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電力系統(tǒng)自動(dòng)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái),電力自動(dòng)化及繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置

電力系統(tǒng)自動(dòng)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可單獨(dú)使用開出多門電氣工程專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，多套培訓(xùn)系統(tǒng)還可組成復(fù)雜電力網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)，并由電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)綜合監(jiān)控。

設(shè)備入口均設(shè)有漏電保護(hù)器。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制電源（包括繼電器輔助電壓）均采用安全電壓以內(nèi)的直流24V電源。實(shí)驗(yàn)信號(hào)要求按照電力系統(tǒng)二次標(biāo)準(zhǔn)輸出，且嚴(yán)格控制輸出功率，杜絕觸電隱患。

1、發(fā)電機(jī)組控制屏

發(fā)電機(jī)組控制屏與發(fā)電機(jī)組相連，完成發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、調(diào)速及系統(tǒng)并列功能，為發(fā)電廠自動(dòng)化提供條件。

發(fā)電機(jī)組控制屏由測(cè)量?jī)x表單元、調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、準(zhǔn)同期裝置、一次接線圖、三相模擬斷路器、互感器、勵(lì)磁整流模塊、調(diào)速整流模塊等組成。

測(cè)量?jī)x表單元：包含直流電壓表、直流電流表各2只，分別指示原動(dòng)機(jī)電樞電壓和電流、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓和電流；交流電壓表2只，分別指示機(jī)端電壓和系統(tǒng)電壓；頻率表兩只，分別指示機(jī)端頻率和系統(tǒng)頻率；三相有功功率表1只，三相無(wú)功功率表1只，分別指示發(fā)電機(jī)組有功和無(wú)功負(fù)載。

設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：

設(shè)備工作電壓為AC380V、50Hz。進(jìn)線為三相五線制。

設(shè)備允許工作環(huán)境溫度至少在-10℃－+40℃范圍內(nèi)。

設(shè)備允許環(huán)境相對(duì)濕度不低于85％（25℃）。

設(shè)備整機(jī)容量低于10kVA，電流小于20A。

2、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)臺(tái)）

電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供了一個(gè)典型的電力系統(tǒng)運(yùn)行一次主系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)由模擬一次主系統(tǒng)、多功能微機(jī)保護(hù)裝置、短路設(shè)置模塊、指示儀表等構(gòu)成。

設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：

設(shè)備工作電壓為AC380V、50Hz。進(jìn)線為三相五線制。

設(shè)備允許工作環(huán)境溫度至少在-10℃－+40℃范圍內(nèi)。

設(shè)備允許環(huán)境相對(duì)濕度不低于85％（25℃）。

設(shè)備整機(jī)容量低于10kVA，電流小于20A。。

3、準(zhǔn)同期裝置

①、微機(jī)型同期裝置：

a. 測(cè)量系統(tǒng)頻率、機(jī)端電壓、系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.5%。

b. 全自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘。

c. 半自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘；斷路器合閘時(shí)間測(cè)定。

d. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可同屏顯示發(fā)電機(jī)端和系統(tǒng)側(cè)的電壓、頻率、相角。

e. 可圖形化顯示發(fā)電機(jī)組電壓、系統(tǒng)電壓旋轉(zhuǎn)向量。

f. 記錄合閘時(shí)的前后所有電氣參數(shù)（電壓、電流、頻率、相角等），做實(shí)驗(yàn)分析用。

g. 記錄合閘前后10周波的機(jī)端、系統(tǒng)的電壓電流波形，并能在顯示屏上顯示。

h. 裝置具有網(wǎng)線接口，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，可將以上測(cè)量參數(shù)上傳計(jì)算機(jī)顯示，及下載裝置的各種參數(shù)。

②、三相模擬斷路器：用三相交流接觸器模擬實(shí)現(xiàn)。

③、模擬變壓器：模擬升壓變壓器，干式變壓器，400V/400V，3kVA。

4、勵(lì)磁系統(tǒng)

