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LG-DLK01型 電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺

一、基本功能要求
1、LG-DLK01型 電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺能完成高校、職業(yè)院?!峨娏ο到y自動(dòng)裝置》、《電力系統自動(dòng)化》、《電力系統穩態(tài)分析》、《電力系統暫態(tài)分析》等電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主要課程實(shí)驗項目。
2、電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺由實(shí)驗發(fā)電機組、發(fā)電機組控制柜、系統實(shí)驗屏、無(wú)窮大系統、阻感性負載、監控調度系統等組成。
3、三相可調阻感性負載必須連續可調。
4、系統控制以PLC作為核心控制部件,“調速系統”、“勵磁系統”、“準同期控制系統”均采用單獨硬件系統和控制程序。
★5、電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺具有良好的開(kāi)放性和可擴展型,發(fā)電機和一次系統均具有外部接口,方便組建更加復雜的輸電網(wǎng)絡(luò ),所有控制器均采用雙通信口配置,可以采用PPI、ModBus等多種標準通信協(xié)議構建電力系統SCADA網(wǎng)絡(luò )。
★6、調度系統與電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗平臺配套使用,能將6套發(fā)電機組及其控制設備作為各個(gè)電源單元組成一個(gè)大的電力系統,便于進(jìn)行理論計算和實(shí)驗分析,實(shí)現系統“遙控”、“遙測”、“遙信”、“遙調”四遙功能。
二、實(shí)驗項目要求
1、發(fā)電機特性實(shí)驗
1.1發(fā)電機的空載特性實(shí)驗;
1.2發(fā)電機的短路特性實(shí)驗;
1.3發(fā)電機的負載特性實(shí)驗;
2、準同期并列實(shí)驗
2.1手動(dòng)準同期并列實(shí)驗;
2.2半自動(dòng)準同期并列實(shí)驗;
2.3全自動(dòng)準同期并列實(shí)驗;
2.4各種信號波形觀(guān)測;
3、同步發(fā)電勵磁控制實(shí)驗
3.1不同α(控制角)的勵磁電壓波形觀(guān)測實(shí)驗;
3.2同步發(fā)電機起勵實(shí)驗;
3.3控制方式及其相互切換實(shí)驗;
3.4逆變滅磁和跳滅磁開(kāi)關(guān)滅磁實(shí)驗;
3.5伏赫限制實(shí)驗;
3.6同步發(fā)電機強勵實(shí)驗;
3.7欠勵限制實(shí)驗;
3.8調差特性實(shí)驗;
3.9過(guò)勵限制實(shí)驗;
3.10 同步發(fā)電機三次諧波勵磁實(shí)驗
4、單機—無(wú)窮大系統穩態(tài)運行方式實(shí)驗
4.1單回路穩態(tài)對稱(chēng)運行實(shí)驗;
4.2雙回路與單回路的穩態(tài)對稱(chēng)運行比較試驗;
4.3單回路穩態(tài)非全相運行試驗。
5、單機帶負荷實(shí)驗
5.1獨立系統的特性實(shí)驗;
5.2投、切不同負荷的實(shí)驗;
5.3調速器調差特性實(shí)驗;
5.4甩負荷實(shí)驗;
6、電力系統功率特性(功角)和功率極限(靜態(tài)穩定性)實(shí)驗
6.1無(wú)調節勵磁時(shí),功率特性和功率極限的測定;
6.2手動(dòng)調節勵磁時(shí),功率特性和功率極限測定;
6.3微機自并勵時(shí),功率特性和功率極限的測定;
6.4微機他勵時(shí),功率特性和功率極限的測定;
6.5單回路、雙回路輸送功率與功角關(guān)系實(shí)驗;
7、電力系統暫態(tài)穩定性實(shí)驗
7.1短路類(lèi)型對電力系統暫態(tài)穩定性的影響實(shí)驗;
7.2故障切除時(shí)間對暫態(tài)穩定的影響實(shí)驗;
7.3有無(wú)強勵磁對暫態(tài)穩定性影響試驗;
7.4線(xiàn)路重合閘及其對系統暫態(tài)穩定性影響的實(shí)驗;
7.5同步發(fā)電機異步運行和再同步實(shí)驗;
8、發(fā)電機組SCADA實(shí)驗;
9、發(fā)電機組自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)實(shí)驗
三、系統配置及參數要求
1、基本參數
1.1輸入電源:380V±10%   50Hz;
1.2容量:≤15kVA;
