機(jī)手動調(diào)節(jié)。

（7）微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器（采用插件式結(jié)構(gòu)）

采用32位DSP芯片或其它單片機(jī)為核心控制器的微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)手動、它勵、自并勵方式；恒電壓、恒電流、恒無功、恒a四種控制方式；三種勵磁限制功能；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)功能并且有省級科學(xué)院的對PSS功能的檢測報告；通訊功能；多種波形的觀測。

（8）發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整范圍

20%~120%（單機(jī)），20%~ 130%（單機(jī)實(shí)驗(yàn)），85%~120%（并網(wǎng)）；發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度：0.5%UN；起勵超調(diào)小于10%UN，甩負(fù)荷超調(diào)小于15%UN；調(diào)差率±15%可調(diào)，檔距小于0.1%；測控頻率10Hz，即每工頻周波測量和控制輸出各兩次。

（9）微機(jī)準(zhǔn)同期控制器

測量系統(tǒng)頻率，機(jī)端電壓，系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.5%；全自動準(zhǔn)同期合閘；半自動準(zhǔn)同期合閘；斷路器合閘時間測定；多種參數(shù)的修改；通訊功能；多種波形的觀測。

（10）微機(jī)保護(hù)裝置（采用插件式結(jié)構(gòu)）

采用32位DSP芯片或其它單片機(jī)為核心控制器的微機(jī)線路測控裝置具有三段式電流保護(hù)功能；故障電流波形觀測；微機(jī)自動重合閘功能；電流測量值優(yōu)于1%。

（11）可以實(shí)現(xiàn)與微機(jī)聯(lián)接通訊。

3、能完成的實(shí)驗(yàn)

（1）發(fā)電機(jī)啟動和調(diào)整實(shí)驗(yàn)；

（2）運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)；

（3）負(fù)荷調(diào)整實(shí)驗(yàn)；

（4）手動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；

（5）半自動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；

（6）全自動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；

（7）偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘實(shí)驗(yàn)；

（8）整定不同恒定越前時間合閘實(shí)驗(yàn)；

（9）各種信號波形觀測；

（10）不同a（控制角）的勵磁電壓波形觀測實(shí)驗(yàn)；

（11）同步發(fā)電機(jī)起勵實(shí)驗(yàn)；

（12）控制方式及其相互切換實(shí)驗(yàn)；

（13）逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)；

（14）伏赫限制實(shí)驗(yàn)；

（15）同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵實(shí)驗(yàn)；

（16）欠勵限制實(shí)驗(yàn)；

（17）調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)；

（18）過勵限制實(shí)驗(yàn)；

（19）單回路穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；

（20）雙回路與單回路的穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)；

（21）單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；

（22）單回路不對稱穩(wěn)態(tài)短路運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)；

（23）勵磁調(diào)節(jié)器對靜態(tài)穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)；

（24）無調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定；

（25）手動調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限測定；

（26）微機(jī)自并勵時，功率特性和功率極限的測定；

（27）微機(jī)它勵時，功率特性和功率極限的測定；

（28）單回路、雙回路輸送功率與功角關(guān)系實(shí)驗(yàn)；

（29）短路類型對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實(shí)驗(yàn)；

（30）故障切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響實(shí)驗(yàn)；

（31）有無強(qiáng)勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)；

（32）線路重合閘及其對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)；

（33）同步發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行和再同步實(shí)驗(yàn)；

（34）單機(jī)帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)；

（35）單機(jī)帶負(fù)荷與單機(jī)無窮大系統(tǒng)時頻率特性實(shí)驗(yàn)。

（二）電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺

1、系統(tǒng)要求

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安全可靠、操作方便靈活，既是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)平臺又可作為老師的科研實(shí)驗(yàn)裝置。

平臺采用一體化設(shè)計，整體要求美觀大氣，采用全鋼優(yōu)質(zhì)噴塑材料，所有觀測、測量、操作組成部分均集中在監(jiān)控臺上面，方便操作及觀測。

2、功能及特點(diǎn)

