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概述

1、電力系統(tǒng)綜合自動化發(fā)電機組（簡稱“發(fā)電機組”）1件

2、電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜（簡稱“控制柜”）1件

3、電力系統(tǒng)綜合自動化實驗臺（簡稱“實驗臺”）1件

4、≧15KVA自耦調(diào)壓器 1件

5、負載柜  1件

6、電力系統(tǒng)綜合自動化單機監(jiān)控臺（簡稱“單機監(jiān)控臺”）1件

7、實驗導(dǎo)線及配件  1件

參數(shù)要求

一、系統(tǒng)組成

  1 發(fā)電機組

由安裝在同一個軸上的三相同步發(fā)電機，直流電動機，測速裝置和功角指示器組成。采用直流電動機模擬汽輪機，所有配件均固定在可移動的推車上，方便學(xué)生做實驗。相關(guān)器件參數(shù)如下：

三相同步發(fā)電機：SN=2.5KVA, VN=400V

直流電動機：PN=3kW,  VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm

測速裝置采用圖爾克1024光電編碼器。

功角指示器采用特制頻閃燈、標(biāo)刻度圓盤和指針構(gòu)成。

2 實驗臺

實驗臺由輸電線路單元，測量儀表單元，微機線路保護測控裝置和合閘時間設(shè)置、短路故障類型設(shè)置及短路時間設(shè)置等構(gòu)成。

輸電線路單元：采用雙回輸電線路，每條輸電線路分兩段，并設(shè)置有中間開關(guān)站，可以構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗

測量儀表單元：電壓表3只，電流表3只，三相有功功率表1只，三相無功功率表1只，功率因數(shù)表1只和同期表1只。

微機線路保護測控裝置：該微機線路保護測控裝置適用于110KV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護、測量及控制。應(yīng)該具備以下主要功能：

1）三段式相間過流保護：定時限/反時限特性，方向元件閉鎖，低電壓元件閉鎖

2）三段式零序過流保護：定時限/反時限特性，零序方向元件閉鎖，零序電壓元件閉鎖

3）獨立的加速保護：相電流加速，零序電流加速

4）低頻減載：滑差閉鎖，低電壓閉鎖

5）低壓減載

6）過負荷保護

7）三相一次重合閘：重合閘充電指示，非同期/檢同期/檢無壓方式，檢同期時母線電壓自動適應(yīng)線路側(cè)電壓，勿需整定電壓相別

8）接地選線：接地告警3U0/3I0，集中/分散選線

9）采集和顯示電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、頻率；4路脈沖量； 

10） 16路遙信量

11）遙控分合、閉鎖及遠方定值修改

12）保護投入/退出，遠方定值區(qū)切換

13）電流測量值優(yōu)于1%、電流波形測試功能。

14）故障電流波形觀測

15）500M帶寬4通道加外觸發(fā)通道的VPO（Visual Persistence Oscilloscope）信號處理技術(shù)，快速觀察真實波形。開標(biāo)時需提供樣機演示，雙采樣模式，不小于4GSa/s實時采樣率和100GSa/s等效采樣率，兩通道同時開啟時為不小于2GSa/s每通道實時采樣率。每一通道提供獨立的25k以上記錄長度

第三代數(shù)字存儲示波器，能同時顯示幅度、時間和波形強度。不小于8英寸的高分辨率TFT LCD屏幕顯示，提供波形顯示輝階模式和色溫模式，分割視窗功能，能同時獨立觸發(fā)及顯示每通道的波形信號。有交替觸發(fā)功能，能同時顯示4路以上的信號 。內(nèi)置50Ω/75Ω/1MΩ三種不同的輸入阻抗，可選配電源分析軟件以支持開關(guān)電源的測量與分析， 可選配串行總線的觸發(fā)、解碼功能，軟件可支持I2C、SPI和UART可和電腦連接通訊，有相關(guān)軟件FREEWAVE下載并支持電腦連接操作。可免費升級可擴充的應(yīng)用軟件，允許用戶隨時在機器上安裝額外提供的應(yīng)用軟件配備USB接口， LAN接口、RS232接口、VGA視頻輸出接口等多國語言選擇功能觸發(fā)功能，除了邊沿觸發(fā)外，還包括視頻、脈沖寬度、矮波、上升時間和下降時間(定義時間長度)、交替、時間延遲、事件延遲以及Hold-Off功能。雙顯示視窗放大功能，同時顯示主要波形和放大波形兩部分內(nèi)容。多項自動測量，總體分為三種重要的參數(shù)類別：幅度、時間/頻率和延遲 。

