电力系统监控实验平台

系统的基本要求：

1.1监控系统构成：各发电厂、母线及线路电量由各发电厂控制器及三相电量智能监测仪采集并传送至管理服务器（或称主站），实现遥测功能；各开关和短路器状态通过PLC采集后，传送至管理服务器（或称主站），实现遥信功能；PLC接受并执行管理服务器（或称主站）发送的命令，完成对断路器的分合闸操作，实现遥控功能；各发电机场控制器（微机调速器和微机励磁器）接受并执行管理服务器（或称主站）发送的调度命令，调节发电机的有功和无功，实现遥调功能。

1.2系统提供的监控软件以力控网络版组态软件为开发平台，用户可进行二次开发。

1.3学生可共享监控权，客户机10台（学校自配），具体要求如下：

1.3.1同步显示各发电厂的运行状态

1.3.2同步显示各开关站的电量参数

1.3.3多机监视各断路器的位置，保护动作出口状态

1.3.4存储和打印电力网络的电量参数

1.3.5同步监视电力网络的潮流分布

1.3.6进行复杂电力系统的潮流计算

1.3.7保存历史数据，绘制历史曲线

1.3.8具有“四遥”功能

*2.系统的主要组成：

2.1电力系统监控实验平台包括：电力网络单元、PLC控制器、电量检测仪、分合闸开关、工控机。监控实验平台与电力系统综合自动化实验平台组成“4+1”网络系统。

2.1.1电力网络单元：采用8段母线，两个电压等级。

2.1.2 PLC控制器：采用西门子的S7200,采集各断路器，开关站的状态。

2.1.3 电量检测仪：采集各路母线上的电压，电流，有功功率和无功功率，电压，电流测量精度为0.2级，有功和无功为0.5级。

2.1.4 工控机：采用研华的工控机控制。具体如下：

2.1.4.1机箱：PC-610（研华）

2.1.4.2主板：C-6006W(研华)

2.1.4.3 CPU：P2.4B(盒)

2.1.4.4内存：DDR400  256M(金士顿)

2.1.4.5硬盘：希捷80G（盒）

2.1.4.6光驱：16DVD（三星）

2.1.4.7网卡：D_LINK 8139

2.1.4.8鼠标，键盘

2.1.5控制器需采用液晶中文菜单显示，外型美观，操作方便。

2.1.6人性化界面：待整定参数的范围在界面内都有标注，方便用户设置。




电力系统综合自动化实验平台


一、系统的整体技术要求：

系统分别由二台实际运行的发电机组模拟，配套的二套电力系统综合自动化实验平台中的控制部分可分别对发电机组实现就地控制，各发电机组的主回路分别接至系统模拟电网，并与无穷大系统联接。电网上联接有可调负荷，负荷类别有：“纯电阻性负荷”，“感性负荷”和“纯电感性负荷”。根据发电机厂的个数和输电线路的不同，用户可灵活调整电力网结构。

*二、主要组成：

    系统包括：发电机组、实验操作台、实验控制屏、无穷大系统、三相可调负载箱。系统仿工业化现场设计，一次线路与自动控制部分分开设计。

1.发电机组：

     由三相同步发电机、直流电动机、测速装置和功角指示器组成。采用直流电动机模拟汽轮机，所有配件均固定在可移动的推车上。具体参数如下：

     1.1三相同步发电机：SN=2.5KVA,VS=400V，nv=1500rpm

     1.2直流电动机：PN=3KW,VN=440V,IN=8.6A,NN=1500rpm

     1.3测速装置采用图尔克1024光电编码器。

     1.4功角指示器采用特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成。

     2.实验操作台：

     实验操作台由输电线路单元、测量仪表单元、微机线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。

     2.1输电线路单元：采用双回输电线路，每条输电线路分两段，并设置有中间开关站，可构成四种不同联络阻抗。

     2.2测量仪表单元：电压表3只，电流表3只，三相有功功率表1只，三相无功功率表1只，功率因数表1只和同期表1只。

     2.3微机线路保护测控装置（工业级，液晶显示，中文菜单操作）：适用于110KV及以下系统馈电线路的保护、测量及控制。具体要求如下：三段式相间过流保护：定时限/反时限特性，方向元件闭锁，低电压元件闭锁；三段式零序过流保护：定时限/反时限特性，零序方向元件闭锁，零序电压元件闭锁；独立的加速保护：相电流加速，零序电流加速；低频减载：滑差闭锁，低电压闭锁；低压减载：过负载保护：三相一次重合闸：重合闸充电指示，非同期/检同期/检无压方式，检同期时母线电压自动适应线路侧电压，勿需整定电压相别：接地选线：接地告警3U0/310，集中/分散选线；采集和显示电流、电压、有功、无功、功率因数、频率：4路脉冲量：1路直流量：16路遥信量：遥控分合、闭锁及1远方定值修改；保护投入/退出，远方定值区切换。

