SKESD-12型 電力系統綜合自動化實驗平臺
所屬類別：電力·電工·電子系列
·設備外觀
·設計簡述
實訓裝置是根據《電力系統自動裝置原理》、《電網監控及調度自動化》、《電力系統自動化》、《電氣設備》、《電力系統繼電保護》、《電力系統分析》等課程實驗教學的內容，并結合工業實際應用和發展而研發的綜合型實驗平臺。它能滿足對發電廠中常用的自動裝置、發電廠監控、電力系統運行、繼電保護等教學內容進行操作。本實驗平臺適用于電力、電氣、自動化類各專業相關課程的實驗教學，也可作為學生畢業設計和教師科研項目的硬件開發平臺。·主要參數
1.工作電源：三相四線AC380V±10% 50Hz；
2.工作環境：溫度-10℃～+40℃；相對濕度＜85%(25℃)；海拔＜4000m；
3.裝置容量：≤3.0KVA；
4.安全保護：具有接地保護、漏電保護，安全符合國家標準。
·組成及功能
系統采用兩種控制方式，一種采用工業現場的控制設備實現功能；另一種采用PC機配采集卡實現功能，包括信號轉換裝置，多通道數據采集卡及相應的切換開關。
（一）采用工業現場的控制設備實現功能：
系統包括：發電機組、實驗操作臺、實驗控制屏、無窮大系統、三相可調負載箱。系統仿工業化現場設計，一次線路需與自動控制部分分開設計。
1.發電機組:
由三相同步發電機、直流電動機、測速裝置和功角指示器組成。采用直流電動機模擬汽輪機，所有配件均固定在可移動的推車上，方便學生做實驗。具體參數如下：
（1）三相同步發電機：SN=2.5KVA, VN=400V，nN=1500rpm
（2）直流電動機：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、標刻度圓盤和指針構成。
2.實驗操作臺:
實驗操作臺由輸電線路單元、測量儀表單元、微機線路保護測控裝置和合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置等構成。
（1）輸電線路單元：采用雙回輸電線路，每條輸電線路分兩段，并設置有中間開關站，可以構成四種不同聯絡阻抗。
（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，功率因數表1只和同期表1只。
（4）合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置：可設置并網斷路器合閘時間、三相輸電線路短路類型和短路時間，還可觀測暫態電流、電壓波形。
3.實驗控制屏:
實驗控制屏由儀表單元、微機調速器裝置、微機準同期裝置、微機勵磁裝置、常規勵磁裝置、數字存儲示波器組成。
（1）儀表單元：直流電壓表、直流電流表各2只，分別指示原動機電樞電壓和電流、發電機勵磁電壓和電流。交流電壓表1只，指示控制柜工作電源電壓。
（2）微機調速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調節、手動數字調節、微機自動調節、過速保護功能；具有測量、顯示機組轉速、電網頻率功能；
（3）微機勵磁調節器裝置（工業級，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 四種自動調節功能；具有定子過電壓保護、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；在線修改控制參數和存儲功能。
（4）微機準同期裝置（工業級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：全自動準同期和半自動準同期方式可選，全自動方式下具有自動調頻調壓功能，半自動時閉鎖自動調頻調壓功能；實時顯示發電機和系統的壓差和頻差；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、發電機電壓波形、系統電壓波形和矩形波波形等。
（5）常規勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節,具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued；面板上設置有觀測波形的測試孔；具有最小，最大勵磁電流值的限制；能適應多種反饋及保護信號的輸入。
（2）微機調速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調節、手動數字調節、微機自動調節、過速保護功能；具有測量、顯示機組轉速、電網頻率功能；
（3）微機勵磁調節器裝置（工業級，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 四種自動調節功能；具有定子過電壓保護、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；在線修改控制參數和存儲功能。
（4）微機準同期裝置（工業級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：全自動準同期和半自動準同期方式可選，全自動方式下具有自動調頻調壓功能，半自動時閉鎖自動調頻調壓功能；實時顯示發電機和系統的壓差和頻差；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、發電機電壓波形、系統電壓波形和矩形波波形等。
（5）常規勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節,具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued；面板上設置有觀測波形的測試孔；具有最小，最大勵磁電流值的限制；能適應多種反饋及保護信號的輸入。
（6）數字存儲示波器：帶寬≧60MHz,實時采樣率≥2GS/s，含8通道邏輯儀，數模信號同時進行分析。
4.無窮大系統：采用自耦調壓器模擬無窮大系統，具體參數：副邊0-430V可調。
5.三相可調負載箱
（1）采用柜式結構，配有腳輪可移動。包括阻性負載和感性負載。
（2）阻性負載包括一組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，通過開關投切可調節阻性負載的大小。
（3）感性負載由三個200mH的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過開關投切可調節感性負載的大小。
（二）采用PC機配采集卡實現功能
1.信號轉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路開關量輸入；
（4）24路開關量輸出。
2.多通道數據采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，6位數據采樣，4路模擬量輸出，48路開關量。
2.多通道數據采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，6位數據采樣，4路模擬量輸出，48路開關量。
·實訓項目
（一）原動機的起動與運轉
1.調速裝置操作原理實驗
2.調速裝置及原動機控制運轉
（二）發電機機電特性實驗
1.發電機的空載特性曲線測試
2.發電機的短路特性曲線測試
3.發電機外特性及調整特性實驗
4.發電機零功率因數負載特性實驗
（三）同步發電機勵磁控制實驗
1.微機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.同步發電機起勵實驗
4.控制方式及其相互切換實驗
5.逆變滅磁和跳滅磁開關滅磁實驗
6.伏赫限制實驗
7.欠勵限制實驗
8.同步發電機強勵實驗
9.調差特性實驗
10.過勵限制實驗
（四）準同期并列運行
1.微機準同期裝置基本操作實驗
2.自動準同期條件測試
3.線性整步電壓形成（相敏環節）測試
4.導前時間整定及測量方法
5.壓差、頻差和相差閉鎖與整定
6.手動準同期并網實驗
7.半自動準同期并網實驗
8.自動準同期并網實驗
（五）單機----無窮大系統穩定運行方式實驗
1.單回路穩態對稱運行實驗
2.雙回路和單回路的穩態對稱運行比較實驗
6.單回路穩態非全相運行實驗
（六）單機帶負荷實驗
1.獨立系統的特性實驗
2.投、切不同負荷的實驗
3.甩負荷實驗
（七）電力系統功率特性（功角）和功率極限（靜態穩定性）實驗
1.無調節勵磁時，功率特性和功率極限的測定
2.手動調節勵磁時，功率特性和功率極限的測定
3.微機自并勵時，功率特性和功率極限的測定
4.微機他勵時，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系實驗
6.提高電力系統靜態穩定性實驗
（八）電力系統暫態穩定性實驗
1.短路類型對電力系統暫態穩定性的影響實驗
2.故障切除時間對暫態穩定的影響實驗
3.有無強勵磁對暫態穩定性影響試驗
4.線路重合閘及其對系統暫態穩定性影響的實驗
5.同步發電機異步運行和再同步實驗
6.提高電力系統暫態穩定性的措施
