电力系统综合自动化技能实验装置_电力自动化创新实验台

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--关键词：电力系统综合自动化技能实验装置
ZRDL-ZHB电力系统综合自动化技能实验装置
电力系统自动化创新实验台是一个自动化程度很高的多功能实验平台，可单独使用开出多门电气工程专业课程的教学实验，多套培训系统还可组成复杂电力网系统进行综合实验、实训，并由电力自动化监控系统实现电力网综合监控。
设备入口均设有漏电保护器。
整个实验系统控制电源（包括继电器辅助电压）均采用安全电压以内的直流24V电源。实验信号要求按照电力系统二次标准输出，且严格控制输出功率，杜绝触电隐患。

1、发电机组控制屏
发电机组控制屏与发电机组相连，完成发电机组的励磁调节、调速及系统并列功能，为发电厂自动化提供条件。
发电机组控制屏由测量仪表单元、调速系统、励磁系统、准同期装置、一次接线图、三相模拟断路器、互感器、励磁整流模块、调速整流模块等组成。
测量仪表单元：包含直流电压表、直流电流表各2只，分别指示原动机电枢电压和电流、发电机励磁电压和电流；交流电压表2只，分别指示机端电压和系统电压；频率表两只，分别指示机端频率和系统频率；三相有功功率表1只，三相无功功率表1只，分别指示发电机组有功和无功负载。
设备运行参数：
设备工作电压为AC380V、50Hz。进线为三相五线制。
设备允许工作环境温度至少在-10℃－+40℃范围内。
设备允许环境相对湿度不低于85％（25℃）。
设备整机容量低于10kVA，电流小于20A。
2、电力系统综合自动化实验系统（实验台）
电力系统综合自动化实验系统实验台提供了一个典型的电力系统运行一次主系统。
实验台由模拟一次主系统、多功能微机保护装置、短路设置模块、指示仪表等构成。
设备运行参数：
设备工作电压为AC380V、50Hz。进线为三相五线制。
设备允许工作环境温度至少在-10℃－+40℃范围内。
设备允许环境相对湿度不低于85％（25℃）。
设备整机容量低于10kVA，电流小于20A。。
3、准同期装置
①、微机型同期装置：
a. 测量系统频率、机端电压、系统电压精度优于0.5%。
b. 全自动准同期合闸。
c. 半自动准同期合闸；断路器合闸时间测定。
d. 采用800*480彩色触摸屏显示，信息输入方便，相比使用按键形式输入信息更易操作，可同屏显示发电机端和系统侧的电压、频率、相角。
e. 可图形化显示发电机组电压、系统电压旋转向量。
f. 记录合闸时的前后所有电气参数（电压、电流、频率、相角等），做实验分析用。
g. 记录合闸前后10周波的机端、系统的电压电流波形，并能在显示屏上显示。
h. 装置具有网线接口，与计算机联网通信，可将以上测量参数上传计算机显示，及下载装置的各种参数。
②、三相模拟断路器：用三相交流接触器模拟实现。
③、模拟变压器：模拟升压变压器，干式变压器，400V/400V，3kVA。
4、励磁系统
①、微机型励磁装置：
a. 他励方式。
b. 具有恒机端电压、恒励磁电流、恒可控硅触发角等控制方式。
c. 具有过励限制、低励限制、V/F限制、定子电流限制等励磁限制功能。
d. 具有PT断线保护、空载过压保护和低频保护等功能。
e. 采用800*480彩色触摸屏显示，信息输入方便，相比使用按键形式输入信息更易操作，可动态显示励磁电压、电流波形。
f. 同屏显示发电机的频率、电压、电流、有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流。
g. 记录机组失稳时的所有参数（频率、电压、电流、有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流），作为实验分析用。
h. 装置具有网线接口，可与计算机联网通信，可将以上测量参数上传计算机显示，计算机可通过通信可遥调机组，及下载装置参数定值。
i. 电压调节范围：20%~120%（单机），20%~ 130%（单机试验），85%~120%（并网）。
j. 发电机电压调节精度：≤±0.5%。
k. 起励超调≤10%，甩负荷超调≤15%。
l. 调差率±15%可调。
M．具有一键起励功能
②、励磁变压器。三相变压器，原边2组触头，输出端2组触头。大于等于0.8kVA。
③、励磁整流模块：受自动励磁装置控制输出发电机励磁电压。
（1）最大输出电流：≥30A
（2）额定工作电压：380V
（3）控制电源电压：12V直流
（4）控制信号：0~10V
④、电压互感器：用来采集发电机机端电压。
变比为380V/100V。
⑤、电流互感器：用来采集发电机电流。
变比为10A/5A。
5、调速系统
①、微机型调速装置：
a. 测量发电机转速精度：≤0.2% 。
b. 测量系统功角精度：≤1° 。
c. 可进行微机自动调节和手动调节。
d. 具有一键起机功能。
e.采用800*480彩色触摸屏显示，信息输入方便，相比使用按键形式输入信息更易操作。
f. 装置具有网线接口，可上传测量结果至PC机，并可通过PC机通信调速。
②、调速变压器。三相380、400/190、210，原边2组触头，输出端2组触头；容量：≥3KVA 。
③、调速整流模块：受自动调速装置控制输出电动机驱动电流。
（1）最大输出电流：≥30A
（2）额定工作电压：380V
（3）控制电源电压：12V直流
（4）控制信号：0~10V
④、光电编码器：采用光电式旋转编码器，通过光电转换，将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。
6、多功能微机保护装置
多功能微机保护装置既可用于各种继电保护实验，也可在电力系统实验中作为线路保护装置使用。
在本系统中，多功能微机保护配置线路保护功能。
机箱结构尺寸：210mm×250mm×178mm（4U机箱）。
正常工作温度：0～40˚。
贮存及运输：  -25～70˚。
直流电源：交流电压输入：220V，允许偏差：+7%，-10%
   直流输出：5V/3A;+12V/0.5A;-12V/0.5A;24V/0.5A
频率：50Hz
过载能力：电流回路：2倍额定电流，连续工作
  10倍额定电流，允许10S
  40倍额定电流，允许1S
   电压回路：1.5倍额定电压，连续工作
功耗：交流电流：<1VA/相（In=3A）
<0.5VA/相（In=0.5A）
线路保护装置具有电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护、反时限电流保护、零序电压保护、重合闸、过负荷等功能。

