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電力系統(tǒng)綜合自動化技能實訓(xùn)考核平臺,電力系統(tǒng)綜合自動化試驗臺

一、 概 述

該平臺由五部分組成：同步發(fā)電機組、機組控制柜、輸電線路及監(jiān)視保護屏、無窮大電力系統(tǒng)和阻抗負載。對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)過程中常用的自動裝置、監(jiān)控、電力系統(tǒng)運行、繼電保護等教學(xué)內(nèi)容進行操作、測試和試驗。裝置采用固定式結(jié)構(gòu)。

本實訓(xùn)平臺適用于高校、中專、技校電力、電氣、自動化類各專業(yè)相關(guān)課程的實訓(xùn)與實驗，也可用于電力行業(yè)對從事風(fēng)力發(fā)電專業(yè)人員的培訓(xùn)。

二、 特 點

1.自動裝置全部采用7吋彩色人機界面顯示，直觀、清晰

2.自動裝置將指示燈和按鍵組合在人機界面上，美觀、簡潔、操作方便

3.自動裝置采用軟件調(diào)試和校準，調(diào)試人員不拆面板即可調(diào)試

4.自動裝置人機界面上可以直接設(shè)置系統(tǒng)運行參數(shù)，及實時顯示運行狀態(tài)

5.具有完善的人身保護功能

6.低壓線路故障柜要求

1）采用國標柜體

2）根據(jù)國家電網(wǎng)安全規(guī)程設(shè)計研發(fā)

3）故障系統(tǒng)可以采用以太網(wǎng)通訊技術(shù)進行PC軟件全程智能設(shè)置80多處故障，也可以進行手動任意設(shè) 置故障，可多臺聯(lián)機，可進行考生信息編輯與打印。

4）裝置配有語音提示功能與計時考試功能，提供供電局提供接口數(shù)據(jù)時，可以與電力營銷管理系統(tǒng)接 口對接。

5）PC軟件可以設(shè)計多種理論試卷與實訓(xùn)操作試題

6）故障模擬采用交流接觸器內(nèi)部斷線

模擬發(fā)電機測控屏

1、基本參數(shù)

1) 型號：

2) 供電電源：三相五線供電380V，

 3) 功率：1KW；

4) 單面實訓(xùn)柜尺寸：2200mm*800mm*800mm（高*寬*深，熱鍍鋅板噴塑）

 5) 防護等級：IP3X

環(huán)境條件

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設(shè)備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復(fù)后裝置應(yīng)能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設(shè)備周圍的空氣中不應(yīng)含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質(zhì)。

絕緣性能

    絕緣電阻：設(shè)備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質(zhì)強度：設(shè)備所有電路與外殼的介質(zhì)強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。當復(fù)查介質(zhì)強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設(shè)備的導(dǎo)電部分對外露的非導(dǎo)電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應(yīng)、沖擊響應(yīng)檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

1、含發(fā)電機高壓、低壓系統(tǒng)的測量、控制，即有1臺高壓同期開關(guān)及其控制系統(tǒng)、6 臺發(fā)電機高壓、低壓側(cè)電流、電壓互感器、 1 臺同期用母線電壓互感器、一套智能測控裝置，發(fā)電機主保護裝置，發(fā)電機后備保護裝置等；

2、微機測控裝置能在線監(jiān)測各發(fā)電機組的三相電流、電壓的有效值和相位；各序分量的有效值和相位；有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率。發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓和電流；

3、在線監(jiān)測各開關(guān)的開、斷狀態(tài)；

4、對各開關(guān)的進行跳閘控制；

5、智能合并測控單元的響應(yīng)能力滿足對生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和控制命令執(zhí)行的時間要求，模擬量采樣頻率>3200，通過GOOSE命令開出出口時間≤7ms；

6、電站控制中心的響應(yīng)能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求；

7、智能合并測控單元，可通過通信網(wǎng)絡(luò)上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通過雙以太網(wǎng)和站控層直接通訊，接受來自站控層的遙控命令，支持光B碼對時；