①、微機(jī)型勵(lì)磁裝置：

a. 他勵(lì)方式。

b. 具有恒機(jī)端電壓、恒勵(lì)磁電流、恒可控硅觸發(fā)角等控制方式。

c. 具有過(guò)勵(lì)限制、低勵(lì)限制、V/F限制、定子電流限制等勵(lì)磁限制功能。

d. 具有PT斷線保護(hù)、空載過(guò)壓保護(hù)和低頻保護(hù)等功能。

e. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可動(dòng)態(tài)顯示勵(lì)磁電壓、電流波形。

f. 同屏顯示發(fā)電機(jī)的頻率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流。

g. 記錄機(jī)組失穩(wěn)時(shí)的所有參數(shù)（頻率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流），作為實(shí)驗(yàn)分析用。

h. 裝置具有網(wǎng)線接口，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，可將以上測(cè)量參數(shù)上傳計(jì)算機(jī)顯示，計(jì)算機(jī)可通過(guò)通信可遙調(diào)機(jī)組，及下載裝置參數(shù)定值。

i. 電壓調(diào)節(jié)范圍：20%~120%（單機(jī)），20%~ 130%（單機(jī)試驗(yàn)），85%~120%（并網(wǎng)）。

j. 發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度：≤±0.5%。

k. 起勵(lì)超調(diào)≤10%，甩負(fù)荷超調(diào)≤15%。

l. 調(diào)差率±15%可調(diào)。

M．具有一鍵起勵(lì)功能

②、勵(lì)磁變壓器。三相變壓器，原邊2組觸頭，輸出端2組觸頭。大于等于0.8kVA。

③、勵(lì)磁整流模塊：受自動(dòng)勵(lì)磁裝置控制輸出發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓。

（1）最大輸出電流：≥30A

（2）額定工作電壓：380V

（3）控制電源電壓：12V直流

（4）控制信號(hào)：0~10V

④、電壓互感器：用來(lái)采集發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。

變比為380V/100V。

⑤、電流互感器：用來(lái)采集發(fā)電機(jī)電流。

變比為10A/5A。

5、調(diào)速系統(tǒng)

①、微機(jī)型調(diào)速裝置：

a. 測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度：≤0.2% 。

b. 測(cè)量系統(tǒng)功角精度：≤1° 。

c. 可進(jìn)行微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)。

d. 具有一鍵起機(jī)功能。

e.采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作。

f. 裝置具有網(wǎng)線接口，可上傳測(cè)量結(jié)果至PC機(jī)，并可通過(guò)PC機(jī)通信調(diào)速。

②、調(diào)速變壓器。三相380、400/190、210， 原邊2組觸頭，輸出端2組觸頭；容量：≥3KVA 。

③、調(diào)速整流模塊：受自動(dòng)調(diào)速裝置控制輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流。

（1）最大輸出電流：≥30A

（2）額定工作電壓：380V

（3）控制電源電壓：12V直流

（4）控制信號(hào)：0~10V

④、光電編碼器：采用光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP）。

6、多功能微機(jī)保護(hù)裝置

多功能微機(jī)保護(hù)裝置既可用于各種繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)，也可在電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中作為線路保護(hù)裝置使用。

在本系統(tǒng)中，多功能微機(jī)保護(hù)配置線路保護(hù)功能。

機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸：210mm×250mm×178mm（4U機(jī)箱）。

正常工作溫度：0～40?。

貯存及運(yùn)輸：  -25～70?。

直流電源：交流電壓輸入：220V，允許偏差：+7%，-10%

   直流輸出：5V/3A;+12V/0.5A;-12V/0.5A;24V/0.5A

頻率：50Hz

過(guò)載能力：電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作

  10倍額定電流，允許10S

  40倍額定電流，允許1S

   電壓回路：1.5倍額定電壓，連續(xù)工作

功耗：交流電流：<1VA/相（In=3A）

 <0.5VA/相（In=0.5A）

線路保護(hù)裝置具有電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、反時(shí)限電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、重合閘、過(guò)負(fù)荷等功能。

采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可同屏顯示電壓、電流、頻率、相角、開關(guān)位置、告警信息、動(dòng)作信息等?？蓤D形化顯示開關(guān)位置。

7、發(fā)電機(jī)組

（1）、三相同步發(fā)電機(jī)：SN=2.2KVA, VN=400V

（2）、直流電動(dòng)機(jī)：PN=2.5KW,  VN=220V，IN=13.6A，nN=1500rpm

（3）、測(cè)速裝置采用光電編碼器。

（4）、調(diào)速裝置測(cè)量功角

（5）、勵(lì)磁方式：它勵(lì)

（6）、機(jī)組同軸聯(lián)接，機(jī)座部分配萬(wàn)向輪，既可方便移動(dòng),使用時(shí)也可固定。

8、調(diào)壓器

 調(diào)壓器接線端子為內(nèi)置

380V 9kVA三相自藕式調(diào)壓器

 全方位刻度盤，刻度清晰，方便操作

 輸出電壓0-430V可調(diào)