X-Y模式，可以在屏幕上同時顯示所輸入的時域信號以及X-Y波形。游標(biāo)可以測試時域波形或任意定義在X-Y信號的相關(guān)測試位置。測試探棒除了配備無源探棒外，也可選配差分探棒或電流探棒來進行其他的測試應(yīng)用。

垂直分辨率：8位

垂直檔位：2mV~5V/div

*高輸入電壓：至少300V (DC+AC峰值)，CAT I

波形數(shù)學(xué)運算：加、減、乘、除、FFT，F(xiàn)FTrms

水平時基：1ns/div~100s/div(1-2-5步進) ; ROLL : 100ms/div~100s/div

信號獲取方式：采樣、平均、峰值偵測、高分辨率，

(LCD顯示器和測試棒除外）

溫度檢測控制部分：

1. 視場角/*小成像距離:20°x15°/0.1m（多鏡頭可選）
2. 溫度靈敏度:0.08°C @ 30°C
3. 探測器類型:非制冷焦平面
4. 分辨率:160*120
5. 工作波段:8-14um
6. 聚焦方式:手動對焦
7. 空間分辨率:2.2mrad
8. 圖像模式:紅外（鐵紅，反鐵紅，彩虹，醫(yī)療，白熱，黑熱）
9. 液晶顯示屏:3.5'TFT屛
10. 視頻輸出:PAL（50Hz）或NTSC（60Hz）復(fù)合視頻（直接通過機器插入視頻線輸出，無需底座）
11. 溫度范圍:—20°C~1500°C
12. 測溫精度:±2°C或讀數(shù)的2%
13. 測溫模式:1個可移動點及*高溫/*低溫捕獲
14. 控制設(shè)置:語言/時間/偽彩/單位
15. 參數(shù)修正:輻射率，環(huán)境溫度，距離，相對濕度
16. 類型:可移動2GB SD卡（可存儲16000幅標(biāo)準(zhǔn)紅外熱圖圖像），*高支持16GB
17. 文件格式:.UIR
18. 具有激光指示功能。
19. 具有溫度上下限報警設(shè)置功能
20. 電池類型/工作時間：可充電鋰電池/2.5小時
21. 節(jié)電模式：休眠模式
特別技術(shù)規(guī)格要求：IP54抗沖擊性（工作時）  25G/抗震動性（工作時） 2G/軟件分析報告：可快速自動生成報告，可方便轉(zhuǎn)換為WORD文檔。合閘時間設(shè)置、短路故障類型設(shè)置及短路時間設(shè)置：可設(shè)置并網(wǎng)斷路器合閘時間、三相輸電線路短路類型和短路時間，還可觀測暫態(tài)電流、電壓波形。

3 控制屏：控制屏由儀表單元，微機調(diào)速器裝置，微機準(zhǔn)同期裝置，微機勵磁裝置和常規(guī)勵磁裝置組成。儀表單元：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(fā)電機勵磁電壓和電流。交流電壓表1只，指示控制柜工作電源電壓。

