电力系统综合自动化实验台

0武汉华大电力自动技术有限责任公司电力系统综合自动化实验台电力系统微机监控实验台技术方案编辑人：张冬成联系电话：13911419097027-67845208邮箱：[e-mail]日期：2012年11月份——中国电气工程（强电）专业教学设备的开拓者！——制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-67845208139114190971设备选型：设备名称型号数量说明电力系统综合自动化试验台WDT-IIIC2～7套（用户自选）配套组网使用电力系统微机监控试验台PS-5G1套质保期：三年终身维护！WDT-IIIC型电力系统综合自动化试验台一、设备运行环境：（1）输入电源：三相四线(或三相五线AC380V±10％50Hz)；（2）工作环境：温度–10℃－+40℃；（3）相对湿度：＜85％（25℃）、海拨＜4000m；（4）整机容量：15KVA、5A；（5）设备尺寸：1.80m×0.90m×1.80m重量：约300Kg二、设备安全保护措施（1）人身安全保护：每台设备入口装有漏电保护器。整个系统采用隔离变压器浮地保护设计。设备外壳接大地。设有电流型漏电器和安全实验导线双重人身保护；一次回路对外壳的绝缘电阻大于50MΩ。联结电缆采用高强度电缆。设备台面上铺设防静电的绝缘橡皮，可有效防止静电。设备的绝缘、散热均按工业标准设计。实验导线及插座、测试孔均采用安全性能良好的工业标准材料。（2）装置安全保护:具有现场跳闸保护，便于处理紧急事故；重要设备的关键入口部分都装设各种型号不同的熔断器，防止烧毁重要设备；设备密封良好防尘；设备操作方便、直观，各个测试孔及按钮都有明显的中文指示；当微机保护不动作时，设备可在有效时间内设备自带的硬件切除故障；仪表带有过量程保护功能，交、直流电源具有短路保护；仪表保护体系：设有仪表超量程，限量告警并切断电源，对仪表起到良好的保护作用；实验连接线：采用高可靠性护套结构手枪插连接线，不存在任何触电的可能。为防止设备过热，整机顶部装有散热装置，以及重要部件也都安装散热装置。三、设备特点及用途（1）该试验设备综合性强，易于维护；试验现象直观生动，使用、组网方便；稳定性好，既可单套使用，也可多套联网使用。制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-67845208139114190972（2）该试验设备主要用于完成《电力系统分析》、《电力系统自动化》、《电气工程基础》、《同步发电机运行》、《电力系统自动装置原理》、《电力系统调度自动化》、《电力工程》、《电力系统微机保护》等课程中的实验项目，并可完成课程设计、毕业设计、实习及某些研究课题等相关实验。（3）此设备采用了和实际电力系统原型具有相同物理性质且参数的标幺值一致的模拟元件，根据相似原理建立起来的电力系统物理模型（把真实的电力系统缩小到实验室中，是真实电力系统的缩影）。四、设备的技术性能指标（1）SFD-1同轴机组三相同步发电机：容量SN=2.5KVA,COSφ=0.8，电压：VN=400V，转速：nN=1500r.p.m，低噪音；直流电动机（跟三相同步发电机配套使用）：功率：PN=2.2KW，电压：UN=220V，IN=13.6A，转速：nN=1500r/min；COSφ=0.8，低噪音；机组底盘带有测速、测功角、功角指示器（用特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成，并且该频闪灯也可用于其它系统中作为非接触测速之用）、减振等装置组成；机座部分配有万向轮，既可方便移动,使用时也可固定。