電力系統(tǒng)綜合自動化微機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個高度自動化的、開放式多機(jī)電力網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它建立在電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺的基礎(chǔ)之上，將多個實(shí)驗(yàn)平臺聯(lián)接成一個大的電力系統(tǒng)，由3~6臺電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺及6條輸電線路和3組負(fù)荷組成，構(gòu)成一個靈活多變的環(huán)型電網(wǎng)，便于理論計算和實(shí)驗(yàn)分析。每條輸電線路和負(fù)荷都配有微機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)電力監(jiān)測儀，可以顯示各支路的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)共計30多個電量，并且都通過RS485通訊口與微機(jī)相聯(lián)，實(shí)時顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，以及各開關(guān)的動作情況。完成報表打印，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等電力系統(tǒng)調(diào)度自動化功能。

3、技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)

（1）監(jiān)控管理的工業(yè)控制計算機(jī)一臺；

（2）模擬500kV、220kV電壓等級的六條輸電線路模型；

（3）模擬感性或阻性負(fù)荷三套；

（4）模擬4~6個發(fā)電廠的接口；

（5）具有88個輸入/輸出口的可編程序控制器一臺；

（6）九臺微機(jī)型標(biāo)準(zhǔn)電力監(jiān)控儀，測定電流、電壓、有功、無功等三十多個參數(shù)；

（7）通訊功能，實(shí)現(xiàn)整個電力系統(tǒng)的四遙功能；

（8）打印報表及系統(tǒng)數(shù)據(jù)；

（9）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化功能；

（10）監(jiān)控軟件采用工業(yè)組態(tài)軟件并且可以與上層20臺以上計算機(jī)組網(wǎng)。

4、能完成的實(shí)驗(yàn)

（1）電力系統(tǒng)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)；

（2）切機(jī)、切負(fù)荷等穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)；

（3）電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整實(shí)驗(yàn)；

（4）電力系統(tǒng)潮流分析實(shí)驗(yàn)；

（5）電力系統(tǒng)故障計算分析實(shí)驗(yàn)；

（6）電力系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控；

（7）電力系統(tǒng)有功功率平衡和頻率調(diào)整實(shí)驗(yàn)；

（8）電力系統(tǒng)無功功率平衡和電壓調(diào)整實(shí)驗(yàn)；

（9）電力網(wǎng)的電壓和功率分布實(shí)驗(yàn)；

（10）遙控、遙測、遙信、遙調(diào)四遙實(shí)驗(yàn)。

（三）電氣控制及繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)臺

1、系統(tǒng)要求

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安全可靠、操作方便靈活，既是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)平臺又可作為老師的科研平臺。

當(dāng)配上位機(jī)和編程軟件時，學(xué)生可以參與編程，而不影響裝置性能。

2、技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)

1）具有常規(guī)電磁型電流、電壓、功率方向、阻抗、差動、負(fù)序、重合閘等繼電器既可完成單個繼電器特性實(shí)驗(yàn)，又可完成多種繼電器的組合實(shí)驗(yàn)。

2）具有微機(jī)線路保護(hù)測控裝置一套，可完成電流、電壓保護(hù)；具有微機(jī)變壓器測控保護(hù)裝置一套；具有微機(jī)阻抗保護(hù)測控裝置一套共三套保護(hù)測控裝置。該微機(jī)保護(hù)測量值優(yōu)于1%。三套微機(jī)保護(hù)測控裝置應(yīng)采用32位DSP或其它單片機(jī)芯片為核心控制器。

3）要求具有很好的綜合性，既可做保護(hù)實(shí)驗(yàn)，又可做二次控制實(shí)驗(yàn)，并帶有聲光警示；結(jié)合教學(xué)與課程設(shè)計，既可用電磁型差動繼電器做實(shí)驗(yàn)，也可用整流型差動繼電器做實(shí)驗(yàn)。

4）三相移相器

（1)輸入電壓：三相0~150V /50Hz

（2)輸出電壓：三相0~150V/50Hz

（3)最大輸出電流：5A

（4)移相范圍：±180°，調(diào)節(jié)步長為1°

5）具有聯(lián)網(wǎng)、通訊功能。

6）輸入電源：380V±10% 50Hz，容量不大于9KVA。

7）工作環(huán)境：溫度－10℃～＋40℃　相對濕度＜85%（25℃）。

3、能完成的實(shí)驗(yàn)

主要用途為電氣工程及其自動化專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及某些研究課題提供實(shí)驗(yàn)條件。自主創(chuàng)新能力，它能完成下述實(shí)驗(yàn)：

1）各種常規(guī)繼電器特性實(shí)驗(yàn)；