微機調(diào)速裝置具有如下功能：

1)主要技術(shù)特點
①全智能化、數(shù)字化設(shè)計，所有功能均由軟件實現(xiàn)，沒有電位器、撥位開關(guān)等機械磨損元件；②數(shù)字調(diào)差環(huán)節(jié)。本裝置用數(shù)字電路及軟件構(gòu)成調(diào)差環(huán)節(jié)，直接用數(shù)字給定調(diào)差率。其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、準(zhǔn)確、直觀，并使整機實現(xiàn)全數(shù)字化。它解決了傳統(tǒng)的勵磁調(diào)節(jié)器借助于模擬調(diào)差電阻形成壓降，獲得調(diào)差率，同時也克服了利用無功變送器來測量無功電流求調(diào)差率，其體積大，響應(yīng)速度慢，成本高的缺點，它沒有用交流采樣通過富立葉級數(shù)求無功電流及調(diào)差率的復(fù)雜。比較適用于直流整流采樣的系統(tǒng)；
③采用變結(jié)構(gòu)與變參數(shù)的自適應(yīng)控制及改進型PID控制算法。根據(jù)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)在線變結(jié)構(gòu)與變參數(shù)，可使得在起勵時加快起勵過程，減少超調(diào)，并加快并網(wǎng)過程。在正常運行時與小撓動時提高電壓與無功調(diào)節(jié)精度及提高靜穩(wěn)定極限，提高有功、無功輸送能力：在大撓動時可使微分量作用在各采樣周期能按偏差量均勻起作用，并減少積分作用，這在加快調(diào)節(jié)速度、提高調(diào)節(jié)品質(zhì)的同時、提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性及防止電力系統(tǒng)低頻振蕩；
④采用多串口。電站機組臺數(shù)較多且容量較大時用現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，上下位機集散控制。本裝置具有多個串行口可在中控室通過上位機系統(tǒng)進行遠方監(jiān)控，同時一臺上位機可通過現(xiàn)場總線連接多臺調(diào)節(jié)器，并便于接入電廠綜合自動化系統(tǒng)；
⑤人機對話友好。采用液晶屏中文字幕或觸摸屏，遠方用工控機監(jiān)控；
⑥運行方式多樣，操作簡單。正常運行時具有恒壓，恒勵，恒COS的調(diào)節(jié)方式。
2)主要功能
①恒電壓運行；
②恒勵流運行及恒COS運行。（這兩種方式只能在并網(wǎng)后使用）；
③遠控功能。可遠控增勵，減勵及滅磁；
④串口通訊。可與中控室上位機進行通訊（需選配）；
⑤過勵限制，欠勵限制；
⑥*大勵磁限制，V/F限制；
⑦過電壓保護。當(dāng)機端電壓大于130%時，自動滅磁。當(dāng)斷路器跳閘時自動將機端電壓給定在95％額定電壓，防止過電壓；
⑧強行減磁。當(dāng)機組甩負荷，機端電壓升高時，調(diào)節(jié)器增大控制角，進行強行減勵，迅速降低機端電壓；
⑨軟滅磁。在正常停機時，按觸摸屏上的滅磁按紐使可控硅的觸發(fā)角增大到逆變狀態(tài)使輸出勵磁變得足夠小來進行逆變滅磁。然后再跳滅磁開關(guān)。這樣就避免了滅磁的時候出現(xiàn)火花，達到保護滅磁開關(guān)和相關(guān)滅磁器件的作用。
3)主要技術(shù)指標(biāo)
①A/D轉(zhuǎn)換：8路12位；
②采樣頻率：1次/周波；脈沖輸出：一次/周波；
③移相觸發(fā)范圍：三相單相半控橋為0～160度；單相、三相全控橋為0～135度；
④自動調(diào)壓范圍：20％～130％ ；手動調(diào)壓范圍；20％～120％；
⑤零起升壓：超調(diào)量小于10%～15%，調(diào)節(jié)時間3～5秒，振蕩次數(shù)＜3～5次；
⑥10%階躍響應(yīng)：超調(diào)量小于5%，振蕩次數(shù)1次，調(diào)節(jié)時間小于3秒；
⑦調(diào)壓精度：1%；
⑧調(diào)差率整定范圍±10%內(nèi)均勻無級差調(diào)整；
⑨電壓響應(yīng)時間：上升＜0.08秒，下降＜0.15秒；
⑩頻率特性：在頻率變化±1%，電壓變化值小于±0.05%；
⑾采樣系統(tǒng)線性度：偏差≯0.1%。

