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電力系統(tǒng)綜合自動化技能實訓考核平臺,電力系統(tǒng)綜合自動化試驗臺

一、 概 述

該平臺由五部分組成：同步發(fā)電機組、機組控制柜、輸電線路及監(jiān)視保護屏、無窮大電力系統(tǒng)和阻抗負載。對風力發(fā)電并網過程中常用的自動裝置、監(jiān)控、電力系統(tǒng)運行、繼電保護等教學內容進行操作、測試和試驗。裝置采用固定式結構。

本實訓平臺適用于高校、中專、技校電力、電氣、自動化類各專業(yè)相關課程的實訓與實驗，也可用于電力行業(yè)對從事風力發(fā)電專業(yè)人員的培訓。

二、 特 點

1.自動裝置全部采用7吋彩色人機界面顯示，直觀、清晰

2.自動裝置將指示燈和按鍵組合在人機界面上，美觀、簡潔、操作方便

3.自動裝置采用軟件調試和校準，調試人員不拆面板即可調試

4.自動裝置人機界面上可以直接設置系統(tǒng)運行參數(shù)，及實時顯示運行狀態(tài)

5.具有完善的人身保護功能

6.低壓線路故障柜要求

1）采用國標柜體

2）根據(jù)國家電網安全規(guī)程設計研發(fā)

3）故障系統(tǒng)可以采用以太網通訊技術進行PC軟件全程智能設置80多處故障，也可以進行手動任意設 置故障，可多臺聯(lián)機，可進行考生信息編輯與打印。

4）裝置配有語音提示功能與計時考試功能，提供供電局提供接口數(shù)據(jù)時，可以與電力營銷管理系統(tǒng)接 口對接。

5）PC軟件可以設計多種理論試卷與實訓操作試題

6）故障模擬采用交流接觸器內部斷線

模擬發(fā)電機測控屏

1、基本參數(shù)

1) 型號：

2) 供電電源：三相五線供電380V，

 3) 功率：1KW；

4) 單面實訓柜尺寸：2200mm*800mm*800mm（高*寬*深，熱鍍鋅板噴塑）

 5) 防護等級：IP3X

環(huán)境條件

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應、沖擊響應檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

1、含發(fā)電機高壓、低壓系統(tǒng)的測量、控制，即有1臺高壓同期開關及其控制系統(tǒng)、6 臺發(fā)電機高壓、低壓側電流、電壓互感器、 1 臺同期用母線電壓互感器、一套智能測控裝置，發(fā)電機主保護裝置，發(fā)電機后備保護裝置等；

2、微機測控裝置能在線監(jiān)測各發(fā)電機組的三相電流、電壓的有效值和相位；各序分量的有效值和相位；有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率。發(fā)電機轉子電壓和電流；

3、在線監(jiān)測各開關的開、斷狀態(tài)；

4、對各開關的進行跳閘控制；

5、智能合并測控單元的響應能力滿足對生產過程的數(shù)據(jù)采集和控制命令執(zhí)行的時間要求，模擬量采樣頻率>3200，通過GOOSE命令開出出口時間≤7ms；

6、電站控制中心的響應能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求；

7、智能合并測控單元，可通過通信網絡上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通過雙以太網和站控層直接通訊，接受來自站控層的遙控命令，支持光B碼對時；

8、模擬電壓互感器優(yōu)于0.2級，負載能力≥10VA，能承受1.5倍額定電壓長期運行；

9、模擬電流互感器優(yōu)于0.2級，負載能力≥10VA，最大飽和倍數(shù)20倍；

發(fā)電機調速

環(huán)境條件

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應、沖擊響應檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

控制單元為由DSP構成的多核硬件平臺，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，模塊化軟件程序設計；

具有≥24點高速采樣、實時并行計算功能。各個信號使用獨立采樣通道，定時采樣及跟頻采樣方式可選擇，在每個采樣點能完成所有的控制邏輯測量和計算，并具有故障報告和事件記錄的實時整理功能；

(1)主要功能

i、機臺采用觸摸屏操作自動調節(jié)與控制功能：

轉速調節(jié)：在同步發(fā)電機空載運行時，可實現(xiàn)機組轉速的調整，與自動準同期裝置配合，能實現(xiàn)快速并網。

功率調節(jié)：在發(fā)電機并列運行時，可實現(xiàn)功率的調節(jié)；接入電動機電樞電流的反饋信號，能根據(jù)負荷給定值，調整發(fā)電機的出力；在孤立電網負載運行時，可實現(xiàn)機組功率的有差調節(jié)。

ii、手動控制功能：

現(xiàn)地手動控制。模擬監(jiān)控柜中設有手動調速按鈕，當調速器上電運行后，即可通過手動調速按鈕控制電機。

遠方手動控制。遠方控制命令由通信總線送至調速器內的PLC，可進行機組有功的遠方調控。

iii、安全保護功能：

緊急停機。當機組過速或出現(xiàn)嚴重的電氣和機械故障，必須緊急停機時，可直接按裝置面板上的“啟動/停止”按鈕，便能實現(xiàn)緊急停機。

電機過流保護。調速器自動對電動機電樞電流進行監(jiān)測，當其達到保護整定值時，調速器內置過流保護繼電器動作，跳開電動機電源。

（2）技術參數(shù)

