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電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺

LG-DLN02型 電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺

電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺

一、技術(shù)性能：

1.系統分別由2臺實(shí)際運行的發(fā)電機組模擬，配套的2套電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺中的控制部分可分別對發(fā)電機組實(shí)現就地控制，各發(fā)電機組的主回路分別接至系統模擬電網(wǎng)，并與無(wú)窮大系統聯(lián)接。電網(wǎng)上聯(lián)接有可調負荷，負荷類(lèi)別有："純電阻性負荷"，"感性負荷"和"純電感性負荷"。根據發(fā)電機廠(chǎng)的個(gè)數和輸電線(xiàn)路的不同，用戶(hù)可靈活調整電力網(wǎng)結構。

二、系統組成：

    系統采用兩種控制方式，一種采用工業(yè)現場(chǎng)的控制設備實(shí)現功能；另一種采用PC機配采集卡實(shí)現功能，包括信號轉換裝置，多通道數據采集卡及相應的切換開(kāi)關(guān)。

（一）采用工業(yè)現場(chǎng)的控制設備實(shí)現功能：

系統包括：發(fā)電機組、實(shí)驗操作臺、實(shí)驗控制屏、無(wú)窮大系統、三相可調負載箱。系統仿工業(yè)化現場(chǎng)設計，一次線(xiàn)路需與自動(dòng)控制部分分開(kāi)設計。

1.發(fā)電機組:

    由三相同步發(fā)電機、直流電動(dòng)機、測速裝置和功角指示器組成。采用直流電動(dòng)機模擬汽輪機，所有配件均固定在可移動(dòng)的推車(chē)上，方便學(xué)生做實(shí)驗。具體參數如下：

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

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

（3）測速裝置采用1024點(diǎn)光電編碼器。

（4）功角指示器采用特制頻閃燈、標刻度圓盤(pán)和指針構成。

2.實(shí)驗操作臺:

    實(shí)驗操作臺由輸電線(xiàn)路單元、測量?jì)x表單元、微機線(xiàn)路保護測控裝置和合閘時(shí)間設置、短路故障類(lèi)型設置及短路時(shí)間設置等構成。

（1）輸電線(xiàn)路單元：采用雙回輸電線(xiàn)路，每條輸電線(xiàn)路分兩段，并設置有中間開(kāi)關(guān)站，可以構成四種不同聯(lián)絡(luò )阻抗。

（2）測量?jì)x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(wú)功功率表1只，功率因數表1只和同期表1只。

（3）微機線(xiàn)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及以下系統饋電線(xiàn)路的保護、測量及控制。具體要求如下：三段式相間過(guò)流保護：定時(shí)限/反時(shí)限特性，方向元件閉鎖，低電壓元件閉鎖；三段式零序過(guò)流保護：定時(shí)限/反時(shí)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(guò)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(wú)壓方式，檢同期時(shí)母線(xiàn)電壓自動(dòng)適應線(xiàn)路側電壓，勿需整定電壓相別；接地選線(xiàn)：接地告警3U0/3I0，集中/分散選線(xiàn)；采集和顯示電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數、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(shí)間設置、短路故障類(lèi)型設置及短路時(shí)間設置：可設置并網(wǎng)斷路器合閘時(shí)間、三相輸電線(xiàn)路短路類(lèi)型和短路時(shí)間，還可觀(guān)測暫態(tài)電流、電壓波形。

3.實(shí)驗控制屏:

    實(shí)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、常規勵磁裝置、數字存儲示波器組成。

（1）儀表單元：直流電壓表、直流電流表各2只，分別指示原動(dòng)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(dòng)模擬調節、手動(dòng)數字調節、微機自動(dòng)調節、過(guò)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(dòng)調節功能；具有定子過(guò)電壓保護、過(guò)勵限制、瞬時(shí)過(guò)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(xiàn)修改控制參數和存儲功能。

（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(dòng)準同期和半自動(dòng)準同期方式可選，全自動(dòng)方式下具有自動(dòng)調頻調壓功能，半自動(dòng)時(shí)閉鎖自動(dòng)調頻調壓功能；實(shí)時(shí)顯示發(fā)電機和系統的壓差和頻差；液晶顯示，中文菜單操作；在線(xiàn)整定和修改頻差、壓差允許值和導前時(shí)間；具有波形觀(guān)測孔，可觀(guān)察合閘脈沖相對于三角波的位置、發(fā)電機電壓波形、系統電壓波形和矩形波波形等。． 

（5）常規勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節,具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued；面板上設置有觀(guān)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）數字存儲示波器：帶寬≧60MHz,實(shí)時(shí)采樣率≥2GS/s，含8通道邏輯儀，數模信號同時(shí)進(jìn)行分析。

