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電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺

LG-DLN02型 電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺

電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺

一、技術性能：

1.系統(tǒng)分別由2臺實際運行的發(fā)電機組模擬，配套的2套電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺中的控制部分可分別對發(fā)電機組實現(xiàn)就地控制，各發(fā)電機組的主回路分別接至系統(tǒng)模擬電網(wǎng)，并與無窮大系統(tǒng)聯(lián)接。電網(wǎng)上聯(lián)接有可調負荷，負荷類別有："純電阻性負荷"，"感性負荷"和"純電感性負荷"。根據(jù)發(fā)電機廠的個數(shù)和輸電線路的不同，用戶可靈活調整電力網(wǎng)結構。

二、系統(tǒng)組成：

    系統(tǒng)采用兩種控制方式，一種采用工業(yè)現(xiàn)場的控制設備實現(xiàn)功能；另一種采用PC機配采集卡實現(xiàn)功能，包括信號轉換裝置，多通道數(shù)據(jù)采集卡及相應的切換開關。

（一）采用工業(yè)現(xiàn)場的控制設備實現(xiàn)功能：

系統(tǒng)包括：發(fā)電機組、實驗操作臺、實驗控制屏、無窮大系統(tǒng)、三相可調負載箱。系統(tǒng)仿工業(yè)化現(xiàn)場設計，一次線路需與自動控制部分分開設計。

1.發(fā)電機組:

    由三相同步發(fā)電機、直流電動機、測速裝置和功角指示器組成。采用直流電動機模擬汽輪機，所有配件均固定在可移動的推車上，方便學生做實驗。具體參數(shù)如下：

（1）三相同步發(fā)電機：SN=2.5KVA, VN=400V，nN=1500rpm

（2）直流電動機：PN=3KW, VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm

（3）測速裝置采用1024點光電編碼器。

（4）功角指示器采用特制頻閃燈、標刻度圓盤和指針構成。

2.實驗操作臺:

    實驗操作臺由輸電線路單元、測量儀表單元、微機線路保護測控裝置和合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置等構成。

（1）輸電線路單元：采用雙回輸電線路，每條輸電線路分兩段，并設置有中間開關站，可以構成四種不同聯(lián)絡阻抗。

（2）測量儀表單元：電壓表3只，電流表3只，三相有功功率表1只，三相無功功率表1只，功率因數(shù)表1只和同期表1只。

（3）微機線路保護測控裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）：適用于110KV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護、測量及控制。具體要求如下：三段式相間過流保護：定時限/反時限特性，方向元件閉鎖，低電壓元件閉鎖；三段式零序過流保護：定時限/反時限特性，零序方向元件閉鎖，零序電壓元件閉鎖；獨立的加速保護：相電流加速，零序電流加速；低頻減載：滑差閉鎖，低電壓閉鎖；低壓減載；過負荷保護；三相一次重合閘：重合閘充電指示，非同期/檢同期/檢無壓方式，檢同期時母線電壓自動適應線路側電壓，勿需整定電壓相別；接地選線：接地告警3U0/3I0，集中/分散選線；采集和顯示電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、頻率；4路脈沖量；16路遙信量；遙控分合、閉鎖及遠方定值修改；保護投入/退出，遠方定值區(qū)切換，還具有故障錄波，事件記錄功能，通信功能，可上傳測量保護及故障信息。

（4）合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置：可設置并網(wǎng)斷路器合閘時間、三相輸電線路短路類型和短路時間，還可觀測暫態(tài)電流、電壓波形。

3.實驗控制屏:

    實驗控制屏由儀表單元、微機調速器裝置、微機準同期裝置、微機勵磁裝置、常規(guī)勵磁裝置、數(shù)字存儲示波器組成。

（1）儀表單元：直流電壓表、直流電流表各2只，分別指示原動機電樞電壓和電流、發(fā)電機勵磁電壓和電流。交流電壓表1只，指示控制柜工作電源電壓。

（2）微機調速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調節(jié)、手動數(shù)字調節(jié)、微機自動調節(jié)、過速保護功能；具有測量、顯示機組轉速、電網(wǎng)頻率功能；

（3）微機勵磁調節(jié)器裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：勵磁方式分為自并勵、它勵兩種；具有恒UF、恒IL、恒α、恒Q 四種自動調節(jié)功能；具有定子過電壓保護、過勵限制、瞬時過電流限制、欠勵限制和伏赫限制功能；液晶顯示，中文菜單操作；在線修改控制參數(shù)和存儲功能。

（4）微機準同期裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：全自動準同期和半自動準同期方式可選，全自動方式下具有自動調頻調壓功能，半自動時閉鎖自動調頻調壓功能；實時顯示發(fā)電機和系統(tǒng)的壓差和頻差；液晶顯示，中文菜單操作；在線整定和修改頻差、壓差允許值和導前時間；具有波形觀測孔，可觀察合閘脈沖相對于三角波的位置、發(fā)電機電壓波形、系統(tǒng)電壓波形和矩形波波形等。． 

