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  • SKESD-12型 电力系统综合自动化实验平台

    设备外观| 设计简述| 主要参数| 组成及功能| 实训项目| 配置清单

    SKESD-12型 电力系统综合自动化实验平台
    所属类别:电力·电工·电子系列
    SKESD-12型 电力系统综合自动化实验平台
      

    ·设备外观

    ·设计简述

    实训装置是根据《电力系统自动装置原理》、《电网监控及调度自动化》、《电力系统自动化》、《电气设备》、《电力系统继电保护》、《电力系统分析》等课程实验教学的内容,并结合工业实际应用和发展而研发的综合型实验平台。它能满足对发电厂中常用的自动装置、发电厂监控、电力系统运行、继电保护等教学内容进行操作。本实验平台适用于电力、电气、自动化类各专业相关课程的实验教学,也可作为学生毕业设计和教师科研项目的硬件开发平台。

    ·主要参数

        1.工作电源:三相四线AC380V±10%  50Hz;
        2.工作环境:温度-10℃~+40℃;相对湿度<85%(25℃);海拔<4000m;
        3.装置容量:≤3.0KVA;
        4.安全保护:具有接地保护、漏电保护,安全符合国家标准。

    ·组成及功能

        系统采用两种控制方式,一种采用工业现场的控制设备实现功能;另一种采用PC机配采集卡实现功能,包括信号转换装置,多通道数据采集卡及相应的切换开关。
    (一)采用工业现场的控制设备实现功能:
        系统包括:发电机组、实验操作台、实验控制屏、无穷大系统、三相可调负载箱。系统仿工业化现场设计,一次线路需与自动控制部分分开设计。
        1.发电机组:
        由三相同步发电机、直流电动机、测速装置和功角指示器组成。采用直流电动机模拟汽轮机,所有配件均固定在可移动的推车上,方便学生做实验。具体参数如下:
        (1)三相同步发电机:SN=2.5KVA, VN=400V,nN=1500rpm
        (2)直流电动机:PN=3KW, VN=440V,IN=8.6A,nN=1500rpm
        (3)测速装置采用1024点光电编码器。
    (    4)功角指示器采用特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成。
        2.实验操作台:
        实验操作台由输电线路单元、测量仪表单元、微机线路保护测控装置和合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置等构成。
        (1)输电线路单元:采用双回输电线路,每条输电线路分两段,并设置有中间开关站,可以构成四种不同联络阻抗。
        (2)测量仪表单元:电压表3只,电流表3只,三相有功功率表1只,三相无功功率表1只,功率因数表1只和同期表1只。
        (3)微机线路保护测控装置(工业级,液晶显示,中文菜单操作):适用于110KV及以下系统馈电线路的保护、测量及控制。
        (4)合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置:可设置并网断路器合闸时间、三相输电线路短路类型和短路时间,还可观测暂态电流、电压波形。
        3.实验控制屏:
        实验控制屏由仪表单元、微机调速器装置、微机准同期装置、微机励磁装置、常规励磁装置、数字存储示波器组成。
        (1)仪表单元:直流电压表、直流电流表各2只,分别指示原动机电枢电压和电流、发电机励磁电压和电流。交流电压表1只,指示控制柜工作电源电压。
        (2)微机调速器装置具有如下功能:具有手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调节、过速保护功能;具有测量、显示机组转速、电网频率功能;
        (3)微机励磁调节器装置(工业级,液晶显示,中文菜单操作)具有如下功能:励磁方式分为自并励、它励两种;具有恒UF、恒IL、恒α、恒Q 四种自动调节功能;具有定子过电压保护、过励限制、瞬时过电流限制、欠励限制和伏赫限制功能;液晶显示,中文菜单操作;在线修改控制参数和存储功能。
        (4)微机准同期装置(工业级,液晶显示,中文菜单操作)具有如下功能:全自动准同期和半自动准同期方式可选,全自动方式下具有自动调频调压功能,半自动时闭锁自动调频调压功能;实时显示发电机和系统的压差和频差;液晶显示,中文菜单操作;在线整定和修改频差、压差允许值和导前时间;具有波形观测孔,可观察合闸脉冲相对于三角波的位置、发电机电压波形、系统电压波形和矩形波波形等。
        (5)常规励磁装置具有如下功能:采用PI调节,具有恒UF功能,恒压精度为0.5%Ued;面板上设置有观测波形的测试孔;具有最小,最大励磁电流值的限制;能适应多种反馈及保护信号的输入。
        (6)数字存储示波器:带宽≧60MHz,实时采样率≥2GS/s,含8通道逻辑仪,数模信号同时进行分析。
        4.无穷大系统:采用自耦调压器模拟无穷大系统,具体参数:副边0-430V可调。
        5.三相可调负载箱
        (1)采用柜式结构,配有脚轮可移动。包括阻性负载和感性负载。
        (2)阻性负载包括一组3×1600Ω/0.2A(0.1kW)板式电阻,两组3×800Ω/0.4A(0.2kW)板式电阻,一组3×320Ω/1A(0.5kW)板式电阻和两组3×160Ω/2A 1kW板式电阻,通过开关投切可调节阻性负载的大小。
        (3)感性负载由三个200mH的电感和自耦调压器构成感性负载,通过开关投切可调节感性负载的大小。
        (二)采用PC机配采集卡实现功能
        1.信号转换装置硬件资源如下:
        (1)13路模拟量输入;
        (2)1路模拟量输出;
        (3)17路开关量输入;
        (4)24路开关量输出。
        2.多通道数据采集卡采用NI 6229采集卡,采样速率250ks/s,16路差分输入,6位数据采样,4路模拟量输出,48路开关量。

    ·实训项目

    (一)原动机的起动与运转
        1.调速装置操作原理实验
        2.调速装置及原动机控制运转
    (二)发电机机电特性实验
        1.发电机的空载特性曲线测试
        2.发电机的短路特性曲线测试
        3.发电机外特性及调整特性实验
        4.发电机零功率因数负载特性实验
    (三)同步发电机励磁控制实验
        1.微机励磁装置基本操作实验
        2.不同α角(控制角)励磁电压波形观测实验
        3.同步发电机起励实验
        4.控制方式及其相互切换实验
        5.逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验
        6.伏赫限制实验
        7.欠励限制实验
        8.同步发电机强励实验
        9.调差特性实验
        10.过励限制实验
    (四)准同期并列运行
        1.微机准同期装置基本操作实验
        2.自动准同期条件测试
        3.线性整步电压形成(相敏环节)测试
        4.导前时间整定及测量方法
        5.压差、频差和相差闭锁与整定
        6.手动准同期并网实验
        7.半自动准同期并网实验
        8.自动准同期并网实验
    (五)单机----无穷大系统稳定运行方式实验
        1.单回路稳态对称运行实验
        2.双回路和单回路的稳态对称运行比较实验
        6.单回路稳态非全相运行实验
    (六)单机带负荷实验
        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
    (七)电力系统功率特性(功角)和功率极限(静态稳定性)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的测定
        3.微机自并励时,功率特性和功率极限的测定
        4.微机他励时,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
        6.提高电力系统静态稳定性实验
    (八)电力系统暂态稳定性实验
        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.提高电力系统暂态稳定性的措施

    ·配置清单

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