微機準(zhǔn)同期裝置具有如下功能：

1）高精度的時標(biāo)計算頻差、相位差，以毫秒級的精度實現(xiàn)合閘提前時間壓功能，半自動時閉鎖自動調(diào)頻調(diào)壓功能；

2）可以方便地設(shè)定頻差、壓差和自動調(diào)節(jié)功能；

3）液晶顯示，中文菜單操作；

4）在線整定和修改頻差、壓差允許值和導(dǎo)前時間；

5）具有波形觀測孔，可觀察合閘脈沖相對于三角波的位置、發(fā)電機電壓波形、系統(tǒng)電壓波形和矩形波波形等。6） 全智能快速自動調(diào)頻、調(diào)壓，可實現(xiàn)快速無沖擊合閘；7）具有待并兩側(cè)ＰＴ電壓和頻率的數(shù)字顯示功能，具有直觀的模擬整步指示燈，可以取代同期屏；
微機準(zhǔn)同期調(diào)節(jié)器其技術(shù)要求：
工作電源：采用系統(tǒng)PT電壓，85VAC～130VAC
輸出觸點容量：25A，28VDC／240VAC
整機功耗：〈 8W
硬件防干擾電路(看門狗)響應(yīng)時間：40ms
合閘相位誤差：〈 2°
頻率判斷誤差：〈 0.02Hz
電壓判斷誤差：〈 1%
頻差整定范圍：0.2Hz～0.5Hz
壓差整定范圍： 3%、5%、8%
合閘提前時間整定范圍：0.10s～0.30s

常規(guī)勵磁裝置具有如下功能：

1）采用PI調(diào)節(jié),具有恒UF功能，恒壓精度為0.5%Ued

2）面板上設(shè)置有觀測波形的測試孔。

3）具有*小，*大勵磁電流值的限制。

4）能適應(yīng)多種反饋及保護信號的輸入。

4 無窮大系統(tǒng)

采用自耦調(diào)壓器模擬無窮大系統(tǒng)，具體參數(shù)如下：

SN=15KVA,UN=380V,副邊0-430V可調(diào)。

5 負載

阻性負載包括不小于2kW電阻負載，通過開關(guān)投切可調(diào)節(jié)阻性負載的大小，而且有散熱裝置，能夠保證負載持續(xù)工作兩小時。

感性負載通過開關(guān)投切可調(diào)節(jié)感性負載的大小，總負載不小于1.6KVar。

6 仿真硬件平臺

仿真硬件平臺包括信號轉(zhuǎn)換裝置，多通道數(shù)據(jù)采集卡及相應(yīng)的切換開關(guān)，計算機及上位機軟件，軟件平臺開放，學(xué)生能夠進行編程實驗。具體配置如下：

1）信號轉(zhuǎn)換裝置硬件資源如下：

u 13路模擬量輸入

u 1路模擬量輸出

u 17路開關(guān)量輸入

u 24路開關(guān)量輸出

2）多通道數(shù)據(jù)采集卡采用NI 6229采集卡，采樣速率250ks/s,16路差分輸入，16位數(shù)據(jù)采樣，4路模擬量輸出，48路開關(guān)量。

3）上位機軟件

上位機應(yīng)用控制軟件基于美國NI公司LabVIEW軟件設(shè)計，軟件平臺開放，允許教師或?qū)W生自行設(shè)計算法，并驗證。具體功能要求如下：
（1）監(jiān)控功能