 輸入電壓380V±10%

 額定輸出電流20A

 絕緣等級(jí)A級(jí)

9、負(fù)載

負(fù)載置于臺(tái)體內(nèi)

負(fù)載檔位分為0.3kW、0.6kW、0.9kW

負(fù)載大小可通過(guò)開關(guān)投退減少或增加

采用通用功耗元件，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便     

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）常規(guī)繼電器實(shí)驗(yàn)

常規(guī)電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)

常規(guī)電壓繼電器特性實(shí)驗(yàn)

常規(guī)功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)

常規(guī)差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗(yàn)

常規(guī)阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)

時(shí)間繼電器實(shí)驗(yàn)

中間繼電器實(shí)驗(yàn)

常規(guī)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

常規(guī)電流電壓連鎖速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

信號(hào)繼電器實(shí)驗(yàn)

負(fù)序電壓繼電器實(shí)驗(yàn)

復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

過(guò)電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

三相一次重合閘裝置實(shí)驗(yàn)

自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)

自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)

單側(cè)電源輻射式輸電線路三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

過(guò)流保護(hù)與三相自動(dòng)重合閘裝置綜合實(shí)驗(yàn)與考核

（二）發(fā)電廠電氣實(shí)驗(yàn)

沖擊繼電器實(shí)驗(yàn)

重復(fù)動(dòng)作手動(dòng)復(fù)歸中央信號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)

重復(fù)動(dòng)作自動(dòng)復(fù)歸中央音響信號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)

具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路實(shí)驗(yàn)

具有燈光和音響監(jiān)視的斷路器控制回路實(shí)驗(yàn)

閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置實(shí)驗(yàn)

裝設(shè)跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實(shí)驗(yàn)

（三） 微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1. 數(shù)字式繼電器特性實(shí)驗(yàn)

數(shù)字式電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)

數(shù)字式電壓繼電器特性實(shí)驗(yàn)

數(shù)字式功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)

數(shù)字式差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗(yàn)

數(shù)字式阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)  

數(shù)字式反時(shí)限電器特性實(shí)驗(yàn)  

2. 10kV-35kV微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

最大、最小運(yùn)行方式下三段電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
10kV線路過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
35kV線路電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
雙電源供電方向性過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
反時(shí)限電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
過(guò)電流保護(hù)與自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)
過(guò)電流保護(hù)與自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)
零序電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

低頻減載

3. 110kV微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

110kV線路方向圓相間距離保護(hù)實(shí)驗(yàn)
110kV線路方向圓接地距離保護(hù)實(shí)驗(yàn)
三段式距離保護(hù)實(shí)驗(yàn)
零序電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
零序方向保護(hù)實(shí)驗(yàn)
零序電壓閉鎖實(shí)驗(yàn)
距離保護(hù)與自動(dòng)重合閘實(shí)驗(yàn)
零序電流保護(hù)與自動(dòng)重合閘實(shí)驗(yàn)

4、變壓器保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

變壓器電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

模擬重瓦斯告警、跳閘實(shí)驗(yàn)

模擬輕瓦斯告警實(shí)驗(yàn)

模擬超溫告警、跳閘實(shí)驗(yàn)

模擬過(guò)溫告警實(shí)驗(yàn)

5、電容器保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

電容器限時(shí)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電容器過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電容器過(guò)電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電容器母線失壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

6、電動(dòng)機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

電動(dòng)機(jī)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)不平衡保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)接地保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)實(shí)驗(yàn)

7、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)差動(dòng)速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)模擬超溫保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)模擬過(guò)溫保護(hù)實(shí)驗(yàn)

8、發(fā)電機(jī)后備保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)零序過(guò)壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)模擬超溫保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)模擬過(guò)溫告警實(shí)驗(yàn)

（四）電力系統(tǒng)分析課程實(shí)驗(yàn)

電力系統(tǒng)電氣主接線圖的設(shè)計(jì)與組態(tài)

開式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算

環(huán)網(wǎng)的潮流計(jì)算

電力網(wǎng)的電壓和功率分布

電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的分析計(jì)算

電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算

電力系統(tǒng)潮流分析實(shí)驗(yàn)

電力系統(tǒng)短路計(jì)算實(shí)驗(yàn)