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电力系统综合自动化试验台

发布时间: 2023-02-04 来源: 管理员

电力系统综合自动化试验台
1、电力系统综合自动化试验台应同时满足电气工程专业的《电力系统分析》、《电力系统继电保护》等相关专业课程的实验教学要求，培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力，通过实测数据、特性曲线的显示、自带录波等功能，验证对应实验方案及原理的正确性。
电力系统自动化试验台需具有如下功能：
2、电力系统综合自动化试验台采用一体化设计原则，实现原动机调速控制、发电机励磁控制、准同期并网控制、输电线路保护、发电机保护等，不单独包含原动机调速控制装置、发电机励磁控制装置、准同期并网控制装置。控制系统界面具有实时显示特性曲线（伏/赫限制特性、同步发电机强励特性、欠励限制特性、调差特性、过励限制特性等曲线）、录波（包含转速、电枢电流、电枢电压、有功、无功、发电机电压等）、保存、打印等功能。
3、整套设备由发电机组、主控制器、保护控制器、双回路输电线路模型、负荷箱、无穷大电源组成，通过中间开关站和单回、双回线路的组合，构成发电机与无穷大系统之间的四种不同形式网络架构，提供电力系统实验分析比较平台。
电力系统自动化试验台硬件参数：
4、三相同步发电机
1）额定视在功率：不小于2.5kVA，额定线电压：400V，额定电流：不小于3.6A，额定转速：1500r/min，额定功率因数：0.8，工作频率：≥50Hz；
2）励磁方式：它励、自励；
3）定子绕组的每相都独立端接，以允许三角形或星形（Y形）配置；
4）定子绝缘等级：不低于E级，转子绝缘等级：不低于B级，设备防护等级：不低于IP21，噪声：不高于70dB。
5、直流电动机
1）额定电压：DC220V，额定电流：不小于12A，额定功率：不小于2kW，额定转速：1500r/min，励磁电压：DC220V，励磁电流0.3~0.7A；
2）功角测量范围：0~120°，转速测量范围：0~1800r/min；
3）防护等级：不低于IP21，噪声：不高于70dB。
6、具有中间开关站的双回路输电线路模型
四条线路有两种不同类型阻值（应该保证在任何工况下系统稳定运行），标称阻值范围：20 ~40Ω之间，精度：优于5% 。额定电压：400V。
7、三相自耦调压器
额定功率：不小于15kVA，额定输入电压：400V，额定输出电压：0-450V，额定输出电流：不小于20A；工作频率：50Hz。
8、主控制器
1）主控系统，采用32 位浮点型数字信号处理器（DSP），DSP 主频不低于150MHz；
2）同时满足调速、励磁、同期功能，各功能界面的灵活切换，数据采样、录波、特性曲线的实时显示、波形存储、数据处理、控制等功能；
3）原动机转速最小调节步长：不大于0.1r/min；
4）发电机电压调整范围：0~120%UN，发电机电压最小调节步长：不大于0.5%UN，发电机电流最小调节步长：不大于0.5%IN；测量发电机转速精度：优于 0.2%，测量系统功角精度：优于 1°；
5）转速、电枢电流、电枢电压、有功、无功、发电机电压等多种波形的观测：实时显示，录波时长大于11s，采样率不低于1kHz；
6）具备电力系统稳定器（PSS）功能；（IEEE标准建模，模型参数可修改。）
7）可实现系统一键开/停机功能；（开机同时完成原动机启动、发电机励磁、准同期并网，停机为逆过程。）
8）原动机调速控制方式：不低于9种（至少包含汽轮机、水轮机、恒功率、恒电枢电流）；
9）发电机励磁方式：需具备手动励磁、微机它励、微机自并励方式；发电机励磁控制方式：需具备恒电压、恒电流、恒无功、恒控制角四种励磁控制方式，调节精度优于 0.2%；励磁限制方式：需具备过励、欠励、过电压；
10）通讯功能：与微机监控台实时通讯。
▲9、保护控制器
1）保护系统同时具备输电线路保护、发电机过流保护、自动重合闸功能等功能；
2）处理器：采用高性能16位数字信号处理器，（DSP 主频7.3MHz）显示发电机正常运行时的状态参数及故障时（模拟发电机故障、模拟线路故障）的保护动作情况，可观测故障电流波形，电流测量值精度优于 1%。
10、负荷箱
1）额定电压：400V，负载电流调节范围：0~3.2A；
2）额定电阻负载：不少于9个150Ω左右的负载、不少于3个75Ω左右的负载；
3）实现负荷投切功能。
电力系统自动化试验台需完成的实验项目：
11、一键开/停机功能实验（开机同时完成原动机启动、发电机励磁、准同期并网，停机为逆过程）
12、原动机调速控制系列实验（可实时生成波形、记录、存储）
1）模拟方式开停机实验；
2）9种微机方式开停机实验；
3）手动模拟方式与9种微机方式之间的无拢动切换实验；
4）微机方式与微机方式之间的无拢动切换实验；
5）频率阶跃实验；
6）开度阶跃实验；
7）功率阶跃实验；
8）电枢电流阶跃实验；
9）控制电机阶跃实验。
13、准同期并列系列实验
1）各种信号与波形观测；
2）手动准同期并列实验（具备同期条件自动跟踪功能）；
3）半自动准同期并列实验；
4）全自动准同期并列实验；
5）不同准同期条件下的并列操作实验。
14、同步发电机微机励磁系列实验（可实时生成波形、记录、存储，特性曲线实时显示，参数实时整定）
1）不同（控制角）的励磁电压波形观测实验；
2）同步发电机起励实验（手动励磁、它励、自励）；
3）不同控制方式运行调节及其相互切换实验；
4）逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验；
5）伏/赫限制实验；
6）同步发电机强励实验；
7）欠励限制实验；
8）调差特性实验；
9）过励限制实验；
10）机端电压阶跃实验；
11）励磁电流阶跃实验；
12）无功功率阶跃实验；
13）PSS实验（IEEE标准建模，模型参数可修改）。
15、单机—无穷大系统稳态运行方式系列实验
1）单回路稳态对称运行实验；
2）双回路与单回路的稳态对称运行比较试验；
3）单回路稳态非全相运行试验。
16、电力系统功率特性（功角）和功率极限（静态稳定性）系列实验
1）无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定；
2）手动调节励磁时，功率特性和功率极限测定；
3）微机自并励时，功率特性和功率极限的测定；
4）微机它励时，功率特性和功率极限的测定；
5）单回路、双回路输送功率与功角关系实验。
17、电力系统暂态稳定性系列实验
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）有无强励磁对暂态稳定性影响试验；
4）线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验；
5）同步发电机异步运行和再同步实验；
6）输电线路过电流保护实验。
18、同步发电机的运行系列实验
1）同步发电机安全运行极限测定；
2）同步发电机进相运行实验；
3）同步发电机不对称运行实验；
4）同步发电机失磁异步运行实验；
5）同步发电机差动保护实验；
6）同步发电机过电流保护实验。
19、单机带负荷系列实验
1）独立系统的特性实验；
2）投、切不同负荷的实验；

3）甩负荷实验。