SKESD-12型 電(diàn)力系统综合自动化实验平台
·设备外观
·设计简述
实训装置是根据《電(diàn)力系统自动装置原理(lǐ)》、《電(diàn)网监控及调度自动化》、《電(diàn)力系统自动化》、《電(diàn)气设备》、《電(diàn)力系统继電(diàn)保护》、《電(diàn)力系统分(fēn)析》等课程实验教學(xué)的内容，并结合工业实际应用(yòng)和发展而研发的综合型实验平台。它能(néng)满足对发電(diàn)厂中常用(yòng)的自动装置、发電(diàn)厂监控、電(diàn)力系统运行、继電(diàn)保护等教學(xué)内容进行操作。本实验平台适用(yòng)于電(diàn)力、電(diàn)气、自动化类各专业相关课程的实验教學(xué)，也可(kě)作為(wèi)學(xué)生毕业设计和教师科(kē)研项目的硬件开发平台。·主要参数
1.工作電(diàn)源：三相四線(xiàn)AC380V±10% 50Hz；
2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜85%(25℃)；海拔＜4000m；
3.装置容量：≤3.0KVA；
4.安全保护：具有(yǒu)接地保护、漏電(diàn)保护，安全符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
系统采用(yòng)两种控制方式，一种采用(yòng)工业现场的控制设备实现功能(néng)；另一种采用(yòng)PC机配采集卡实现功能(néng)，包括信号转换装置，多(duō)通道数据采集卡及相应的切换开关。
（一）采用(yòng)工业现场的控制设备实现功能(néng)：
系统包括：发電(diàn)机组、实验操作台、实验控制屏、无穷大系统、三相可(kě)调负载箱。系统仿工业化现场设计，一次線(xiàn)路需与自动控制部分(fēn)分(fēn)开设计。
1.发電(diàn)机组:
由三相同步发電(diàn)机、直流電(diàn)动机、测速装置和功角指示器组成。采用(yòng)直流電(diàn)动机模拟汽轮机，所有(yǒu)配件均固定在可(kě)移动的推車(chē)上，方便學(xué)生做实验。具體(tǐ)参数如下：
（1）三相同步发電(diàn)机：SN=2.5KVA, VN=400V，nN=1500rpm
（2）直流電(diàn)动机：PN=3KW, VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm
（3）测速装置采用(yòng)1024点光電(diàn)编码器。
（ 4）功角指示器采用(yòng)特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成。
2.实验操作台:
实验操作台由输電(diàn)線(xiàn)路单元、测量仪表单元、微机線(xiàn)路保护测控装置和合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置等构成。
（1）输電(diàn)線(xiàn)路单元：采用(yòng)双回输電(diàn)線(xiàn)路，每条输電(diàn)線(xiàn)路分(fēn)两段，并设置有(yǒu)中间开关站，可(kě)以构成四种不同联络阻抗。
（2）测量仪表单元：電(diàn)压表3只，電(diàn)流表3只，三相有(yǒu)功功率表1只，三相无功功率表1只，功率因数表1只和同期表1只。
（4）合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置：可(kě)设置并网断路器合闸时间、三相输電(diàn)線(xiàn)路短路类型和短路时间，还可(kě)观测暂态電(diàn)流、電(diàn)压波形。
3.实验控制屏:
实验控制屏由仪表单元、微机调速器装置、微机准同期装置、微机励磁装置、常规励磁装置、数字存储示波器组成。
（1）仪表单元：直流電(diàn)压表、直流電(diàn)流表各2只，分(fēn)别指示原动机電(diàn)枢電(diàn)压和電(diàn)流、发電(diàn)机励磁電(diàn)压和電(diàn)流。交流電(diàn)压表1只，指示控制柜工作電(diàn)源電(diàn)压。
（2）微机调速器装置具有(yǒu)如下功能(néng)：具有(yǒu)手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调节、过速保护功能(néng)；具有(yǒu)测量、显示机组转速、電(diàn)网频率功能(néng)；
（3）微机励磁调节器装置（工业级，液晶显示，中文(wén)菜单操作）具有(yǒu)如下功能(néng)：励磁方式分(fēn)為(wèi)自并励、它励两种；具有(yǒu)恒UF、恒IL、恒α、恒Q 四种自动调节功能(néng)；具有(yǒu)定子过電(diàn)压保护、过励限制、瞬时过電(diàn)流限制、欠励限制和伏赫限制功能(néng)；液晶显示，中文(wén)菜单操作；在線(xiàn)修改控制参数和存储功能(néng)。
（4）微机准同期装置（工业级，液晶显示，中文(wén)菜单操作）具有(yǒu)如下功能(néng)：全自动准同期和半自动准同期方式可(kě)选，全自动方式下具有(yǒu)自动调频调压功能(néng)，半自动时闭锁自动调频调压功能(néng)；实时显示发電(diàn)机和系统的压差和频差；液晶显示，中文(wén)菜单操作；在線(xiàn)整定和修改频差、压差允许值和导前时间；具有(yǒu)波形观测孔，可(kě)观察合闸脉冲相对于三角波的位置、发電(diàn)机電(diàn)压波形、系统電(diàn)压波形和矩形波波形等。
（5）常规励磁装置具有(yǒu)如下功能(néng)：采用(yòng)PI调节,具有(yǒu)恒UF功能(néng)，恒压精度為(wèi)0.5%Ued；面板上设置有(yǒu)观测波形的测试孔；具有(yǒu)最小(xiǎo)，最大励磁電(diàn)流值的限制；能(néng)适应多(duō)种反馈及保护信号的输入。