（2）试验操作台采用一体化设计(四个先进的微机自动化装置:WL-04B型微机/手动励磁装置、TGS-03B型微机/手动调速装置、HGWT-03B型微机/手动准同期装置、YHB-A型微机保护装置都内嵌放置在WDT-IIIC型试验台体操作面上，占地少，做实验时非常方便学生接线、观看和记录数据；（3）试验操作台采用一体化设计(四个先进的微机自动化装置:WL-04B型微机/手动励磁装置、TGS-03B型微机/手动调速装置、HGWT-03B型微机/手动准同期装置、YHB-A型微机保护装置都内嵌放置在WDT-IIIC型试验台体操作面上，占地少，做实验时非常方便学生接线、观看和记录数据；（4）四个先进的微机自动化装置（WL-04B工业级、TGS-03B、HGWT-03B、YHB-A），可部分开放核心源程序，供师生二次开发、科研使用。（5）输电线路（全部采用电抗物理模拟）：采用双回路距离输电线路模型，每回路分两段，并设中间设开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于学生实验分析比较；每相的电抗参数：xL1=xL2=20Ω，xL3=xL4=40Ω；短路点的Ｎ相对发电机中性点电抗：８Ω；短路点的Ｎ相对无穷大电源的中性点电抗:12Ω；四条输电线路全部采用电抗器来模拟，并且电抗器在短路时不饱和。（6）WL-04B型微机/手动励磁装置性能指标提供手动、它励、自并励方式；恒电压、恒电流、恒无功、恒等控制方式；四种励磁限制功能:①定子过电压保护和励磁电流反时限延时过励限制；②最大励磁电流瞬时限制；③欠励限制；④伏/赫限制；具有电力系统稳定器(PSS)功能；通讯功能：与上位机通讯，实现监控功能；多种波形的观测；发电机电压调整范围：20%～120%（单机），20%～130%（单机试验），85%～120%（并网）；发电机电压调节精度：0.5%UN；起励超调小于10%UN，甩负荷超调小于15%UN；制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-67845208139114190973调差率±15%可调，档距小于0.1%，测控频率10Hz，即每工频周波测量和控制输出各两次。具有测试功能（分二区）a.一区弱电测试孔：由+A、-C、+B、-A、+C、-B等6路脉冲测试孔和1路6脉冲总合测试孔，1路交流同步电压信号UAC，和一个弱电公共地COM组成，供示波器观察脉冲波形，脉冲相位及相位移动过程等信号。b.二区强电测试孔（100V）：由三相全控桥的交流输入电压Ua、Ub、Uc和直流输出电压Ud+、Ud－组成，可供示波器观察波形及万用表测量电压幅值。（7）TGS-03B型微机/手动调速装置性能指标测量发电机转速精度优于0.2%；测量系统功角精度优于1；手动模拟调节；微机自动调节；微机手动调节。（8）HGWT-03B型微机/手动准同期装置性能指标测量系统频率，机端电压，系统电压精度优于0.5%；全自动准同期合闸；半自动准同期合闸；断路器合闸时间测定；多种参数的修改；通讯功能：与上位机通讯，实现监控功能；多种波形的观测：为了有利于教学，需设置有关信号测试孔，供观察信号波形用。共有6个测试孔（含一个参考地），即发电机电压、系统电压、变宽度脉冲、（线性整步电压）形、合闸脉冲和参考地。（9）YHB-A型微机保护装置性能指标过流保护；故障电流波形观测；微机自动重合闸功能；电流测量值优于1%；电流波形测试功能:“IA”、“IB”、“IC”、“COM”四个微机电压测试孔组成故障电流测试，可用存贮示波器，记录故障时的IA、IB、IC短路电流。（10）仪表测量和短路故障模拟单元各种表计及其切换开关参数:电流表：0-15A，1.5极（原动机）、0-10A，1.5极（励磁）、电压表：0-250V1.5级（原动机）、0-450V，1.5极（发电机）、0-80V，1.5极（励磁）、0-450，1.5极（开关站）、0-450V，1.5极（系统）同期表：±3HZ，±10V，2.5极、发电机频率表：40-55HZ，100V，1.0极、A、B、C三相电流：0-7.5A，7.5/5A，1.5极、有功功率:0-5KW，7.5/5A，380V/100V，2.5极、无功功率：0-4KW，7.5/5A，380V/100V，2.5极各种带灯操作按钮（全部采用欧姆龙）；各种类型短路故障操作(A相、B相、C相、N相):单相接地两相短路两相短路接地三相短路（11）采用4KVA整流变压器：制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