★1.3系統控制器:西門(mén)子S7-224XP(3臺)+EM231(2臺);
★1.4驅動(dòng)器類(lèi)型:全數字直流調速器;
★1.5通訊接口:RS_485,以太網(wǎng)口。
2、實(shí)驗發(fā)電機組
實(shí)驗發(fā)電機組由三相同步發(fā)電機、直流電動(dòng)機、速度傳感器經(jīng)彈性聯(lián)軸器對軸聯(lián)結后組裝在金屬底盤(pán)上,底盤(pán)安裝萬(wàn)向輪和減震裝置,方便用戶(hù)移動(dòng)。
2.1直流電動(dòng)機采用國標Z4系列直流電動(dòng)機,
(1)額定電樞電壓:DC440V;
(2)額定功率:3kW;
(3)額定轉速:1500r/min;
(4)散熱方式:風(fēng)機散熱;
2.2 三相同步發(fā)電機:采用定制三相交流同步發(fā)電機,參數如下:
(1)額定電樞電壓:AC400V;
(2)額定功率:2kW;
(3)額定功率因素:0.8(滯后);
(4)額定轉速:1500r/min;
(5)勵磁方式:自并勵/他勵/三次諧波勵磁;
2.3機座結構
鋼結構機座,強度能承受實(shí)驗機組的穩態(tài)運行和暫態(tài)運行試驗的震動(dòng)不變形基礎上增加50%的安全裕量;機座設計有減震裝置、定位固定支撐柱、用于移動(dòng)的高強度萬(wàn)向輪、定向輪、轉動(dòng)部分安裝防護罩、不銹鋼推桿。
2.4速度傳感器
速度傳感器采用1000線(xiàn)增量型光電編碼器,精度高、線(xiàn)性度好。
3、電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗臺系統實(shí)驗屏(尺寸:長(cháng)1540mm×寬800mm×高1850mm)
3.1具有中間開(kāi)關(guān)站的雙回路輸電線(xiàn)路(xL1=xL2=15,20Ω,xL3=xL4=25,40Ω)模型;
3.2線(xiàn)路短路故障設置模塊:可以設置輸電線(xiàn)路的單相接地短路、相間短路、相間接地短路、三相短路等多種短路類(lèi)型、短路持續時(shí)間可以設定
3.3各類(lèi)表計配置要求:各類(lèi)表計:供應商必須在招標書(shū)中詳細說(shuō)明設備儀表配置型號、數量及功能
★3.4電流互感器、電壓互感器:供應商必須在招標書(shū)中詳細說(shuō)明互感器配置型號、數量及功能
★3.5各類(lèi)電量變送器:供應商必須在招標書(shū)中詳細說(shuō)明變送器器配置型號、數量及功能
4、發(fā)電機組控制柜(長(cháng)800mm×寬600mm×高2000mm)
4.1儀表:原動(dòng)機電樞電壓表、原動(dòng)機電樞電流表、發(fā)電機勵磁電壓表、發(fā)電機勵磁電流表、控制柜工作電源電壓表;
4.2柜體類(lèi)型及要求:符合國家關(guān)于電氣控制柜的制作及通電測試等相關(guān)標準規范的電氣柜,具體功能配置要求如下:
4.2.1微機調速系統
(1)電源進(jìn)線(xiàn):三相五線(xiàn) AC380V,50Hz;
(2)額定功率:15kW;
(3)微機調速控制器:西門(mén)子CPU224XP主機;
(4)頻率跟蹤范圍:Fg=50±5(Hz);
(5)功率調整范圍:Pg=0~100%;
(6)數字式功角測量,功角測量精度:優(yōu)于1°;
(7)調節方式:微機手動(dòng)/自動(dòng),模擬手動(dòng);
(8)調速模塊:歐陸或西門(mén)子全數字直流調速器
(9)控制方式:開(kāi)環(huán)、電壓閉環(huán)/轉速閉環(huán)/轉矩閉環(huán)可選;
(10)控制算法:PID控制;
(11)速度反饋方式:編碼器輸入;
(12)通信接口:2個(gè)RS485;
(13)支持通信協(xié)議:ModBus-RTU;USS、PPI;
(14)人機界面:10.1寸觸摸屏;
(15)招標書(shū)中提供微機調速人機界面的畫(huà)面截圖
(16)招標書(shū)中詳細說(shuō)明微機調速系統測量發(fā)電機功角的方案
4.2.2全數字直流調速器
(1)歐陸或西門(mén)子品牌;
(2)電源電壓:三相五線(xiàn)AC380V;
(3)額定輸出電流:DC35A;
(4)輸出控制:三相全控晶閘管橋;微處理器實(shí)現相控擴展的觸發(fā)范圍;
(5)控制功能:全數字式;先進(jìn)的PI調節,具有完全匹配的電流環(huán),以達到*佳動(dòng)態(tài)運行性能;電流環(huán)具有自整定功能;可調速的PI,具有積分分離功能;
(6)速度控制:采用電樞電壓反饋,具有IR補償;采用模擬測速發(fā)電機或編碼器
(7)速度范圍:0~100%;
(8)穩態(tài)精度:有數字設定值的編碼器反饋為0.01%;模擬測速器反饋為0.1%;電壓反饋為2%;