8、模擬電壓互感器優(yōu)于0.2級，負載能力≥10VA，能承受1.5倍額定電壓長期運行；

9、模擬電流互感器優(yōu)于0.2級，負載能力≥10VA，最大飽和倍數(shù)20倍；

發(fā)電機調(diào)速

環(huán)境條件

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設(shè)備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復(fù)后裝置應(yīng)能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設(shè)備周圍的空氣中不應(yīng)含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質(zhì)。

絕緣性能

    絕緣電阻：設(shè)備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質(zhì)強度：設(shè)備所有電路與外殼的介質(zhì)強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。當復(fù)查介質(zhì)強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設(shè)備的導(dǎo)電部分對外露的非導(dǎo)電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應(yīng)、沖擊響應(yīng)檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

控制單元為由DSP構(gòu)成的多核硬件平臺，采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，模塊化軟件程序設(shè)計；

具有≥24點高速采樣、實時并行計算功能。各個信號使用獨立采樣通道，定時采樣及跟頻采樣方式可選擇，在每個采樣點能完成所有的控制邏輯測量和計算，并具有故障報告和事件記錄的實時整理功能；

(1)主要功能

i、機臺采用觸摸屏操作自動調(diào)節(jié)與控制功能：

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：在同步發(fā)電機空載運行時，可實現(xiàn)機組轉(zhuǎn)速的調(diào)整，與自動準同期裝置配合，能實現(xiàn)快速并網(wǎng)。

功率調(diào)節(jié)：在發(fā)電機并列運行時，可實現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)；接入電動機電樞電流的反饋信號，能根據(jù)負荷給定值，調(diào)整發(fā)電機的出力；在孤立電網(wǎng)負載運行時，可實現(xiàn)機組功率的有差調(diào)節(jié)。

ii、手動控制功能：

現(xiàn)地手動控制。模擬監(jiān)控柜中設(shè)有手動調(diào)速按鈕，當調(diào)速器上電運行后，即可通過手動調(diào)速按鈕控制電機。

遠方手動控制。遠方控制命令由通信總線送至調(diào)速器內(nèi)的PLC，可進行機組有功的遠方調(diào)控。

iii、安全保護功能：

緊急停機。當機組過速或出現(xiàn)嚴重的電氣和機械故障，必須緊急停機時，可直接按裝置面板上的“啟動/停止”按鈕，便能實現(xiàn)緊急停機。

電機過流保護。調(diào)速器自動對電動機電樞電流進行監(jiān)測，當其達到保護整定值時，調(diào)速器內(nèi)置過流保護繼電器動作，跳開電動機電源。

（2）技術(shù)參數(shù)

1、采樣頻率：1次/周波；脈沖輸出：1次/周波

2、自動調(diào)壓范圍：20%~130%

3、手動調(diào)壓范圍：10%~120%

4、零起升壓：超調(diào)量≦10%~15%，調(diào)節(jié)時間3s~5s

5、調(diào)壓精度≦0.01

6、調(diào)壓頻率整定范圍：±10﹪內(nèi)均勻無級差調(diào)整

7、電壓響應(yīng)時間：上升≦0.08s，下降≦0.15s

8、頻率特性：在頻率變化±1%時，電壓變化小于±0.05%

9、采樣系統(tǒng)線性度：偏差≯0.1%

10 ，RS485 MOBUS RTU遠程通信。

模擬發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及負阻器屏

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設(shè)備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復(fù)后裝置應(yīng)能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設(shè)備周圍的空氣中不應(yīng)含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質(zhì)。

絕緣性能

    絕緣電阻：設(shè)備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質(zhì)強度：設(shè)備所有電路與外殼的介質(zhì)強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。當復(fù)查介質(zhì)強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設(shè)備的導(dǎo)電部分對外露的非導(dǎo)電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應(yīng)、沖擊響應(yīng)檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

微機勵磁調(diào)節(jié)器采用高性能、高速度的DSPIC微處理器。該芯片集成了較多的外圍接口，減少了電路板上的外圍芯片，使調(diào)節(jié)器的故障率大大降低。其結(jié)構(gòu)采用主機+顯示操作終端（觸摸屏）的分體結(jié)構(gòu)，便于安裝維護。主要技術(shù)特點如下：