（5）常規(guī)勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節(jié),具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued；面板上設置有觀測波形的測試孔；具有*小，*大勵磁電流值的限制；能適應多種反饋及保護信號的輸入。

（6）數(shù)字存儲示波器：帶寬≧60MHz,實時采樣率≥2GS/s，含8通道邏輯儀，數(shù)模信號同時進行分析。

4.無窮大系統(tǒng)：采用自耦調壓器模擬無窮大系統(tǒng)，具體參數(shù)：副邊0-430V可調。

5.三相可調負載箱

（1）采用柜式結構，配有腳輪可移動。包括阻性負載和感性負載。

（2）阻性負載包括一組3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式電阻，兩組3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式電阻，一組3×320Ω/1A（0.5kW）板式電阻和兩組3×160Ω/2A 1kW板式電阻，通過開關投切可調節(jié)阻性負載的大小。

（3）感性負載由三個200mH的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過開關投切可調節(jié)感性負載的大小。

（二）采用PC機配采集卡實現(xiàn)功能

1.信號轉換裝置硬件資源如下：

（1） 13路模擬量輸入；

（2） 1路模擬量輸出；

（3） 17路開關量輸入；

（4） 24路開關量輸出。

2.多通道數(shù)據(jù)采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，6位數(shù)據(jù)采樣，4路模擬量輸出，48路開關量。

三、實驗項目：

1.原動機的起動與運轉

（1） 調速裝置操作原理實驗

（2） 調速裝置及原動機控制運轉

2.發(fā)電機機電特性實驗

（1） 發(fā)電機的空載特性曲線測試

（2） 發(fā)電機的短路特性曲線測試

（3） 發(fā)電機的負載特性實驗

（4） 同步發(fā)電機直軸參數(shù)的離線測定

（5） 同步發(fā)電機參數(shù)的在線測定

（6） 同步發(fā)電機靜態(tài)安全運行極限的測定

3.同步發(fā)電機勵磁控制實驗

（1） 微機勵磁裝置基本操作實驗

（2） 不同α角（控制角）勵磁電壓波形觀測實驗

（3） 同步發(fā)電機起勵實驗

（4） 控制方式及其相互切換實驗

（5） 逆變滅磁和跳滅磁開關滅磁實驗

（6） 伏赫限制實驗

（7） 欠勵限制實驗

（8） 同步發(fā)電機強勵實驗

（9） 調差特性實驗

（10） 過勵限制實驗

4.準同期并列運行

（1） 微機準同期裝置基本操作實驗

（2） 自動準同期條件測試

（3） 線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測試

（4） 導前時間整定及測量方法

（5） 壓差、頻差和相差閉鎖與整定

（6） 手動準同期并網(wǎng)實驗

（7） 半自動準同期并網(wǎng)實驗

（8） 自動準同期并網(wǎng)實驗

5.單機--無窮大系統(tǒng)穩(wěn)定運行方式實驗

（1） 單回路穩(wěn)態(tài)對稱運行實驗

（2） 雙回路和單回路的穩(wěn)態(tài)對稱運行比較實驗

（3） 單回路穩(wěn)態(tài)非全相運行實驗

6.單機帶負荷實驗

（1） 獨立系統(tǒng)的特性實驗

（2） 投、切不同負荷的實驗

（3） 甩負荷實驗

7.電力系統(tǒng)功率特性（功角）和功率極限（靜態(tài)穩(wěn)定性）實驗

（1） 無調節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定

（2） 手動調節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定

（3） 微機自并勵時，功率特性和功率極限的測定

（4） 微機他勵時，功率特性和功率極限的測定

（5） 單回路、雙回路輸送功率與功角關系實驗

（6） 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性實驗

8.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實驗

（1） 短路類型對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實驗

（2） 故障切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響實驗

（3） 有無強勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性影響試驗；

（4） 線路重合閘及其對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實驗；

（5） 同步發(fā)電機異步運行和再同步實驗

（6） 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施

9.電力系統(tǒng)運行實驗

（1） 發(fā)電機啟動和調整實驗

（2） 電力系統(tǒng)運行方式實驗

（3） 電力系統(tǒng)負荷調整實驗

10.電力系統(tǒng)分析實驗

（1） 電力系統(tǒng)潮流計算分析實驗

（2） 電力系統(tǒng)故障計算分析實驗

（3） 切機、切負荷等穩(wěn)定實驗

11.電力系統(tǒng)調度自動化實驗

（1） 電力系統(tǒng)實時監(jiān)控

（2） 電力網(wǎng)的電壓和功率分布實驗

（3） 電力系統(tǒng)有功功率調整實驗

（4） 電力系統(tǒng)無功功率調整實驗

（5） 電網(wǎng)運行方式變化

（6） 電力系統(tǒng)調度運行實驗

（7） 遙控、遙測、遙信、遙調四遙實驗

 

電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺
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