-67845208139114190974容量：SN=4KVA接线组别：/Y变比：380V/170V；（12）模拟无穷大电源系统：可以看作内阻抗为零，频率、电压及其相位都恒定不变的一台同步发电机，在本试验台中，将交流380V市电经15KVA三相自耦调压器，通过输电线路与实验用的同步发电机构成“一机—-无穷大”的电力系统；五、能够完成的实验：（1）同步发电机准同期并列实验手动准同期并列实验；半自动准同期并列实验；全自动准同期并列实验；各种信号波形观测；微机准同期装置基本操作实验；微机准同期装置整定值修改实验。（2）同步发电机微机励磁实验不同α（控制角）的励磁电压波形观测实验；微机励磁装置的基本操作实验；微机励磁装置的整定值修改实验；微机励磁装置的录波实验；不同励磁方式的控制与切换实验；同步发电机强励实验；欠励限制实验；调差特性实验；过励限制实验；；逆变灭磁和跳灭磁开关实验；伏赫限制实验；电力系统PSS实验（电力系统稳定性）。（3）单机—无穷大系统稳态运行方式实验单回路稳态对称运行实验；双回路与单回路的稳态对称运行比较实验；单回路稳态非全相运行实验。（4）电力系统功率特性（功角）和功率极限（静态稳态性）实验无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定；手动调节励磁时，功率特性和功率极限测定；微机自并励时，功率特性和功率极限的测定；微机它励时，功率特性和功率极限的测定；单回路、双回路输送功率与功角关系实验。（5）电力系统暂态稳定性实验短路类型对电力系统暂态稳定性的影响实验；故障切除时间对暂态稳定的影响实验；有、无强励磁对暂态稳定性影响实验；线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验；同步发电机异步运行和再同步实验。制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-67845208139114190975（6）同步发电机的运行实验同步发电机安全运行极限测定；同步发电机进相运行实验；同步发电机不对称运行实验；同步发电机失磁异步运行实验。（7）单机带负荷实验独立系统的特性实验；投、切不同负荷的实验；调速器调差特性实验；甩负荷实验；负荷调整实验。设备能够在生产实习、毕业设计和科学研究方面完成相关的实验内容。六、设备(单套)主要配置清单序号配置组件数量1试验台柜体(WDT-IIIC)采用高质量全钢质材料,台面上铺设防静电的绝缘橡皮(带设备保护系统、人身保护系统、散热系统)尺寸：1.80m×0.90m×1.80m1台2SFD-1型同轴机组1)三相同步发电机：容量SN=2.5kVA,COSφ=0.8，电压：VN=400V，转速：nN=1500r.p.m，低噪音；2)直流电动机（跟三相同步发电机配套使用）：功率：PN=2.2KW，电压：UN=220V，IN=13.6A，转速：nN=1500r/min；COSφ=0.8，低噪音；3)机组底盘带有测速、测功角、功角指示器（用特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成，并且该频闪灯也可用于其它系统中作为非接触测速之）、减振等装置组成；4)机座部分配有万向轮，既可方便移动,使用时也可固定。1套3模拟线路电抗器(1)2010A可调分接头电抗器；(2)4010A可调分接头电抗器；以上电抗器在短路时不饱和1套4输电线路模型4条5整流变压器/Y，380/170，180，190V，4KVA1台6励磁变压器/Y，380/60，70，80V，500VA1台7控制开关多档切换操作5只制造商：武汉华大电力自动技术有限责任公司027-678452081391141909768空开四极D321只9系统控制回路1套10操作按钮带指标灯25只11电源AC380V2只12电压互感器JOG4-0.5380V/100V7台13电流互感器40I15A/5A14各种控制继电器、保险端子MK2P-IAC2201套153TB接触器VC