     2.4合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置，可设置并网断路器合闸时间、三相输电线路短路类型和短路时间，还可观测暂态电流、电压波形。

     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。

     3.1仪表单元：直流电压表、直流电流表各2只，分别只是原动机电钮电压和电流、发动机励磁电压和电流，交流电压表1只，指示控制柜工作电源电压。

     3.2微机调速器装置具有如下功能：具有手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调节、过速保护功能；具有测量、显示机器转速、电网频率功能；

     3.3微机励磁调节器装置（工业级，液晶显示，中文菜单操作）具有如下功能：励磁方式分为自并励、它励两种；具有恒UF、恒IL、恒a、恒Q四种自动调节功能；具有定子过电压保护、过励限制、瞬时过电流限制。欠励限制和伏赫限制功能；液晶显示，中文菜单操作；在线修改控制参数和存储功能。

     3.4微机准同期装置（工业级、液晶显示、中文菜单操作）具有如下功能：全自动准同期和半自动准同期方式可选，全自动方式下具有自动调频调压功能，半自动闭锁自动调频调压功能；实时显示发电机和系统的压差和频差；液晶显示，中文菜单操作；在线整定和修改频差、压差允许值和导前时间；具有波形观测孔，可观察合闸脉冲相对于三角波的位置、发电机电压波形、系统电压波形和矩形波波形等。

     3.5常规励磁装置具有如下功能：采用PI调节，具有恒UP功能，恒压精度为0.5%Ued，面板上设置有观测波形的测试孔；具有最小、最大励磁电流值的限制；能适应多种反馈及保护信号的输入。

     3.6数字存储示波器：带宽25MHz。

     4.无穷大系统：采用自耦调压器模拟无穷大系统，具体参数：副边0-430V可调。

     5.三相可调负载箱

     5.1采用柜式结构，配有脚轮可移动。包括阻性负载和感性负载。

     5.2阻性负载包括一组3×1600Ω/0.2A（0.1KW）板式电阻，两组3×800Ω/0.4A（0.2KW）板式电阻，一组3×320Ω/1A（0.5KW）板式电阻和两组3×160Ω/2A 1KW板式电阻，通过开关切可调节阻性负载的大小。

     5.3感性负载由三个200mll的电感和自耦调压器构成感性负载，通过开关投切可感性负载的大小。





电器控制及继电保护试验平台

一、技术参数

1.输入电源：三相四线（或三相五线），380V±10%,50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度＜85%（25℃）；

3.海拔＜4000m

4.容量：＜9KVA

*二、设备基本配置

1、实验台须配有电流继电器、电压继电器、电磁型时间继电器、电磁型中间继电器、信号继电器、反时限继电器、负序电压继电器、方向阻抗继电器、功率方向继电器、智能式多功能表、微机保护装置及自动重合闸等装置；

2、智能化多功能表，可以用来测量外接电源、电压之间的相位，测量动作时间和外接电压的频率，主要技术参数：

（1）工作电压：AC 220V

（2）测量电压范围：2.4V~100V

（3）测量电流范围：0.02A~5A

（4）测量精度：时间1ms；相位：1”，频率：0.1HZ；

（5）频率测量范围：20HZ~1000HZ。

3、5KVA的双绕组变压器U1N/U2N=220/127；

4、采用数字移相器、15KVA自耦调压器；

数字移相器采用Microchip公司的高性能16位数字控制器dsPIC进行设计，移相调节精度高、移相范围大、输出移相角度显示直观、调节操作方便，具有体积小、重量轻等优点，主要技术指标：

（1）输入电压：三相0~150V/50Hz

（2）输出电压：三相075V/50Hz

（3）最大输出电流：1A

（4）移相范围：±180°，调节步长1°

5、微机保护装置（包含电流电压、阻抗保护和变压器差动保护），当配置上位机时可实现多台联网通讯实验；

6、试验台上既有线路模型又要有变压器模型，可以进行常规和微机的电流电压保护、距离保护和变压器保护试验，学生还可以自行设计保护接线；

7、微机保护装置提供编程软件及源代码；

8、微机保护装置留有通讯接口，可以跟上位机进行通讯。

9、该试验设备跟微机集中控制试验台相配套（自主研发），可以构成一个多台微机保护设备集中控制系统，进行联网通讯，上位机可远程操作现地单元设备，具有电气控制的一些功能。

