电力系统综合自动化实验平台_电力自动化实训考核装置|电力实验台

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电力系统综合自动化实验平台

LG-DLN02型电力系统综合自动化实验平台

电力系统综合自动化实验平台

一、技术性能：

1.系统分别由2台实际运行的发电机组模拟，配套的2套电力系统综合自动化实验平台中的控制部分可分别对发电机组实现就地控制，各发电机组的主回路分别接至系统模拟电网，并与无穷大系统联接。电网上联接有可调负荷，负荷类别有："纯电阻性负荷"，"感性负荷"和"纯电感性负荷"。根据发电机厂的个数和输电线路的不同，用户可灵活调整电力网结构。

二、系统组成：

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。具体要求如下：三段式相间过流保护：定时限/反时限特性，方向元件闭锁，低电压元件闭锁；三段式零序过流保护：定时限/反时限特性，零序方向元件闭锁，零序电压元件闭锁；独立的加速保护：相电流加速，零序电流加速；低频减载：滑差闭锁，低电压闭锁；低压减载；过负荷保护；三相一次重合闸：重合闸充电指示，非同期/检同期/检无压方式，检同期时母线电压自动适应线路侧电压，勿需整定电压相别；接地选线：接地告警3U0/3I0，集中/分散选线；采集和显示电流、电压、有功、无功、功率因数、频率；4路脉冲量；16路遥信量；遥控分合、闭锁及远方定值修改；保护投入/退出，远方定值区切换，还具有故障录波，事件记录功能，通信功能，可上传测量保护及故障信息。

（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*小，*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。

三、实验项目：

1.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

2.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）发电机的负载特性实验

（4）同步发电机直轴参数的离线测定

（5）同步发电机参数的在线测定

（6）同步发电机静态安全运行极限的测定

3.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

4.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

5.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

（3）单回路稳态非全相运行实验

6.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

7.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

8.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

9.电力系统运行实验

（1）发电机启动和调整实验

（2）电力系统运行方式实验

（3）电力系统负荷调整实验

10.电力系统分析实验

（1）电力系统潮流计算分析实验

（2）电力系统故障计算分析实验

（3）切机、切负荷等稳定实验

11.电力系统调度自动化实验

（1）电力系统实时监控

（2）电力网的电压和功率分布实验

（3）电力系统有功功率调整实验

（4）电力系统无功功率调整实验

（5）电网运行方式变化

（6）电力系统调度运行实验

（7）遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验

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