1、全智能化、數(shù)字化設(shè)計。所有功能均由軟件實現(xiàn)，調(diào)試時只需在觸摸屏上操作即可。

2、采用變結(jié)構(gòu)與變參數(shù)的自適應(yīng)控制及改進型PID控制算法。

3、人機對話友好。采用超大屏幕觸摸屏做為顯示終端（1600萬色，7寸寬屏）。操作簡單易懂。

4、雙重供電電源。可采用AC及DC 兩路電源并聯(lián)供電，無切換電路，提高了供電的可靠性。電源輸入范圍在100-250VAC、100-250VDC，適應(yīng)各種電站的特殊電源要求。

5、上位機通訊接口?？赏ㄟ^RS485接口或CAN總線接口與上位機或監(jiān)控系統(tǒng)連接，使其在中控室便能監(jiān)控勵磁系統(tǒng)的運行。

6、遠方控制接口。通過調(diào)節(jié)器自帶的繼電器信號輸入接口，在中控室內(nèi)接按鈕實現(xiàn)起勵、滅磁、增勵、減勵、系統(tǒng)電壓跟蹤等常規(guī)操作。

7、一鍵開機。通過簡單配置外圍繼電器回路，選擇起勵命令，便能自動實現(xiàn)合滅磁開關(guān)、起勵、網(wǎng)電跟蹤等開機操作，減少了開機時間，加快并網(wǎng)過程，為實現(xiàn)電站自動化提供了保障。

8、 逆變滅磁。在正常停機時，按觸摸屏上的“滅磁”按紐使可控硅的控制角增大到逆變狀態(tài)（三相半控輸出時，控制角為160度），使發(fā)電機電壓迅速降低，然后再跳滅磁開關(guān)。這樣就避免了跳滅磁開關(guān)的時候出現(xiàn)火花，達到保護滅磁開關(guān)和相關(guān)滅磁器件的作用。

9、實時趨勢圖?？捎脤崟r曲線圖來表示實時采樣到的“電壓”、“電流”、“勵磁電流”、“機組頻率”、“有功功率”、“無功功率”等數(shù)據(jù)。

10、事件記錄功能。調(diào)節(jié)器內(nèi)部可存儲96條最新事件記錄，包括分/合出口斷路器及各種故障出現(xiàn)時的時間及瞬間測量數(shù)據(jù)。

11、獨特的雙微機配置。采用兩臺DMER-A02微機勵磁調(diào)節(jié)器，通過簡單的串口線連接便能方便的組成雙微機，其調(diào)試只需經(jīng)過幾個簡單的步驟便能自動完成。當一臺發(fā)生故障時，能自動切換，且切換無波動。

主要功能

1、恒電壓、恒勵流、恒無功功率、恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)及恒控制角調(diào)節(jié)方式。

2、過勵反時限限制及保護

3、強勵反時限限制及保護

4、欠勵反時限限制及保護

5、V/HZ限制及保護

6、過壓/過流保護輸出

7、過速保護輸出

8、PT熔絲斷保護

9、脈沖回讀及檢測

10、開機可設(shè)定自動跟蹤系統(tǒng)電壓

11、逆變滅磁

12、實時曲線圖顯示測量數(shù)據(jù)

13、事件記錄

主要技術(shù)指標

1、移相觸發(fā)范圍：三相半控橋為0～160度；三相全控橋為0～135度；

2、自動調(diào)壓范圍：20％～130％ ；手動調(diào)壓范圍；20％～120％。

3、零起升壓：超調(diào)量<15%，調(diào)節(jié)時間3～5秒，振蕩次數(shù)＜3～5次。

4、10%階躍響應(yīng)：超調(diào)量小于5%，振蕩次數(shù)1次，調(diào)節(jié)時間小于3秒

5、調(diào)壓精度：0.1%

6、調(diào)差率整定范圍±10%內(nèi)均勻無級差調(diào)整。

7、電壓響應(yīng)時間：上升＜0.08秒，下降＜0.15秒。

8、頻率特性：在頻率變化±1%，電壓變化值小于±0.05%。

9、采樣系統(tǒng)線性度：偏差≯0.1%

10、強勵頂值倍數(shù)：1.8倍