(9)保護:高性能MOVS;過(guò)電流(瞬態(tài));反時(shí)限過(guò)電流;勵磁故障;速度反饋故障;電動(dòng)機過(guò)熱;晶閘管過(guò)熱;晶閘管觸發(fā)電路故障;晶閘管緩沖器網(wǎng)絡(luò )零速檢測;靜止邏輯;堵轉保護;
(10)診斷:完全計算機化,鎖存第一故障,自動(dòng)顯示;數字液晶顯示器控制;全部診斷信息可通過(guò)RS422/485得到;發(fā)光耳機管電路狀態(tài)顯示。
4.2.3微機勵磁系統
發(fā)電機微機勵磁系統由微機勵磁調節器、人機界面、勵磁變壓器、三相晶閘管整流橋、滅磁回路、起勵回路、交、直流開(kāi)關(guān)、交、直流電壓、電流表、各電量傳感器、接觸器等元件及控制回路組成,構成一個(gè)多輸入多輸出的閉環(huán)控制系統,有多種調節方式和保護、限制功能。發(fā)電機勵磁自動(dòng)控制系統為實(shí)際系統,勵磁功率與發(fā)電機配套,并滿(mǎn)足手/自動(dòng)、強勵、強減、滅磁、響應速度、單機運行、并列運行、無(wú)功功率分配及實(shí)現恒無(wú)功,恒功率因數等的運行要求。通過(guò)設置,可針對系統靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩定性進(jìn)行可觀(guān)測的實(shí)驗控制。
技術(shù)參數要求:
(1)電源進(jìn)線(xiàn):三相五線(xiàn) AC380V,50Hz;
(2)額定容量:1kVA;
(3)發(fā)電機電壓調整范圍:20%-120%(單機),20%- 130%(單機試驗),85%-120%(并網(wǎng));
(4)發(fā)電機電壓調節精度:0.5%Un;
(5)微機勵磁控制器:西門(mén)子CPU224XP主機+EM231;
(6)勵磁電源:他勵、自并勵、模擬勵磁機勵磁;
(7)控制方式:恒IL、恒UF、恒Q、恒α控制方式;
(8)勵磁保護:過(guò)勵限制(反時(shí)限)、欠勵限制、伏赫限制、*大勵磁電流瞬時(shí)限制;
(9)滅磁方式:跳滅磁開(kāi)關(guān)滅磁,逆變滅磁;
(10)通信接口:RS485*2;
(11)通信協(xié)議:ModBus-RTU,PPI,USS;
(12)人機界面:10.1寸觸摸屏(同微機調速系統)。
(13)勵磁主變壓器:三相勵磁主變壓器采用三繞組芯式變壓器,電壓變比AC400V/70V,±10%,額定容量:1kVA,聯(lián)接組別:YD-11。容量完全滿(mǎn)足發(fā)電機勵磁要求,并留有足夠安全余量。
4.2.4微機準同期控制器
(1)測量系統頻率,機端電壓,系統電壓精度優(yōu)于0.5%;
(2)全自動(dòng)準同期合閘;
(3)半自動(dòng)準同期合閘;
(4)斷路器合閘時(shí)間測定;
(5)同期啟動(dòng)信號:電平型;
(6)同期復歸信號:電平型;
(7)開(kāi)關(guān)量輸入信號:DC24V電平;
(8)開(kāi)關(guān)量輸出信號:DC24V電平;
(9)同期對象:1個(gè);
(10)頻率差整定范圍:±0.5Hz;
(11)電壓差整定范圍:±10V;
(12)同期倒前時(shí)間:100-600ms;
(13)合閘精度:頻差≤0.3Hz時(shí),合閘相角差≤1.5°
(14)通信協(xié)議:ModBus-RTU,PPI,USS;
(15)招標書(shū)中提供微機同期裝置監控畫(huà)面和參數設置畫(huà)面截圖
4.2.5微機線(xiàn)路保護功能
(1)三段式相間過(guò)流保護
(2)自動(dòng)重合閘功能(分相重合閘功能)
(3)后加速保護
(4)電流測量值優(yōu)于1%
5、無(wú)窮大系統
額定容量:15kVA;
6、三相可調阻感性負載
6.1在三相AC400輸入下,有功負荷調節范圍為0-2.5kW,連續可調;
6.2在三相AC400輸入下,無(wú)功負荷調節范圍為0-2kVar,連續可調。
6.3招標書(shū)中提供阻感性負載連續可調的詳細方案和電路。
7、自動(dòng)化創(chuàng )新應用云平臺模塊(投標現場(chǎng)演示)
本平臺將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于電氣自動(dòng)化信息技術(shù)并將數據上傳至云平臺,進(jìn)行海量數據存儲,并提供豐富的數據分析工具方便更加準確的掌握數據與分析數據。   
1)數據云系統上傳2)手機app數據查詢(xún)3)歷史數據查詢(xún)4)數據分析統計5)短信報警6)微信報警7)微信反向控制8)二次開(kāi)發(fā)
7.1云平臺包含:
7.1.1數據顯示顯示輸入電壓監控,輸出電壓監控,輸入開(kāi)關(guān)監控,輸出開(kāi)關(guān)控制以及輸入電壓模擬量實(shí)時(shí)數據,可根據實(shí)際需求添加128路。