能實現(xiàn)線路開關(guān)運行狀態(tài)的監(jiān)控；

能監(jiān)控自動裝置和保護裝置（準(zhǔn)同期，勵磁，調(diào)試和線路保護）運行狀態(tài)；

能監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)；

（2）仿真功能

可仿真勵磁功能，調(diào)節(jié)發(fā)電機組的電壓和無功；

可仿真同期功能，實現(xiàn)發(fā)電機組的并網(wǎng)。

        可實時采集到電流、電壓動態(tài)波形

可仿真線路保護功能，實現(xiàn)對線路的保護

（3）智能無線網(wǎng)絡(luò)化控制內(nèi)置兩個WiFi信號源
工作頻率：2.4GHz—2.5GHz；
收/發(fā)光波長：1550nm/1550nm；
光輸出功率：4dbm+-2dbm；
光輸入功率：-4dbm(Minimum)
吞吐量：上行下行≥18Mbps；
支持光電/電光轉(zhuǎn)換無線信號，WiFi信號本地產(chǎn)生和處理，本地可對所有WiFi信號集中和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)可管、可控、可測；
WiFi協(xié)議：IEEE802.11b/g；
工作電壓：AC 220VAC；
射頻交換：支持；
遠距離傳輸：支持，模擬光纖傳輸*遠必須達到5000米；覆蓋范圍：室內(nèi)覆蓋半徑50米，室外覆蓋半徑100米；
信號分路：支持信號分路，即可將射頻信號分為多路；
功能：遠端信號發(fā)射與接收；
電/光轉(zhuǎn)換：支持；
接口類型：光纖接口，射頻接口；
本套實驗裝置既包含了各種常規(guī)的檢測裝置，又包含了SIEMENS PA接口的總線檢測裝置；
現(xiàn)場總線過程控制系統(tǒng)從上位機控制系統(tǒng)到現(xiàn)場儀表之間清晰的分為三層，其中人機界面和主控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，構(gòu)成了整個控制系統(tǒng)的管理級；主控制器、遠程分布式I/O模塊、變頻器、DP/PA耦合器之間通過PROFIBUS-DP協(xié)議進行通信，構(gòu)成了控制系統(tǒng)的控制級；控制級通過DP/PA鏈路延伸出下一級PROFIBUS-PA網(wǎng)絡(luò)，壓力傳感器、電磁流量計、溫度變送器和閥門定位器直接掛接在同一條PROFIBUS-PA總線上，這樣就實現(xiàn)了現(xiàn)場儀表通過DP/PA鏈路和主控制器之間的數(shù)據(jù)交換
被控參數(shù)全面，涵蓋了連續(xù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中的液位、壓力、流量及溫度等典型參數(shù)；
真實性、直觀性、綜合性強，控制對象組件全部來源于工業(yè)現(xiàn)場；

 (4)計算機：：顯示器尺寸：19英寸；：Intel雙核；CPU 頻率：2.0GHz；內(nèi)存容量：4GB DDR3；硬盤容量：320GB 7200轉(zhuǎn)；光驅(qū)類型：DVD-ROM；產(chǎn)品類型：商用臺式機；顯卡類型：集成顯卡；音頻系統(tǒng)：集成有線網(wǎng)卡

