船舶电站模拟实验平台概况_船舶电气实训装置｜军事舰艇电站试验设备

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船舶电站模拟实验平台概况

一、研究目标
实验台能对海洋船舶、内河船舶、军事舰艇电站等独立电站中常用的自动装置、电站监控、船舶电站自动控制、继电保护等进行模拟实验，可实现电站运行过程中的转速、转矩、电动机电压、电流、发电机三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、发电机功角、励磁电压、励磁电流的监控及实时记录。
通过搭建实验平台来模拟船舶电站，电站包括两台发电机组，可以实现单机带负荷运行，两台发电机组通过并网形成独立的小电网。两台发电机组应能实现对实际发电机组的动态模拟。
二、实验平台概况
实验平台由两套发电机组、机组控制柜、配电实验台（内置可调阻抗负载）、故障与保护系统和监控测量系统组成。两台发电机组可实现并网，形成独立的模拟船舶电站，原理示意图见图1，其他厂家产品实物见图2.

图1 电站示意图

三、拟进行的实验
1）发电机特性实验
（1）发电机的空载特性实验；
（2）发电机的短路特性实验；
（3）发电机的负载特性实验；
2）单机带负荷实验
（1）投、切不同负荷的实验；
（2）调速器调差特性实验；
3）发电励磁控制实验
（1）控制方式及其相互切换实验；
（2）发电机强励实验；
（3）调差特性实验；
4）准同期并车实验
（1）手动准同期并列实验；
（2）自动准同期并列实验；
5）电力系统功率特性和功率极限实验
6）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）有无强励磁对暂态稳定性影响试验；
（3）线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验；
7）原动机调速器控制参数对机组运行稳定性影响实验
8）发电机励磁系统控制参数对机组运行稳定性影响实验
9）功率分配控制器控制参数对机组运行稳定性影响实验
10）系统低频振荡实验
四、实验平台要求
1、发电机组
发电机组单机组功率2kW-15kW，额定转速1500r/min，采用电动机拖动三相交流同步发电机的型式，共两套机组。发电机组应根据相似理论设计，可实现实际发电机组的动态特性模拟，有较大的机电时间常数。机组单机运行及双机并网运行时，可以实现系统的转速振荡。
机组基本运行功能包括：1）电动机调速器应能实现转速闭环控制，转速反馈方式为光电编码器；2）原动机都配有调速装置，发电机配有准同期装置，两台机组并列后有调频调载装置；3）每套控制装置都有微机手动/自动，模拟手动三种控制方式供选择，并且调速器、发电机励磁系统及调频调载系统的运行控制参数可修改。
若原动机采用直流电动机，则应保证调速器输出的直流电压波形平稳。原动机调速器应不对反馈、测试、监控系统造成干扰。
2、配电柜
实现机组转速，发电机端电压、电流、电源频率、有功功率、无功功率，功率因素等的实时监控功能，可实现两台机组的手动及自动同期并车，并可实现两台机组的功率分配管理；带有线路短路故障设置模块：可以设置输电线路的单相接地短路、相间短路、相间接地短路、三相短路等短路类型。
3、负载
可提供连续可调的三相阻抗负载，容量为双机组总容量的120%；
4、测试记录量：
两台机组转速n，直流电动机电枢电压Ua、电枢电流Ia、励磁电压Udf、电流Idf；发电机端三相电压U，三相电流I，发电机功率P，无功功率Q，功角δ，转矩Te，励磁电压Uf，励磁电流If等，要求这些量均转换成±10V范围内电压信号。
5、机组轴系：电动机和发电机中间连有一段中间轴，中间轴上装有钢质圆盘及齿盘，中间轴具体方案由哈尔滨工程大学提供；
6、机座及减震装置：机组底座采用高强度钢板，表面平整度高，直流电动机与发电机和中间轴采用橡胶连轴器软连接，为保护实验人员安全，配有防护罩，底座装设带减震功能的支撑脚。
五、其他说明
1、应提供全套的电动机及发电机的结构尺寸图纸、主要结构件材料，电机电气计算说明书；
2、上述关键测量量所有变送器输出均需做成BNC公接头；
3、调速器提供控制逻辑图及关键参数，带有详细说明书；
4、励磁控制系统电路图及关键参数，带有详细说明书；
5、调频调载自动控制装置电路图及关键参数，带有详细说明书；
6、实验台应具有各项保护功能,总电源由三相总开关控制，设有三相带灯熔断器作为断相指示，各种电源及各种仪表均有完善的保护功能。
7、实验台方案制定及生产过程中的问题双方应协商解决。

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