1、采樣頻率：1次/周波；脈沖輸出：1次/周波

2、自動調壓范圍：20%~130%

3、手動調壓范圍：10%~120%

4、零起升壓：超調量≦10%~15%，調節(jié)時間3s~5s

5、調壓精度≦0.01

6、調壓頻率整定范圍：±10﹪內均勻無級差調整

7、電壓響應時間：上升≦0.08s，下降≦0.15s

8、頻率特性：在頻率變化±1%時，電壓變化小于±0.05%

9、采樣系統(tǒng)線性度：偏差≯0.1%

10 ，RS485 MOBUS RTU遠程通信。

模擬發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及負阻器屏

環(huán)境溫度

   工作：－10℃～+50℃

    貯存：－25℃～ ＋60℃  在極限值下不施加激勵量，設備不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；

相對濕度：<85%HR，無凝露

大氣壓力：86~106kＰa

海拔高度：<4000m

其它條件：設備周圍的空氣中不應含有帶酸、堿、腐蝕或爆炸性的物質。

絕緣性能

    絕緣電阻：設備所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準實驗條件下，不小于100MΩ。

    介質強度：設備所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50Hz，電壓2KV(有效值)，歷時1min 試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。當復查介質強度時，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。

    沖擊電壓：設備的導電部分對外露的非導電金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗。

  機械性能

工作條件：能承受嚴酷等級為１級的振動響應、沖擊響應檢驗；

運輸條件：能承受嚴酷等級為１級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。

基本配置

微機勵磁調節(jié)器采用高性能、高速度的DSPIC微處理器。該芯片集成了較多的外圍接口，減少了電路板上的外圍芯片，使調節(jié)器的故障率大大降低。其結構采用主機+顯示操作終端（觸摸屏）的分體結構，便于安裝維護。主要技術特點如下：

1、全智能化、數(shù)字化設計。所有功能均由軟件實現(xiàn)，調試時只需在觸摸屏上操作即可。

2、采用變結構與變參數(shù)的自適應控制及改進型PID控制算法。

3、人機對話友好。采用超大屏幕觸摸屏做為顯示終端（1600萬色，7寸寬屏）。操作簡單易懂。

4、雙重供電電源。可采用AC及DC 兩路電源并聯(lián)供電，無切換電路，提高了供電的可靠性。電源輸入范圍在100-250VAC、100-250VDC，適應各種電站的特殊電源要求。

5、上位機通訊接口?？赏ㄟ^RS485接口或CAN總線接口與上位機或監(jiān)控系統(tǒng)連接，使其在中控室便能監(jiān)控勵磁系統(tǒng)的運行。

6、遠方控制接口。通過調節(jié)器自帶的繼電器信號輸入接口，在中控室內接按鈕實現(xiàn)起勵、滅磁、增勵、減勵、系統(tǒng)電壓跟蹤等常規(guī)操作。

7、一鍵開機。通過簡單配置外圍繼電器回路，選擇起勵命令，便能自動實現(xiàn)合滅磁開關、起勵、網電跟蹤等開機操作，減少了開機時間，加快并網過程，為實現(xiàn)電站自動化提供了保障。

8、 逆變滅磁。在正常停機時，按觸摸屏上的“滅磁”按紐使可控硅的控制角增大到逆變狀態(tài)（三相半控輸出時，控制角為160度），使發(fā)電機電壓迅速降低，然后再跳滅磁開關。這樣就避免了跳滅磁開關的時候出現(xiàn)火花，達到保護滅磁開關和相關滅磁器件的作用。

9、實時趨勢圖?？捎脤崟r曲線圖來表示實時采樣到的“電壓”、“電流”、“勵磁電流”、“機組頻率”、“有功功率”、“無功功率”等數(shù)據(jù)。

10、事件記錄功能。調節(jié)器內部可存儲96條最新事件記錄，包括分/合出口斷路器及各種故障出現(xiàn)時的時間及瞬間測量數(shù)據(jù)。

11、獨特的雙微機配置。采用兩臺DMER-A02微機勵磁調節(jié)器，通過簡單的串口線連接便能方便的組成雙微機，其調試只需經過幾個簡單的步驟便能自動完成。當一臺發(fā)生故障時，能自動切換，且切換無波動。

主要功能

1、恒電壓、恒勵流、恒無功功率、恒功率因數(shù)調節(jié)及恒控制角調節(jié)方式。

2、過勵反時限限制及保護

3、強勵反時限限制及保護

4、欠勵反時限限制及保護

5、V/HZ限制及保護

6、過壓/過流保護輸出

7、過速保護輸出

8、PT熔絲斷保護

9、脈沖回讀及檢測

10、開機可設定自動跟蹤系統(tǒng)電壓

11、逆變滅磁

12、實時曲線圖顯示測量數(shù)據(jù)

13、事件記錄

主要技術指標

1、移相觸發(fā)范圍：三相半控橋為0～160度；三相全控橋為0～135度；

2、自動調壓范圍：20％～130％ ；手動調壓范圍；20％～120％。

3、零起升壓：超調量<15%，調節(jié)時間3～5秒，振蕩次數(shù)＜3～5次。

4、10%階躍響應：超調量小于5%，振蕩次數(shù)1次，調節(jié)時間小于3秒

5、調壓精度：0.1%

6、調差率整定范圍±10%內均勻無級差調整。

7、電壓響應時間：上升＜0.08秒，下降＜0.15秒。

8、頻率特性：在頻率變化±1%，電壓變化值小于±0.05%。

9、采樣系統(tǒng)線性度：偏差≯0.1%

10、強勵頂值倍數(shù)：1.8倍