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电力系统综合自动化技能实训考核平台,电力系统综合自动化试验台

一、 概 述

该平台由五部分组成：同步发电机组、机组控制柜、输电线路及监视保护屏、无穷大电力系统和阻抗负载。对风力发电并网过程中常用的自动装置、监控、电力系统运行、继电保护等教学内容进行操作、测试和试验。装置采用固定式结构。

本实训平台适用于高校、中专、技校电力、电气、自动化类各专业相关课程的实训与实验，也可用于电力行业对从事风力发电专业人员的培训。

二、 特 点

1.自动装置全部采用7吋彩色人机界面显示，直观、清晰

2.自动装置将指示灯和按键组合在人机界面上，美观、简洁、操作方便

3.自动装置采用软件调试和校准，调试人员不拆面板即可调试

4.自动装置人机界面上可以直接设置系统运行参数，及实时显示运行状态

5.具有完善的人身保护功能

6.低压线路故障柜要求

1）采用国标柜体

2）根据国家电网安全规程设计研发

3）故障系统可以采用以太网通讯技术进行PC软件全程智能设置80多处故障，也可以进行手动任意设 置故障，可多台联机，可进行考生信息编辑与打印。

4）装置配有语音提示功能与计时考试功能，提供供电局提供接口数据时，可以与电力营销管理系统接 口对接。

5）PC软件可以设计多种理论试卷与实训操作试题

6）故障模拟采用交流接触器内部断线

模拟发电机测控屏

1、基本参数

1) 型号：

2) 供电电源：三相五线供电380V，

 3) 功率：1KW；

4) 单面实训柜尺寸：2200mm*800mm*800mm（高*宽*深，热镀锌板喷塑）

 5) 防护等级：IP3X

环境条件

环境温度

   工作：－10℃～+50℃

    贮存：－25℃～ ＋60℃  在极限值下不施加激励量，设备不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作；

相对湿度：<85%HR，无凝露

大气压力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它条件：设备周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。

绝缘性能

    绝缘电阻：设备所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。

    介质强度：设备所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV(有效值)，历时1min 试验，而无绝缘击穿或闪络现象。当复查介质强度时，试验电压值为规定值的75%。

    冲击电压：设备的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验。

  机械性能

工作条件：能承受严酷等级为１级的振动响应、冲击响应检验；

运输条件：能承受严酷等级为１级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

基本配置

1、含发电机高压、低压系统的测量、控制，即有1台高压同期开关及其控制系统、6 台发电机高压、低压侧电流、电压互感器、 1 台同期用母线电压互感器、一套智能测控装置，发电机主保护装置，发电机后备保护装置等；

2、微机测控装置能在线监测各发电机组的三相电流、电压的有效值和相位；各序分量的有效值和相位；有功功率、无功功率、功率因数以及频率。发电机转子电压和电流；

3、在线监测各开关的开、断状态；

4、对各开关的进行跳闸控制；

5、智能合并测控单元的响应能力满足对生产过程的数据采集和控制命令执行的时间要求，模拟量采样频率>3200，通过GOOSE命令开出出口时间≤7ms；

6、电站控制中心的响应能力满足系统数据采集、人机通信、控制功能和系统通信的时间要求；

7、智能合并测控单元，可通过通信网络上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通过双以太网和站控层直接通讯，接受来自站控层的遥控命令，支持光B码对时；

8、模拟电压互感器优于0.2级，负载能力≥10VA，能承受1.5倍额定电压长期运行；

9、模拟电流互感器优于0.2级，负载能力≥10VA，最大饱和倍数20倍；

发电机调速

环境条件

环境温度

   工作：－10℃～+50℃

    贮存：－25℃～ ＋60℃  在极限值下不施加激励量，设备不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作；

相对湿度：<85%HR，无凝露

大气压力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它条件：设备周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。

绝缘性能

    绝缘电阻：设备所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。

    介质强度：设备所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV(有效值)，历时1min 试验，而无绝缘击穿或闪络现象。当复查介质强度时，试验电压值为规定值的75%。

    冲击电压：设备的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验。

  机械性能

工作条件：能承受严酷等级为１级的振动响应、冲击响应检验；

运输条件：能承受严酷等级为１级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

基本配置

控制单元为由DSP构成的多核硬件平台，采用嵌入式实时多任务操作系统，模块化软件程序设计；

具有≥24点高速采样、实时并行计算功能。各个信号使用独立采样通道，定时采样及跟频采样方式可选择，在每个采样点能完成所有的控制逻辑测量和计算，并具有故障报告和事件记录的实时整理功能；