（2）微机调速器装置具有(yǒu)如下功能(néng)：具有(yǒu)手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调节、过速保护功能(néng)；具有(yǒu)测量、显示机组转速、電(diàn)网频率功能(néng)；
（3）微机励磁调节器装置（工业级，液晶显示，中文(wén)菜单操作）具有(yǒu)如下功能(néng)：励磁方式分(fēn)為(wèi)自并励、它励两种；具有(yǒu)恒UF、恒IL、恒α、恒Q 四种自动调节功能(néng)；具有(yǒu)定子过電(diàn)压保护、过励限制、瞬时过電(diàn)流限制、欠励限制和伏赫限制功能(néng)；液晶显示，中文(wén)菜单操作；在線(xiàn)修改控制参数和存储功能(néng)。
（4）微机准同期装置（工业级，液晶显示，中文(wén)菜单操作）具有(yǒu)如下功能(néng)：全自动准同期和半自动准同期方式可(kě)选，全自动方式下具有(yǒu)自动调频调压功能(néng)，半自动时闭锁自动调频调压功能(néng)；实时显示发電(diàn)机和系统的压差和频差；液晶显示，中文(wén)菜单操作；在線(xiàn)整定和修改频差、压差允许值和导前时间；具有(yǒu)波形观测孔，可(kě)观察合闸脉冲相对于三角波的位置、发電(diàn)机電(diàn)压波形、系统電(diàn)压波形和矩形波波形等。
（5）常规励磁装置具有(yǒu)如下功能(néng)：采用(yòng)PI调节,具有(yǒu)恒UF功能(néng)，恒压精度為(wèi)0.5%Ued；面板上设置有(yǒu)观测波形的测试孔；具有(yǒu)最小(xiǎo)，最大励磁電(diàn)流值的限制；能(néng)适应多(duō)种反馈及保护信号的输入。
（6）数字存储示波器：带宽≧60MHz,实时采样率≥2GS/s，含8通道逻辑仪，数模信号同时进行分(fēn)析。
4.无穷大系统：采用(yòng)自耦调压器模拟无穷大系统，具體(tǐ)参数：副边0-430V可(kě)调。
5.三相可(kě)调负载箱
（1）采用(yòng)柜式结构，配有(yǒu)脚轮可(kě)移动。包括阻性负载和感性负载。
（2）阻性负载包括一组3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式電(diàn)阻，两组3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式電(diàn)阻，一组3×320Ω/1A（0.5kW）板式電(diàn)阻和两组3×160Ω/2A 1kW板式電(diàn)阻，通过开关投切可(kě)调节阻性负载的大小(xiǎo)。
（3）感性负载由三个200mH的電(diàn)感和自耦调压器构成感性负载，通过开关投切可(kě)调节感性负载的大小(xiǎo)。
（二）采用(yòng)PC机配采集卡实现功能(néng)
1.信号转换装置硬件资源如下：
（1）13路模拟量输入；
（2）1路模拟量输出；
（3）17路开关量输入；
（4）24路开关量输出。
2.多(duō)通道数据采集卡采用(yòng)NI 6229采集卡，采样速率250ks/s,16路差分(fēn)输入，6位数据采样，4路模拟量输出，48路开关量。
2.多(duō)通道数据采集卡采用(yòng)NI 6229采集卡，采样速率250ks/s,16路差分(fēn)输入，6位数据采样，4路模拟量输出，48路开关量。
·实训项目
（一）原动机的起动与运转
1.调速装置操作原理(lǐ)实验
2.调速装置及原动机控制运转
（二）发電(diàn)机机電(diàn)特性实验
1.发電(diàn)机的空载特性曲線(xiàn)测试
2.发電(diàn)机的短路特性曲線(xiàn)测试
3.发電(diàn)机外特性及调整特性实验
4.发電(diàn)机零功率因数负载特性实验
（三）同步发電(diàn)机励磁控制实验
1.微机励磁装置基本操作实验
2.不同α角（控制角）励磁電(diàn)压波形观测实验
3.同步发電(diàn)机起励实验
4.控制方式及其相互切换实验
5.逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验
6.伏赫限制实验
7.欠励限制实验
8.同步发電(diàn)机强励实验
9.调差特性实验
10.过励限制实验
（四）准同期并列运行
1.微机准同期装置基本操作实验
2.自动准同期条件测试
3.線(xiàn)性整步電(diàn)压形成（相敏环节）测试
4.导前时间整定及测量方法
5.压差、频差和相差闭锁与整定
6.手动准同期并网实验
7.半自动准同期并网实验
8.自动准同期并网实验
（五）单机----无穷大系统稳定运行方式实验
1.单回路稳态对称运行实验
2.双回路和单回路的稳态对称运行比较实验
6.单回路稳态非全相运行实验
（六）单机带负荷实验
1.独立系统的特性实验
2.投、切不同负荷的实验
3.甩负荷实验
（七）電(diàn)力系统功率特性（功角）和功率极限（静态稳定性）实验
1.无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定
2.手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定
3.微机自并励时，功率特性和功率极限的测定
4.微机他(tā)励时，功率特性和功率极限的测定
5.单回路、双回路输送功率与功角关系实验
6.提高電(diàn)力系统静态稳定性实验
（八）電(diàn)力系统暂态稳定性实验
1.短路类型对電(diàn)力系统暂态稳定性的影响实验
2.故障切除时间对暂态稳定的影响实验
3.有(yǒu)无强励磁对暂态稳定性影响试验
4.線(xiàn)路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验
5.同步发電(diàn)机异步运行和再同步实验
6.提高電(diàn)力系统暂态稳定性的措施