7. 微機成套保護裝置技術(shù)要求
1)主要性能特點：
1．集成電路全部采用工業(yè)品或軍品，使得裝置有很高的穩(wěn)定性和可靠性；
2．采用32位DSP作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；數(shù)據(jù)運算、邏輯處理和信息存儲能力強，可靠性高，運行速度快；
3．采用16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集每周24點，保護測量精度高；
4．采用圖形液晶，全中文顯示菜單式人機交互；可實時顯示各種運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，信息詳細直觀，操作、調(diào)試方便；
5．可獨立整定8套保護定值，定值區(qū)切換安全方便；
6．大容量的信息記錄：可保存不小于100個*近發(fā)生的歷史報告,可帶動作參數(shù)，掉電保持，便于事故分析；
7．通信規(guī)約采用IEC-60870-5-103規(guī)約或MODBUS規(guī)約可選，設(shè)有雙RS-485通信接口；組網(wǎng)經(jīng)濟、方便,可直接與微機監(jiān)控或保護管理機聯(lián)網(wǎng)通訊；
8．具有錄波功能，裝置記錄保護跳閘前4周波，跳閘后6周波（每周波24點）的采樣數(shù)據(jù)，保護跳閘后上送變電站自動化主站，也可以通過故障分析軟件進行故障分析；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng):4線電阻屏、2點觸屏檢測;模塊的*大連接數(shù)：10（*大測量通道數(shù)：100）;運算通道數(shù)：100;通信通道數(shù)：300;內(nèi)部存儲器：500MB（介質(zhì)：閃存）;外部存儲介質(zhì)：SD存儲卡（*大32G）;USB接口：兼容USB 2.0標(biāo)準(zhǔn);通信功能：以太網(wǎng)，兼容IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)
連接圖：級聯(lián)，分區(qū)長度：*大100米;FTP客戶端功能、FTP服務(wù)器功能、Web服務(wù)器功能、SNTP客戶端功能、SNTP服務(wù)器功能、DHCP客戶端功能;其他功能：
安全功能：鎖鍵功能、登錄功能;時鐘功能：日歷功能、精度：±5ppm（0-50℃）
9．可測量參數(shù)：電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、相位角、頻率、電壓峰值、電流峰值、峰值因數(shù)、積分（Wh，Ah，Varh，Vah）等；能夠滿足同時測量電壓RMS/MEAN值，峰值因素*大300；能夠同時測量3個電壓或者電流的頻率；能進行效率測試和用戶自定義功能。
10．保護出口方式可以按照保護配置，出口設(shè)置方便靈活。
提供原生產(chǎn)廠家授權(quán)書、廠家售后承諾及產(chǎn)品樣本。

二、在本系統(tǒng)上至少可開設(shè)下列實驗項目

1、發(fā)電機組的起動與運轉(zhuǎn)實驗

2、同步發(fā)電機勵磁控制實驗

實驗一  不同α角（控制角）對應(yīng)的勵磁電壓波形實驗

實驗二  典型方式下的同步發(fā)電機起勵實驗

實驗三  勵磁調(diào)節(jié)器控制方式及其相互切換實驗

實驗四  跳滅磁開關(guān)滅磁和逆變滅磁實驗

實驗五  伏赫限制實驗

實驗六  欠勵限制實驗

實驗七  同步發(fā)電機強勵實驗

實驗八  調(diào)差實驗

實驗九  過勵磁限制實驗

3、同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列運行實驗

實驗一  自動準(zhǔn)同期條件測試實驗

實驗二  線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測試實驗

實驗三  壓差、頻差和相差閉鎖與整定實驗

實驗四  導(dǎo)前時間整定及測量方法實驗

實驗五  手動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

實驗六  半自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

實驗七  自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)實驗

實驗八  微機準(zhǔn)同期裝置基本操作實驗

實驗九  自動準(zhǔn)同期條件測試

實驗十  線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測試

實驗十一 導(dǎo)前時間整定及測量方法

實驗十二 壓差、頻差和相差閉鎖與整定

4、 單機--無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式實驗

5、電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗

提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性實驗

6、 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗

提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施

7、 單機帶負荷實驗

8、 同步發(fā)電機實驗

實驗一  同步發(fā)電機空載實驗和短路實驗

實驗二  同步發(fā)電機V形曲線及零功率因數(shù)測定實驗

實驗三  同步發(fā)電機外特性實驗

相關(guān)實驗實訓(xùn)裝置：

電力系統(tǒng)實訓(xùn)裝置

電力自動化實驗設(shè)備

電廠供配電實訓(xùn)系統(tǒng)

工廠供配電實驗臺

電工培訓(xùn)考核裝置

繼電保護實訓(xùn)考核設(shè)備

電力行業(yè)培訓(xùn)設(shè)備

電廠培訓(xùn)考核系統(tǒng)

電工儀表實訓(xùn)裝置