	功能名称
保护功能	三段方向电流保护
	过流加速保护(前加速、后加速可选)
	反时限方向过流保护
	三相一次重合闸
	低周减载保护
	零序过压保护
	过负荷保护
	低电压保护
	失压保护
	TV断线检测
	控制回路异常告警
测控功能	遥信采集、装置遥信变位、事故遥信
	正常断路器遥控分合
	P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模拟量的遥测

采用800*480彩色触摸屏显示，信息输入方便，相比使用按键形式输入信息更易操作，可同屏显示电压、电流、频率、相角、开关位置、告警信息、动作信息等。可图形化显示开关位置。
7、发电机组
（1）、三相同步发电机：SN=2.2KVA, VN=400V
（2）、直流电动机：PN=2.5KW, VN=220V，IN=13.6A，nN=1500rpm
（3）、测速装置采用光电编码器。
（4）、调速装置测量功角
（5）、励磁方式：它励
（6）、机组同轴联接，机座部分配万向轮，既可方便移动,使用时也可固定。
8、调压器
调压器接线端子为内置
380V 9kVA三相自藕式调压器
全方位刻度盘，刻度清晰，方便操作
输出电压0-430V可调
输入电压380V±10%
额定输出电流20A
绝缘等级A级
9、负载
负载置于台体内
负载档位分为0.3kW、0.6kW、0.9kW
负载大小可通过开关投退减少或增加
采用通用功耗元件，使用寿命长，维护简便

实验项目

（一）发电机组运转实验
1. 原动机的起动与运转
2. 调速装置操作
3. 调速装置及原动机控制
（二）同步发电机组机电实验
1. 发电机组的起动与运转实验
2. 同步发电机空载实验和短路实验
3. 同步发电机V形曲线测定实验
4. 同步发电机外特性实验
（三）准同期并列运行实验
1. 微机准同期装置基本操作
1. 自动准同期条件测试实验
2. 压差、频差整定实验
4. 导前时间整定及测量实验
5. 手动准同期并网实验
6. 半自动准同期并网实验
7. 自动准同期并网实验
（四）发电机组起励实验
1. 同步发电机励磁控制
2. 微机励磁装置基本操作
（五）同步发电机励磁控制实验
1. 不同α角（控制角）对应的励磁电压实验
2. 典型方式下的同步发电机起励、并列实验
3. 伏/赫限制实验
4. 欠励限制实验
5. 同步发电机强励实验
6. 定子电流限制实验
7. 调差特性测试实验
8. 过励限制实验
9. 强励实验
10. 灭磁实验
11. 控制方式及其相互切换
（六）功率特性和功率极限测定实验
1. 无励磁调节时，功率特性和功率极限的测定实验
2. 手动进行励磁调节时，功率特性和功率极限的测定实验
3. 自动进行励磁调节时，功率特性和功率极限的测定实验
（七）电力系统暂态稳定性实验
1. 短路类型对电力系统暂态稳定性的影响实验
2. 故障切除时间对暂态稳定的影响实验
3. 有无强励对暂态稳定性影响试验
（八）单机----无穷大系统稳定运行方式
1. 单回路稳态对称运行
2. 双回路和单回路的稳态对称运行比较
3. 单回路稳态非全相运行
（九）单机带负荷实验
1. 独立系统的特性实验
2. 投、切不同负荷的实验
（十）电力系统稳定运行实验
1. 发电机启动和调整实验
2. 电力系统运行方式实验
3. 电力系统负荷调整实验
（十一）电气工程专业课程设计、毕业设计及创新科研平台
可用于进行发电厂电气、电力网、继电保护课程设计，方便地检验课程设计成果。系统通信协议开放，可作为保护、测控、变电站综合自动化等相关方向的毕业设计和创新科研平台。