7.1.2控制:控制啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān),輸出電壓值的給定,可根據實(shí)際需求添加128路。
7.1.3歷史數據:顯示輸入輸出電壓值的歷史數據,可按時(shí)、天、月進(jìn)行查詢(xún)歷史數據曲線(xiàn),以及歷史數據表格,可表格數據導出處理。
7.1.4設備報警:對設備急停按鍵做的模擬設備故障報警進(jìn)行微信報警,同時(shí)可以實(shí)現短信及郵箱報警。報警范圍包括模擬量,開(kāi)關(guān)量的上下線(xiàn)、閥值等狀態(tài)進(jìn)行設置報警。
7.2終端包含:1)數據顯示畫(huà)面:畫(huà)面顯示輸入電壓數值,輸出電壓監控,開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入,開(kāi)關(guān)控制輸出,以及云端連接二維碼。2)聯(lián)網(wǎng)設置界面:設置現場(chǎng)數據連接云平臺后臺數據庫管理
8、便攜式電子信號測試記錄模塊
8.1具備電壓、電流、溫度采集,可以記錄觀(guān)察電壓、電流跳變的圖像數據,精度±0.05%真有效值測量USB數據傳輸,彩屏LCD顯示
8.2具有示波器、虛擬頻譜儀、虛擬萬(wàn)用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。
8.3集雙通道電子信號圖像數據采集記錄儀、頻譜分析儀和邏輯分析儀于一體,不低于60M,具有1KHz基準方波輸出接口;圖像數據可以按時(shí)間和電壓輸出到EXCEL、BMP和OSC;數據記錄*大4G;FFT、相關(guān)和功率譜頻譜分析,FFT支持8~1048576點(diǎn)的選擇,支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18種窗;
8.4功率譜支持自功率譜和互功率譜的計算;相關(guān)支持自相關(guān)和互相關(guān)的計算;
8.5虛擬任意波形輸出模塊,頻率25Mz ,輸出波形:正弦波,三角波,方波,TTL,任意波形。
8.6虛擬萬(wàn)用表模塊:直流電壓,量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V;交流電壓測量,量程60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V;直流電流測量,量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A;交流電流測量,量程60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A;電阻測量,量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M;電容測量,量程40.00nF、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF;二極管測量0V~2.0V
8.7虛擬電子測量?jì)x器系統軟件(需提供國家政府機構認可的自主知識產(chǎn)權的證明材料)
8.7.1本軟件系統由安裝于實(shí)驗臺學(xué)生機上的實(shí)驗軟件和教師機上的管理軟件組成,要求程序均由LabVIEW軟件編制。中文菜單式操作界面,人機對話(huà)友好。學(xué)生在啟動(dòng)程序后,鍵入自己的學(xué)號,系統即在教師機數據庫中找出該學(xué)生的姓名,經(jīng)過(guò)學(xué)生確認后,學(xué)生選擇所要做的相應實(shí)驗,即進(jìn)入正常的實(shí)驗界面。
8.7.2能實(shí)現密碼登錄系統,設置數據庫路,系統測試(查詢(xún)設備),學(xué)生庫設置,題庫與題庫等級設置,考核試卷提取與存儲考核時(shí)間設置與啟動(dòng),考核成績(jì)查詢(xún),考核成績(jì)打印,登錄密碼修改與恢復。
8.7.3學(xué)生終端采用LabVIEW軟件編制具有聯(lián)機考核功能,學(xué)號查詢(xún),故障解除,時(shí)間查詢(xún),分數查詢(xún),設備號查詢(xún),學(xué)生實(shí)驗數據、學(xué)生考勤及學(xué)生考試、學(xué)生實(shí)驗選做等管理功能。
8.4.7學(xué)生在啟動(dòng)程序后,鍵入自己的學(xué)號,系統即在教師機數據庫中找出該學(xué)生的姓名,經(jīng)過(guò)學(xué)生確認后,學(xué)生選擇所要做的相應實(shí)驗,即進(jìn)入正常的實(shí)驗界面。
8.7.5整個(gè)實(shí)驗室配置1套
9、數字示波器:70M,雙通道數字示波器。
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