4.無(wú)窮大系統：采用自耦調壓器模擬無(wú)窮大系統，具體參數：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(dòng)。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(guò)開(kāi)關(guān)投切可調節阻性負載的大小。

（3）感性負載由三個(gè)200mH的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過(guò)開(kāi)關(guān)投切可調節感性負載的大小。

（二）采用PC機配采集卡實(shí)現功能

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(kāi)關(guān)量輸入；

（4） 24路開(kāi)關(guān)量輸出。

2.多通道數據采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，6位數據采樣，4路模擬量輸出，48路開(kāi)關(guān)量。

三、實(shí)驗項目：

1.原動(dòng)機的起動(dòng)與運轉

（1） 調速裝置操作原理實(shí)驗

（2） 調速裝置及原動(dòng)機控制運轉

2.發(fā)電機機電特性實(shí)驗

（1） 發(fā)電機的空載特性曲線(xiàn)測試

（2） 發(fā)電機的短路特性曲線(xiàn)測試

（3） 發(fā)電機的負載特性實(shí)驗

（4） 同步發(fā)電機直軸參數的離線(xiàn)測定

（5） 同步發(fā)電機參數的在線(xiàn)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(shí)驗

（1） 微機勵磁裝置基本操作實(shí)驗

（2） 不同α角（控制角）勵磁電壓波形觀(guān)測實(shí)驗

（3） 同步發(fā)電機起勵實(shí)驗

（4） 控制方式及其相互切換實(shí)驗

（5） 逆變滅磁和跳滅磁開(kāi)關(guān)滅磁實(shí)驗

（6） 伏赫限制實(shí)驗

（7） 欠勵限制實(shí)驗

（8） 同步發(fā)電機強勵實(shí)驗

（9） 調差特性實(shí)驗

（10） 過(guò)勵限制實(shí)驗

4.準同期并列運行

（1） 微機準同期裝置基本操作實(shí)驗

（2） 自動(dòng)準同期條件測試

（3） 線(xiàn)性整步電壓形成（相敏環(huán)節）測試

（4） 導前時(shí)間整定及測量方法

（5） 壓差、頻差和相差閉鎖與整定

（6） 手動(dòng)準同期并網(wǎng)實(shí)驗

（7） 半自動(dòng)準同期并網(wǎng)實(shí)驗

（8） 自動(dòng)準同期并網(wǎng)實(shí)驗

5.單機--無(wú)窮大系統穩定運行方式實(shí)驗

（1） 單回路穩態(tài)對稱(chēng)運行實(shí)驗

（2） 雙回路和單回路的穩態(tài)對稱(chēng)運行比較實(shí)驗

（3） 單回路穩態(tài)非全相運行實(shí)驗

6.單機帶負荷實(shí)驗

（1） 獨立系統的特性實(shí)驗

（2） 投、切不同負荷的實(shí)驗

（3） 甩負荷實(shí)驗

7.電力系統功率特性（功角）和功率極限（靜態(tài)穩定性）實(shí)驗

（1） 無(wú)調節勵磁時(shí)，功率特性和功率極限的測定

（2） 手動(dòng)調節勵磁時(shí)，功率特性和功率極限的測定

（3） 微機自并勵時(shí)，功率特性和功率極限的測定

（4） 微機他勵時(shí)，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(guān)系實(shí)驗

（6） 提高電力系統靜態(tài)穩定性實(shí)驗

8.電力系統暫態(tài)穩定性實(shí)驗

（1） 短路類(lèi)型對電力系統暫態(tài)穩定性的影響實(shí)驗

（2） 故障切除時(shí)間對暫態(tài)穩定的影響實(shí)驗

（3） 有無(wú)強勵磁對暫態(tài)穩定性影響試驗；

（4） 線(xiàn)路重合閘及其對系統暫態(tài)穩定性影響的實(shí)驗；

（5） 同步發(fā)電機異步運行和再同步實(shí)驗

（6） 提高電力系統暫態(tài)穩定性的措施

9.電力系統運行實(shí)驗

（1） 發(fā)電機啟動(dòng)和調整實(shí)驗

（2） 電力系統運行方式實(shí)驗

（3） 電力系統負荷調整實(shí)驗

10.電力系統分析實(shí)驗

（1） 電力系統潮流計算分析實(shí)驗

（2） 電力系統故障計算分析實(shí)驗

（3） 切機、切負荷等穩定實(shí)驗

11.電力系統調度自動(dòng)化實(shí)驗

（1） 電力系統實(shí)時(shí)監控

（2） 電力網(wǎng)的電壓和功率分布實(shí)驗

（3） 電力系統有功功率調整實(shí)驗

（4） 電力系統無(wú)功功率調整實(shí)驗

（5） 電網(wǎng)運行方式變化

（6） 電力系統調度運行實(shí)驗

（7） 遙控、遙測、遙信、遙調四遙實(shí)驗

 

電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺
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