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

電力系統(tǒng)自動化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺是一個自動化程度很高的多功能實(shí)驗(yàn)平臺，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)組的勵磁調(diào)節(jié)、調(diào)速及系統(tǒng)并列功能，為發(fā)電廠自動化提供條件。

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

測量儀表單元：包含直流電壓表、直流電流表各2只，分別指示原動機(jī)電樞電壓和電流、發(fā)電機(jī)勵磁電壓和電流；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，三相無功功率表1只，分別指示發(fā)電機(jī)組有功和無功負(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)綜合自動化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)臺）

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

實(shí)驗(yàn)臺由模擬一次主系統(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. 全自動準(zhǔn)同期合閘。

c. 半自動準(zhǔn)同期合閘；斷路器合閘時間測定。

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，與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，可將以上測量參數(shù)上傳計算機(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、勵磁系統(tǒng)

①、微機(jī)型勵磁裝置：

a. 他勵方式。

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

c. 具有過勵限制、低勵限制、V/F限制、定子電流限制等勵磁限制功能。

d. 具有PT斷線保護(hù)、空載過壓保護(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，可動態(tài)顯示勵磁電壓、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、無功功率、勵磁電壓、勵磁電流。

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

h. 裝置具有網(wǎng)線接口，可與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信，可將以上測量參數(shù)上傳計算機(jī)顯示，計算機(jī)可通過通信可遙調(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．具有一鍵起勵功能

②、勵磁變壓器。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、勵磁整流模塊：受自動勵磁裝置控制輸出發(fā)電機(jī)勵磁電壓。

（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：0~10V

④、電壓互感器：用來采集發(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. 測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度：≤0.2% 。

b. 測量系統(tǒng)功角精度：≤1° 。

c. 可進(jìn)行微機(jī)自動調(diào)節(jié)和手動調(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，可上傳測量結(jié)果至PC機(jī)，并可通過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：受自動調(diào)速裝置控制輸出電動機(jī)驅(qū)動電流。

（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：0~10V

④、光電編碼器：采用光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，通過光電轉(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)、限時電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、反時限電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、重合閘、過負(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、動作信息等。可圖形化顯示開關(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）、直流電動機(jī)：PN=2.5KW,  VN=220V，IN=13.6A，nN=1500rpm

（3）、測速裝置采用光電編碼器。

（4）、調(diào)速裝置測量功角

（5）、勵磁方式：它勵

（6）、機(jī)組同軸聯(lián)接，機(jī)座部分配萬向輪，既可方便移動,使用時也可固定。

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A級

9、負(fù)載

負(fù)載置于臺體內(nèi)

負(fù)載檔位分為0.3kW、0.6kW、0.9kW

負(fù)載大小可通過開關(guān)投退減少或增加

采用通用功耗元件，使用壽命長，維護(hù)簡便     

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)差動繼電器特性實(shí)驗(yàn)

常規(guī)阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)

時間繼電器實(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)

信號繼電器實(shí)驗(yàn)

負(fù)序電壓繼電器實(shí)驗(yàn)

復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

三相一次重合閘裝置實(shí)驗(yàn)

自動重合閘前加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)

自動重合閘后加速保護(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)

過流保護(hù)與三相自動重合閘裝置綜合實(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)動作手動復(fù)歸中央信號裝置實(shí)驗(yàn)

重復(fù)動作自動復(fù)歸中央音響信號裝置實(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電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
反時限電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
過電流保護(hù)與自動重合閘前加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)
過電流保護(hù)與自動重合閘后加速保護(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)與自動重合閘實(shí)驗(yàn)
零序電流保護(hù)與自動重合閘實(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)
變壓器差動速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器比率制動差動保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器低電壓起動過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
變壓器過負(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)

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

6、電動機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)

電動機(jī)過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)不平衡保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)接地保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)起動時間過長保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
電動機(jī)過熱保護(hù)實(shí)驗(yàn)

7、發(fā)電機(jī)差動保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)差動速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)比率制動差動保護(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)過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)低電壓閉鎖過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

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

發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)零序過壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

發(fā)電機(jī)負(fù)序過壓保護(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)計與組態(tài)

開式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算

環(huán)網(wǎng)的潮流計算

電力網(wǎng)的電壓和功率分布

電力系統(tǒng)不對稱故障的分析計算

電力系統(tǒng)三相短路的分析計算

電力系統(tǒng)潮流分析實(shí)驗(yàn)

電力系統(tǒng)短路計算實(shí)驗(yàn)