電力系統自動化創新實驗臺是一個自動化程度很高的多功能實驗平臺，可單獨使用開出多門電氣工程專業課程的教學實驗，多套培訓系統還可組成復雜電力網系統進行綜合實驗、實訓，并由電力自動化監控系統實現電力網綜合監控。

設備入口均設有漏電保護器。

整個實驗系統控制電源（包括繼電器輔助電壓）均采用安全電壓以內的直流24V電源。實驗信號要求按照電力系統二次標準輸出，且嚴格控制輸出功率，杜絕觸電隱患。

1、發電機組控制屏

發電機組控制屏與發電機組相連，完成發電機組的勵磁調節、調速及系統并列功能，為發電廠自動化提供條件。

發電機組控制屏由測量儀表單元、調速系統、勵磁系統、準同期裝置、一次接線圖、三相模擬斷路器、互感器、勵磁整流模塊、調速整流模塊等組成。

測量儀表單元：包含直流電壓表、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2只，分別指示機端電壓和系統電壓；頻率表兩只，分別指示機端頻率和系統頻率；三相有功功率表1只，三相無功功率表1只，分別指示發電機組有功和無功負載。

設備運行參數：

設備工作電壓為AC380V、50Hz。進線為三相五線制。

設備允許工作環境溫度至少在-10℃－+40℃范圍內。

設備允許環境相對濕度不低于85％（25℃）。

設備整機容量低于10kVA，電流小于20A。

2、電力系統綜合自動化實驗系統（實驗臺）

電力系統綜合自動化實驗系統實驗臺提供了一個典型的電力系統運行一次主系統。

實驗臺由模擬一次主系統、多功能微機保護裝置、短路設置模塊、指示儀表等構成。

設備運行參數：

設備工作電壓為AC380V、50Hz。進線為三相五線制。

設備允許工作環境溫度至少在-10℃－+40℃范圍內。

設備允許環境相對濕度不低于85％（25℃）。

設備整機容量低于10kVA，電流小于20A。。

3、準同期裝置

①、微機型同期裝置：

a. 測量系統頻率、機端電壓、系統電壓精度優于0.5%。

b. 全自動準同期合閘。

c. 半自動準同期合閘；斷路器合閘時間測定。

d. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可同屏顯示發電機端和系統側的電壓、頻率、相角。

e. 可圖形化顯示發電機組電壓、系統電壓旋轉向量。

f. 記錄合閘時的前后所有電氣參數（電壓、電流、頻率、相角等），做實驗分析用。

g. 記錄合閘前后10周波的機端、系統的電壓電流波形，并能在顯示屏上顯示。

h. 裝置具有網線接口，與計算機聯網通信，可將以上測量參數上傳計算機顯示，及下載裝置的各種參數。

②、三相模擬斷路器：用三相交流接觸器模擬實現。

③、模擬變壓器：模擬升壓變壓器，干式變壓器，400V/400V，3kVA。

4、勵磁系統

①、微機型勵磁裝置：

a. 他勵方式。

b. 具有恒機端電壓、恒勵磁電流、恒可控硅觸發角等控制方式。

c. 具有過勵限制、低勵限制、V/F限制、定子電流限制等勵磁限制功能。

d. 具有PT斷線保護、空載過壓保護和低頻保護等功能。

e. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可動態顯示勵磁電壓、電流波形。

f. 同屏顯示發電機的頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率、勵磁電壓、勵磁電流。

g. 記錄機組失穩時的所有參數（頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率、勵磁電壓、勵磁電流），作為實驗分析用。

h. 裝置具有網線接口，可與計算機聯網通信，可將以上測量參數上傳計算機顯示，計算機可通過通信可遙調機組，及下載裝置參數定值。

i. 電壓調節范圍：20%~120%（單機），20%~ 130%（單機試驗），85%~120%（并網）。

j. 發電機電壓調節精度：≤±0.5%。

k. 起勵超調≤10%，甩負荷超調≤15%。

l. 調差率±15%可調。

M．具有一鍵起勵功能

②、勵磁變壓器。三相變壓器，原邊2組觸頭，輸出端2組觸頭。大于等于0.8kVA。

③、勵磁整流模塊：受自動勵磁裝置控制輸出發電機勵磁電壓。

（1）最大輸出電流：≥30A

（2）額定工作電壓：380V

（3）控制電源電壓：12V直流

（4）控制信號：0~10V

④、電壓互感器：用來采集發電機機端電壓。

變比為380V/100V。

⑤、電流互感器：用來采集發電機電流。

變比為10A/5A。

5、調速系統

①、微機型調速裝置：

a. 測量發電機轉速精度：≤0.2% 。

b. 測量系統功角精度：≤1° 。

c. 可進行微機自動調節和手動調節。

d. 具有一鍵起機功能。

e.采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作。

f. 裝置具有網線接口，可上傳測量結果至PC機，并可通過PC機通信調速。

②、調速變壓器。三相380、400/190、210， 原邊2組觸頭，輸出端2組觸頭；容量：≥3KVA 。

③、調速整流模塊：受自動調速裝置控制輸出電動機驅動電流。

（1）最大輸出電流：≥30A

（2）額定工作電壓：380V

（3）控制電源電壓：12V直流

（4）控制信號：0~10V

④、光電編碼器：采用光電式旋轉編碼器，通過光電轉換，將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出（REP）。

