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LG-DLN02型 電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺

一、技術(shù)性能：

1.系統(tǒng)分別由2臺實際運行的發(fā)電機(jī)組模擬，配套的2套電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺中的控制部分可分別對發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)就地控制，各發(fā)電機(jī)組的主回路分別接至系統(tǒng)模擬電網(wǎng)，并與無窮大系統(tǒng)聯(lián)接。電網(wǎng)上聯(lián)接有可調(diào)負(fù)荷，負(fù)荷類別有："純電阻性負(fù)荷"，"感性負(fù)荷"和"純電感性負(fù)荷"。根據(jù)發(fā)電機(jī)廠的個數(shù)和輸電線路的不同，用戶可靈活調(diào)整電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

二、系統(tǒng)組成：

    系統(tǒng)采用兩種控制方式，一種采用工業(yè)現(xiàn)場的控制設(shè)備實現(xiàn)功能；另一種采用PC機(jī)配采集卡實現(xiàn)功能，包括信號轉(zhuǎn)換裝置，多通道數(shù)據(jù)采集卡及相應(yīng)的切換開關(guān)。

（一）采用工業(yè)現(xiàn)場的控制設(shè)備實現(xiàn)功能：

系統(tǒng)包括：發(fā)電機(jī)組、實驗操作臺、實驗控制屏、無窮大系統(tǒng)、三相可調(diào)負(fù)載箱。系統(tǒng)仿工業(yè)化現(xiàn)場設(shè)計，一次線路需與自動控制部分分開設(shè)計。

1.發(fā)電機(jī)組:

    由三相同步發(fā)電機(jī)、直流電動機(jī)、測速裝置和功角指示器組成。采用直流電動機(jī)模擬汽輪機(jī)，所有配件均固定在可移動的推車上，方便學(xué)生做實驗。具體參數(shù)如下：

（1）三相同步發(fā)電機(jī)：SN=2.5KVA, VN=400V，nN=1500rpm

（2）直流電動機(jī)：PN=3KW, VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm

（3）測速裝置采用1024點光電編碼器。

（4）功角指示器采用特制頻閃燈、標(biāo)刻度圓盤和指針構(gòu)成。

2.實驗操作臺:

    實驗操作臺由輸電線路單元、測量儀表單元、微機(jī)線路保護(hù)測控裝置和合閘時間設(shè)置、短路故障類型設(shè)置及短路時間設(shè)置等構(gòu)成。

（1）輸電線路單元：采用雙回輸電線路，每條輸電線路分兩段，并設(shè)置有中間開關(guān)站，可以構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗。

（2）測量儀表單元：電壓表3只，電流表3只，三相有功功率表1只，三相無功功率表1只，功率因數(shù)表1只和同期表1只。

（3）微機(jī)線路保護(hù)測控裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）：適用于110KV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護(hù)、測量及控制。具體要求如下：三段式相間過流保護(hù)：定時限/反時限特性，方向元件閉鎖，低電壓元件閉鎖；三段式零序過流保護(hù)：定時限/反時限特性，零序方向元件閉鎖，零序電壓元件閉鎖；獨立的加速保護(hù)：相電流加速，零序電流加速；低頻減載：滑差閉鎖，低電壓閉鎖；低壓減載；過負(fù)荷保護(hù)；三相一次重合閘：重合閘充電指示，非同期/檢同期/檢無壓方式，檢同期時母線電壓自動適應(yīng)線路側(cè)電壓，勿需整定電壓相別；接地選線：接地告警3U0/3I0，集中/分散選線；采集和顯示電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、頻率；4路脈沖量；16路遙信量；遙控分合、閉鎖及遠(yuǎn)方定值修改；保護(hù)投入/退出，遠(yuǎn)方定值區(qū)切換，還具有故障錄波，事件記錄功能，通信功能，可上傳測量保護(hù)及故障信息。

（4）合閘時間設(shè)置、短路故障類型設(shè)置及短路時間設(shè)置：可設(shè)置并網(wǎng)斷路器合閘時間、三相輸電線路短路類型和短路時間，還可觀測暫態(tài)電流、電壓波形。

3.實驗控制屏:

    實驗控制屏由儀表單元、微機(jī)調(diào)速器裝置、微機(jī)準(zhǔn)同期裝置、微機(jī)勵磁裝置、常規(guī)勵磁裝置、數(shù)字存儲示波器組成。

（1）儀表單元：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1只，指示控制柜工作電源電壓。

（2）微機(jī)調(diào)速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調(diào)節(jié)、手動數(shù)字調(diào)節(jié)、微機(jī)自動調(diào)節(jié)、過速保護(hù)功能；具有測量、顯示機(jī)組轉(zhuǎn)速、電網(wǎng)頻率功能；

（3）微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：勵磁方式分為自并勵、它勵兩種；具有恒UF、恒IL、恒α、恒Q 四種自動調(diào)節(jié)功能；具有定子過電壓保護(hù)、過勵限制、瞬時過電流限制、欠勵限制和伏赫限制功能；液晶顯示，中文菜單操作；在線修改控制參數(shù)和存儲功能。

（4）微機(jī)準(zhǔn)同期裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：全自動準(zhǔn)同期和半自動準(zhǔn)同期方式可選，全自動方式下具有自動調(diào)頻調(diào)壓功能，半自動時閉鎖自動調(diào)頻調(diào)壓功能；實時顯示發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的壓差和頻差；液晶顯示，中文菜單操作；在線整定和修改頻差、壓差允許值和導(dǎo)前時間；具有波形觀測孔，可觀察合閘脈沖相對于三角波的位置、發(fā)電機(jī)電壓波形、系統(tǒng)電壓波形和矩形波波形等。． 