(1)主要功能

i、机台采用触摸屏操作自动调节与控制功能：

转速调节：在同步发电机空载运行时，可实现机组转速的调整，与自动准同期装置配合，能实现快速并网。

功率调节：在发电机并列运行时，可实现功率的调节；接入电动机电枢电流的反馈信号，能根据负荷给定值，调整发电机的出力；在孤立电网负载运行时，可实现机组功率的有差调节。

ii、手动控制功能：

现地手动控制。模拟监控柜中设有手动调速按钮，当调速器上电运行后，即可通过手动调速按钮控制电机。

远方手动控制。远方控制命令由通信总线送至调速器内的PLC，可进行机组有功的远方调控。

iii、安全保护功能：

紧急停机。当机组过速或出现严重的电气和机械故障，必须紧急停机时，可直接按装置面板上的“启动/停止”按钮，便能实现紧急停机。

电机过流保护。调速器自动对电动机电枢电流进行监测，当其达到保护整定值时，调速器内置过流保护继电器动作，跳开电动机电源。

（2）技术参数

1、采样频率：1次/周波；脉冲输出：1次/周波

2、自动调压范围：20%~130%

3、手动调压范围：10%~120%

4、零起升压：超调量≦10%~15%，调节时间3s~5s

5、调压精度≦0.01

6、调压频率整定范围：±10﹪内均匀无级差调整

7、电压响应时间：上升≦0.08s，下降≦0.15s

8、频率特性：在频率变化±1%时，电压变化小于±0.05%

9、采样系统线性度：偏差≯0.1%

10 ，RS485 MOBUS RTU远程通信。

模拟发电机励磁系统及负阻器屏

环境温度

   工作：－10℃～+50℃

    贮存：－25℃～ ＋60℃  在极限值下不施加激励量，设备不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作；

相对湿度：<85%HR，无凝露

大气压力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它条件：设备周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。

绝缘性能

    绝缘电阻：设备所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。

    介质强度：设备所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV(有效值)，历时1min 试验，而无绝缘击穿或闪络现象。当复查介质强度时，试验电压值为规定值的75%。

    冲击电压：设备的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验。

  机械性能

工作条件：能承受严酷等级为１级的振动响应、冲击响应检验；

运输条件：能承受严酷等级为１级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

基本配置

微机励磁调节器采用高性能、高速度的DSPIC微处理器。该芯片集成了较多的外围接口，减少了电路板上的外围芯片，使调节器的故障率大大降低。其结构采用主机+显示操作终端（触摸屏）的分体结构，便于安装维护。主要技术特点如下：

1、全智能化、数字化设计。所有功能均由软件实现，调试时只需在触摸屏上操作即可。

2、采用变结构与变参数的自适应控制及改进型PID控制算法。

3、人机对话友好。采用超大屏幕触摸屏做为显示终端（1600万色，7寸宽屏）。操作简单易懂。

4、双重供电电源。可采用AC及DC 两路电源并联供电，无切换电路，提高了供电的可靠性。电源输入范围在100-250VAC、100-250VDC，适应各种电站的特殊电源要求。

5、上位机通讯接口。可通过RS485接口或CAN总线接口与上位机或监控系统连接，使其在中控室便能监控励磁系统的运行。

6、远方控制接口。通过调节器自带的继电器信号输入接口，在中控室内接按钮实现起励、灭磁、增励、减励、系统电压跟踪等常规操作。

7、一键开机。通过简单配置外围继电器回路，选择起励命令，便能自动实现合灭磁开关、起励、网电跟踪等开机操作，减少了开机时间，加快并网过程，为实现电站自动化提供了保障。

8、 逆变灭磁。在正常停机时，按触摸屏上的“灭磁”按纽使可控硅的控制角增大到逆变状态（三相半控输出时，控制角为160度），使发电机电压迅速降低，然后再跳灭磁开关。这样就避免了跳灭磁开关的时候出现火花，达到保护灭磁开关和相关灭磁器件的作用。

9、实时趋势图。可用实时曲线图来表示实时采样到的“电压”、“电流”、“励磁电流”、“机组频率”、“有功功率”、“无功功率”等数据。

10、事件记录功能。调节器内部可存储96条最新事件记录，包括分/合出口断路器及各种故障出现时的时间及瞬间测量数据。

11、独特的双微机配置。采用两台DMER-A02微机励磁调节器，通过简单的串口线连接便能方便的组成双微机，其调试只需经过几个简单的步骤便能自动完成。当一台发生故障时，能自动切换，且切换无波动。

主要功能

1、恒电压、恒励流、恒无功功率、恒功率因数调节及恒控制角调节方式。

2、过励反时限限制及保护

3、强励反时限限制及保护

4、欠励反时限限制及保护

5、V/HZ限制及保护

6、过压/过流保护输出

7、过速保护输出

8、PT熔丝断保护

9、脉冲回读及检测

10、开机可设定自动跟踪系统电压

11、逆变灭磁

12、实时曲线图显示测量数据

13、事件记录

主要技术指标

1、移相触发范围：三相半控桥为0～160度；三相全控桥为0～135度；

2、自动调压范围：20％～130％ ；手动调压范围；20％～120％。

3、零起升压：超调量<15%，调节时间3～5秒，振荡次数＜3～5次。

4、10%阶跃响应：超调量小于5%，振荡次数1次，调节时间小于3秒

5、调压精度：0.1%

6、调差率整定范围±10%内均匀无级差调整。

7、电压响应时间：上升＜0.08秒，下降＜0.15秒。

8、频率特性：在频率变化±1%，电压变化值小于±0.05%。

9、采样系统线性度：偏差≯0.1%

10、强励顶值倍数：1.8倍