SKESD-12型 电力系统综合自动化实验平台
所属类别：电力·电工·电子系列
·设备外观
·设计简述
实训装置是根据《电力系统自动装置原理》、《电网监控及调度自动化》、《电力系统自动化》、《电气设备》、《电力系统继电保护》、《电力系统分析》等课程实验教学的内容，并结合工业实际应用和发展而研发的综合型实验平台。它能满足对发电厂中常用的自动装置、发电厂监控、电力系统运行、继电保护等教学内容进行操作。本实验平台适用于电力、电气、自动化类各专业相关课程的实验教学，也可作为学生毕业设计和教师科研项目的硬件开发平台。·主要参数
1.工作电源：三相四线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：具有接地保护、漏电保护，安全符合国家标准。
·组成及功能
系统采用两种控制方式，一种采用工业现场的控制设备实现功能；另一种采用PC机配采集卡实现功能，包括信号转换装置，多通道数据采集卡及相应的切换开关。
（一）采用工业现场的控制设备实现功能：
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，一次线路需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，方便学生做实验。具体参数如下：
（1）三相同步发电机：SN=2.5KVA, VN=400V，nN=1500rpm
（2）直流电动机：PN=3KW, VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm
（3）测速装置采用1024点光电编码器。
（ 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。
（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，可以构成四种不同联络阻抗。
（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。
（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。
（1）仪表单元：直流电压表、直流电流表各2只，分别指示原动机电枢电压和电流、发电机励磁电压和电流。交流电压表1只，指示控制柜工作电源电压。
（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、显示机组转速、电网频率功能；
（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α、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。
（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，半自动时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。
（5）常规励磁装置具有如下功能：采用PI调节,具有恒UF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。
（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、显示机组转速、电网频率功能；
（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α、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。
（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，半自动时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。
（5）常规励磁装置具有如下功能：采用PI调节,具有恒UF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。
（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析。
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
（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。
（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，通过开关投切可调节阻性负载的大小。
（3）感性负载由三个200mH的电感和自耦调压器构成感性负载，通过开关投切可调节感性负载的大小。
（二）采用PC机配采集卡实现功能
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.多通道数据采集卡采用NI 6229采集卡，采样速率250ks/s,16路差分输入，6位数据采样，4路模拟量输出，48路开关量。
2.多通道数据采集卡采用NI 6229采集卡，采样速率250ks/s,16路差分输入，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.调速装置操作原理实验
2.调速装置及原动机控制运转
（二）发电机机电特性实验
1.发电机的空载特性曲线测试
2.发电机的短路特性曲线测试
3.发电机外特性及调整特性实验
4.发电机零功率因数负载特性实验
（三）同步发电机励磁控制实验
1.微机励磁装置基本操作实验
2.不同α角（控制角）励磁电压波形观测实验
3.同步发电机起励实验
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.同步发电机强励实验
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.线性整步电压形成（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）电力系统功率特性（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.提高电力系统静态稳定性实验
（八）电力系统暂态稳定性实验
1.短路类型对电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.有无强励磁对暂态稳定性影响试验
4.线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验
5.同步发电机异步运行和再同步实验
6.提高电力系统暂态稳定性的措施