（5）常規(guī)勵磁裝置具有如下功能：采用PI調(diào)節(jié),具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued；面板上設(shè)置有觀測波形的測試孔；具有*小，*大勵磁電流值的限制；能適應(yīng)多種反饋及保護(hù)信號的輸入。

（6）數(shù)字存儲示波器：帶寬≧60MHz,實時采樣率≥2GS/s，含8通道邏輯儀，數(shù)模信號同時進(jìn)行分析。

4.無窮大系統(tǒng)：采用自耦調(diào)壓器模擬無窮大系統(tǒng)，具體參數(shù)：副邊0-430V可調(diào)。

5.三相可調(diào)負(fù)載箱

（1）采用柜式結(jié)構(gòu)，配有腳輪可移動。包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載。

（2）阻性負(fù)載包括一組3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式電阻，兩組3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式電阻，一組3×320Ω/1A（0.5kW）板式電阻和兩組3×160Ω/2A 1kW板式電阻，通過開關(guān)投切可調(diào)節(jié)阻性負(fù)載的大小。

（3）感性負(fù)載由三個200mH的電感和自耦調(diào)壓器構(gòu)成感性負(fù)載，通過開關(guān)投切可調(diào)節(jié)感性負(fù)載的大小。

（二）采用PC機(jī)配采集卡實現(xiàn)功能

1.信號轉(zhuǎn)換裝置硬件資源如下：

（1） 13路模擬量輸入；

（2） 1路模擬量輸出；

（3） 17路開關(guān)量輸入；

（4） 24路開關(guān)量輸出。

2.多通道數(shù)據(jù)采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，6位數(shù)據(jù)采樣，4路模擬量輸出，48路開關(guān)量。

三、實驗項目：

1.原動機(jī)的起動與運轉(zhuǎn)

（1） 調(diào)速裝置操作原理實驗

（2） 調(diào)速裝置及原動機(jī)控制運轉(zhuǎn)

2.發(fā)電機(jī)機(jī)電特性實驗

（1） 發(fā)電機(jī)的空載特性曲線測試

（2） 發(fā)電機(jī)的短路特性曲線測試

（3） 發(fā)電機(jī)的負(fù)載特性實驗

（4） 同步發(fā)電機(jī)直軸參數(shù)的離線測定

（5） 同步發(fā)電機(jī)參數(shù)的在線測定

（6） 同步發(fā)電機(jī)靜態(tài)安全運行極限的測定

3.同步發(fā)電機(jī)勵磁控制實驗

（1） 微機(jī)勵磁裝置基本操作實驗

（2） 不同α角（控制角）勵磁電壓波形觀測實驗

（3） 同步發(fā)電機(jī)起勵實驗

（4） 控制方式及其相互切換實驗

（5） 逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實驗

（6） 伏赫限制實驗

（7） 欠勵限制實驗

（8） 同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵實驗

（9） 調(diào)差特性實驗

（10） 過勵限制實驗

4.準(zhǔn)同期并列運行

（1） 微機(jī)準(zhǔn)同期裝置基本操作實驗

（2） 自動準(zhǔn)同期條件測試

（3） 線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測試

（4） 導(dǎo)前時間整定及測量方法

（5） 壓差、頻差和相差閉鎖與整定

（6） 手動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

（7） 半自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

（8） 自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

5.單機(jī)--無窮大系統(tǒng)穩(wěn)定運行方式實驗

（1） 單回路穩(wěn)態(tài)對稱運行實驗

（2） 雙回路和單回路的穩(wěn)態(tài)對稱運行比較實驗

（3） 單回路穩(wěn)態(tài)非全相運行實驗

6.單機(jī)帶負(fù)荷實驗

（1） 獨立系統(tǒng)的特性實驗

（2） 投、切不同負(fù)荷的實驗

（3） 甩負(fù)荷實驗

7.電力系統(tǒng)功率特性（功角）和功率極限（靜態(tài)穩(wěn)定性）實驗

（1） 無調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定

（2） 手動調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定

（3） 微機(jī)自并勵時，功率特性和功率極限的測定

（4） 微機(jī)他勵時，功率特性和功率極限的測定

（5） 單回路、雙回路輸送功率與功角關(guān)系實驗

（6） 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性實驗

8.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實驗

（1） 短路類型對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實驗

（2） 故障切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響實驗

（3） 有無強(qiáng)勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性影響試驗；

（4） 線路重合閘及其對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實驗；

（5） 同步發(fā)電機(jī)異步運行和再同步實驗

（6） 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施

9.電力系統(tǒng)運行實驗

（1） 發(fā)電機(jī)啟動和調(diào)整實驗

（2） 電力系統(tǒng)運行方式實驗

（3） 電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整實驗

10.電力系統(tǒng)分析實驗

（1） 電力系統(tǒng)潮流計算分析實驗

（2） 電力系統(tǒng)故障計算分析實驗

（3） 切機(jī)、切負(fù)荷等穩(wěn)定實驗

11.電力系統(tǒng)調(diào)度自動化實驗

（1） 電力系統(tǒng)實時監(jiān)控

（2） 電力網(wǎng)的電壓和功率分布實驗

（3） 電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整實驗

（4） 電力系統(tǒng)無功功率調(diào)整實驗

（5） 電網(wǎng)運行方式變化

（6） 電力系統(tǒng)調(diào)度運行實驗

（7） 遙控、遙測、遙信、遙調(diào)四遙實驗