*三、能完成如下实验内容

    主要用途为电气工程及其自动化专业课程实验、课程设计、毕业设计、生产实习及某些研究课题提供实验条件。可以满足《继电保护》、《电气工程》、《自动装置》、《工厂供配电》、《电力工程》等多门专业课程的实验教学的需要。

1、继电器特性实验

（1）电磁型电流继电器实验：动作电流和返回电流的测试，动作时间的测试。

（2）电磁型电压继电器实验：动作电压和返回电压的测试；动作时间的测试。

（3）时间继电器特性实验：动作时间测试

（4）信号继电器实验

（5）负序电压继电器实验

（6）中间继电器实验：动作时间的

（7）整流型方向阻抗继电器特性实验

（8）功率方向继电器

（9）差动继电器

2、继电保护实验及综合实验：

（1）6-10KV线路过电流保护实验；

（2）低电压起动过电流保护及过负荷保护实验；

（3）复合电压起动过电流保护实验；

（4）电压闭锁电流速断保护实验；

（5）电流闭锁电压速断保护实验；

（6）单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验。

3、电气二次控制回路实验

（1）具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验；

（2）闪光继电器构成的闪光装置实验；

（3）装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验；

（4）重复动手手动复归中央音响信号装置实验；

（5）重复动作自动复归中央音响信号装置实验；

（6）方向距离保护及二次控制回路实验；

4、自动装置实验

（1）自动重合闸前加速保护实验；

（2）自动重合闸后加速保护实验；

5、微机线路保护实验、综合实验

（1）具有常规线路保护和微机保护两种功能；

（2）模拟系统短路运行方式实验；

（3）模拟系统短路保护动作情况实验；

（4）保护装置的动作电流检验及整定继电器动作电流实验；

（5）保护装置的动作电压检验及整定继电器动作电压实验；

（6）保护装置的动作时间检验及整定继电器动作时间实验；

（7）电磁式电流保护配合动作实验；

（8）电流速断保护灵敏度检查实验；

（9）低电压闭锁速断保护灵敏度检查实验；

（10）微机线路保护的多项实验；

（11）最大、正常、最小运行方式对保护灵敏度影响实验；

（12）模拟系统最大、最小、正常运行方式实验‘

（13）带时限电流速断保护；

（14）过流保护；

（15）过负荷保护；

（16）低电压闭锁速断保护灵敏度检查实验；

（17）常规电磁式保护与微机保护动作比较实验；

（18）配有上层监控系统时，可以实现，远方送整定值，远方操作开关跳、合闸实验；

（19）过流保护与三相自动重合闸装置综合实验；

（20）低电压启动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（21）复合电压启动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（22）电压闭锁电流速断保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（23）过电压保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（24）三段式电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（25）过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（26）低电压启动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（27）复合电压启动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（28）电流闭锁电压速断保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验

（29）过电压保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核；

（30）三段式电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核。

6、继电保护与自动装置综合实验

（1）启动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（2）过电流保护与三相自动重合闸装置综合实验；

（3）复合电压启动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（4）电流闭锁电压速断保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（5）电压保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（6）三段式电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（7）三段式电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（8）低电压启动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验；

（9）过流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；、

（10）电流闭锁电压速断保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（11）过电压保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

（12）复合电压启动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验；

7、微机/常规变压器保护实验

（1）学习变压器保护中CT的接线方式；

（2）模拟变压器正常运行方式实验；

（3）模拟变压器短路实验；

（4）微机保护的动作参数整定实验；

（5）变压器差动保护中电流互感器接线正确性实验；

（6）模拟变压器内部故障实验；

（7）模拟变压器外部故障实验；

（8）模拟变压器差动保护实验；

（9）改变制动特性据点，对差动保护动作影响实验。

8、微机阻抗保护实验

（1）整定阻抗保护动作值实验；

（2）运行方式变化对阻抗保护影响的实验；

（3）三段式保护动作配合实验；

（4）重合闸实验。

9、多台装置联网及通讯实验

有多台微机线路保护设备，并配有上层监控系统及上位机时，还可以实现：

（1）远方送整定值，远方操作开关跳、合闸实验；

（2）上位机动态显示主结线、潮流，并打印有关定值潮流等。

10、让师生参与自主编程

（1）可以用用户自己编写的子程序代替原程序中的相关子程序；（初级用户）

（2）可在原程序中加入用户自己编写的子程序；（中级用户）

（3）可完全使用用户编写的子程序代替原程序。（高级用户）

提供跟设备要求相配套的实验指导书。