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電力系統綜合自動化技能實訓考核平臺,電力系統綜合自動化試驗臺

一、 概 述

該平臺由五部分組成：同步發電機組、機組控制柜、輸電線路及監視保護屏、無窮大電力系統和阻抗負載。對風力發電并網過程中常用的自動裝置、監控、電力系統運行、繼電保護等教學內容進行操作、測試和試驗。裝置采用固定式結構。

本實訓平臺適用于高校、中專、技校電力、電氣、自動化類各專業相關課程的實訓與實驗，也可用于電力行業對從事風力發電專業人員的培訓。

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試和校準，調試人員不拆面板即可調試

4.自動裝置人機界面上可以直接設置系統運行參數，及實時顯示運行狀態

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）根據國家電網安全規程設計研發

3）故障系統可以采用以太網通訊技術進行PC軟件全程智能設置80多處故障，也可以進行手動任意設 置故障，可多臺聯機，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據時，可以與電力營銷管理系統接 口對接。

5）PC軟件可以設計多種理論試卷與實訓操作試題

6）故障模擬采用交流接觸器內部斷線

模擬發電機測控屏

1、基本參數

1) 型號：

2) 供電電源：三相五線供電380V，

 3) 功率：1KW；

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

 5) 防護等級：IP3X

環境條件

環境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設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。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規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、沖擊響應檢驗；

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、含發電機高壓、低壓系統的測量、控制，即有1臺高壓同期開關及其控制系統、6 臺發電機高壓、低壓側電流、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，發電機主保護裝置，發電機后備保護裝置等；

2、微機測控裝置能在線監測各發電機組的三相電流、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、功率因數以及頻率。發電機轉子電壓和電流；

3、在線監測各開關的開、斷狀態；

4、對各開關的進行跳閘控制；

5、智能合并測控單元的響應能力滿足對生產過程的數據采集和控制命令執行的時間要求，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能力滿足系統數據采集、人機通信、控制功能和系統通信的時間要求；

7、智能合并測控單元，可通過通信網絡上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通過雙以太網和站控層直接通訊，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、模擬電流互感器優于0.2級，負載能力≥10VA，最大飽和倍數20倍；

發電機調速

環境條件

環境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設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。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規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、沖擊響應檢驗；

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構成的多核硬件平臺，采用嵌入式實時多任務操作系統，模塊化軟件程序設計；

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節與控制功能：

轉速調節：在同步發電機空載運行時，可實現機組轉速的調整，與自動準同期裝置配合，能實現快速并網。

功率調節：在發電機并列運行時，可實現功率的調節；接入電動機電樞電流的反饋信號，能根據負荷給定值，調整發電機的出力；在孤立電網負載運行時，可實現機組功率的有差調節。

ii、手動控制功能：

現地手動控制。模擬監控柜中設有手動調速按鈕，當調速器上電運行后，即可通過手動調速按鈕控制電機。

遠方手動控制。遠方控制命令由通信總線送至調速器內的PLC，可進行機組有功的遠方調控。

iii、安全保護功能：

緊急停機。當機組過速或出現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，便能實現緊急停機。

電機過流保護。調速器自動對電動機電樞電流進行監測，當其達到保護整定值時，調速器內置過流保護繼電器動作，跳開電動機電源。

（2）技術參數

1、采樣頻率：1次/周波；脈沖輸出：1次/周波

2、自動調壓范圍：20%~130%

3、手動調壓范圍：10%~120%

4、零起升壓：超調量≦10%~15%，調節時間3s~5s

5、調壓精度≦0.01

6、調壓頻率整定范圍：±10﹪內均勻無級差調整

7、電壓響應時間：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、采樣系統線性度：偏差≯0.1%

10 ，RS485 MOBUS RTU遠程通信。

模擬發電機勵磁系統及負阻器屏

環境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設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。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規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、沖擊響應檢驗；

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

微機勵磁調節器采用高性能、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，使調節器的故障率大大降低。其結構采用主機+顯示操作終端（觸摸屏）的分體結構，便于安裝維護。主要技術特點如下：

1、全智能化、數字化設計。所有功能均由軟件實現，調試時只需在觸摸屏上操作即可。

2、采用變結構與變參數的自適應控制及改進型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，適應各種電站的特殊電源要求。

5、上位機通訊接口。可通過RS485接口或CAN總線接口與上位機或監控系統連接，使其在中控室便能監控勵磁系統的運行。

6、遠方控制接口。通過調節器自帶的繼電器信號輸入接口，在中控室內接按鈕實現起勵、滅磁、增勵、減勵、系統電壓跟蹤等常規操作。

7、一鍵開機。通過簡單配置外圍繼電器回路，選擇起勵命令，便能自動實現合滅磁開關、起勵、網電跟蹤等開機操作，減少了開機時間，加快并網過程，為實現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（三相半控輸出時，控制角為160度），使發電機電壓迅速降低，然后再跳滅磁開關。這樣就避免了跳滅磁開關的時候出現火花，達到保護滅磁開關和相關滅磁器件的作用。

9、實時趨勢圖。可用實時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”等數據。

10、事件記錄功能。調節器內部可存儲96條最新事件記錄，包括分/合出口斷路器及各種故障出現時的時間及瞬間測量數據。

11、獨特的雙微機配置。采用兩臺DMER-A02微機勵磁調節器，通過簡單的串口線連接便能方便的組成雙微機，其調試只需經過幾個簡單的步驟便能自動完成。當一臺發生故障時，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、恒功率因數調節及恒控制角調節方式。

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、開機可設定自動跟蹤系統電壓

11、逆變滅磁

12、實時曲線圖顯示測量數據

13、事件記錄

主要技術指標

1、移相觸發范圍：三相半控橋為0～160度；三相全控橋為0～135度；

2、自動調壓范圍：20％～130％ ；手動調壓范圍；20％～120％。

3、零起升壓：超調量<15%，調節時間3～5秒，振蕩次數＜3～5次。

4、10%階躍響應：超調量小于5%，振蕩次數1次，調節時間小于3秒

5、調壓精度：0.1%

6、調差率整定范圍±10%內均勻無級差調整。

7、電壓響應時間：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、采樣系統線性度：偏差≯0.1%

10、強勵頂值倍數：1.8倍