6、多功能微機保護裝置

多功能微機保護裝置既可用于各種繼電保護實驗，也可在電力系統實驗中作為線路保護裝置使用。

在本系統中，多功能微機保護配置線路保護功能。

機箱結構尺寸：210mm×250mm×178mm（4U機箱）。

正常工作溫度：0～40?。

貯存及運輸：  -25～70?。

直流電源：交流電壓輸入：220V，允許偏差：+7%，-10%

   直流輸出：5V/3A;+12V/0.5A;-12V/0.5A;24V/0.5A

頻率：50Hz

過載能力：電流回路：2倍額定電流，連續工作

  10倍額定電流，允許10S

  40倍額定電流，允許1S

   電壓回路：1.5倍額定電壓，連續工作

功耗：交流電流：<1VA/相（In=3A）

 <0.5VA/相（In=0.5A）

線路保護裝置具有電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護、反時限電流保護、零序電壓保護、重合閘、過負荷等功能。

采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可同屏顯示電壓、電流、頻率、相角、開關位置、告警信息、動作信息等?？蓤D形化顯示開關位置。

7、發電機組

（1）、三相同步發電機：SN=2.2KVA, VN=400V

（2）、直流電動機：PN=2.5KW,  VN=220V，IN=13.6A，nN=1500rpm

（3）、測速裝置采用光電編碼器。

（4）、調速裝置測量功角

（5）、勵磁方式：它勵

（6）、機組同軸聯接，機座部分配萬向輪，既可方便移動,使用時也可固定。

8、調壓器

 調壓器接線端子為內置

380V 9kVA三相自藕式調壓器

 全方位刻度盤，刻度清晰，方便操作

 輸出電壓0-430V可調

 輸入電壓380V±10%

 額定輸出電流20A

 絕緣等級A級

9、負載

負載置于臺體內

負載檔位分為0.3kW、0.6kW、0.9kW

負載大小可通過開關投退減少或增加

采用通用功耗元件，使用壽命長，維護簡便     

四、實驗項目

（一）發電機組運轉實驗

1. 原動機的起動與運轉

2. 調速裝置操作

3. 調速裝置及原動機控制

（二）同步發電機組機電實驗

1. 發電機組的起動與運轉實驗

2. 同步發電機空載實驗和短路實驗

3. 同步發電機V形曲線測定實驗

4. 同步發電機外特性實驗

（三）準同期并列運行實驗

1. 微機準同期裝置基本操作

1. 自動準同期條件測試實驗

2. 壓差、頻差整定實驗

4. 導前時間整定及測量實驗

5. 手動準同期并網實驗

6. 半自動準同期并網實驗

7. 自動準同期并網實驗

（四）發電機組起勵實驗

1. 同步發電機勵磁控制

2. 微機勵磁裝置基本操作

（五） 同步發電機勵磁控制實驗

1. 不同α角（控制角）對應的勵磁電壓實驗

2. 典型方式下的同步發電機起勵、并列實驗

3. 伏/赫限制實驗

4. 欠勵限制實驗

5. 同步發電機強勵實驗

6. 定子電流限制實驗

7. 調差特性測試實驗

8. 過勵限制實驗

9. 強勵實驗

10. 滅磁實驗

11. 控制方式及其相互切換

（六）功率特性和功率極限測定實驗

1. 無勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

2. 手動進行勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

3. 自動進行勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

（七） 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. 有無強勵對暫態穩定性影響試驗

（八）單機-無窮大系統穩定運行方式

1. 單回路穩態對稱運行

2. 雙回路和單回路的穩態對稱運行比較

3. 單回路穩態非全相運行

（九） 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

（十）電力系統穩定運行實驗

1. 發電機啟動和調整實驗

2. 電力系統運行方式實驗

3. 電力系統負荷調整實驗

（十一）電氣工程專業課程設計、畢業設計及創新科研平臺

可用于進行發電廠電氣、電力網、繼電保護課程設計，方便地檢驗課程設計成果。系統通信協議開放，可作為保護、測控、變電站綜合自動化等相關方向的畢業設計和創新科研平臺。

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