电力系统微机保护及综合自动化实验装置_电力实训考核装置|电力仿真实验系统

产品分类

更多新产品

更多热点产品

更多技术方案

当前位置:首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 行业动态

电力系统微机保护及综合自动化实验装置

概述

1、电力系统综合自动化发电机组（简称“发电机组”）1件

2、电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）1件

3、电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）1件

4、≧15KVA自耦调压器 1件

5、负载柜 1件

6、电力系统综合自动化单机监控台（简称“单机监控台”）1件

7、实验导线及配件 1件

参数要求

一、系统组成

1 发电机组

由安装在同一个轴上的三相同步发电机，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。相关器件参数如下：

三相同步发电机：SN=2.5KVA, VN=400V

直流电动机：PN=3kW, VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm

测速装置采用图尔克1024光电编码器。

功角指示器采用特制频闪灯、标刻度圆盘和指针构成。

2 实验台

实验台由输电线路单元，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。

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

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。

微机线路保护测控装置：该微机线路保护测控装置适用于110KV及以下系统馈电线路的保护、测量及控制。应该具备以下主要功能：

1）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

2）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

3）独立的加速保护：相电流加速，零序电流加速

4）低频减载：滑差闭锁，低电压闭锁

5）低压减载

6）过负荷保护

7）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

8）接地选线：接地告警3U0/3I0，集中/分散选线

9）采集和显示电流、电压、有功、无功、功率因数、频率；4路脉冲量；

10） 16路遥信量

11）遥控分合、闭锁及远方定值修改

12）保护投入/退出，远方定值区切换

13）电流测量值优于1%、电流波形测试功能。

14）故障电流波形观测

15）500M带宽4通道加外触发通道的VPO（Visual Persistence Oscilloscope）信号处理技术，快速观察真实波形。开标时需提供样机演示，双采样模式，不小于4GSa/s实时采样率和100GSa/s等效采样率，两通道同时开启时为不小于2GSa/s每通道实时采样率。每一通道提供独立的25k以上记录长度

第三代数字存储示波器，能同时显示幅度、时间和波形强度。不小于8英寸的高分辨率TFT LCD屏幕显示，提供波形显示辉阶模式和色温模式，分割视窗功能，能同时独立触发及显示每通道的波形信号。有交替触发功能，能同时显示4路以上的信号。内置50Ω/75Ω/1MΩ三种不同的输入阻抗，可选配电源分析软件以支持开关电源的测量与分析，可选配串行总线的触发、解码功能，软件可支持I2C、SPI和UART可和电脑连接通讯，有相关软件FREEWAVE下载并支持电脑连接操作。可免费升级可扩充的应用软件，允许用户随时在机器上安装额外提供的应用软件配备USB接口， LAN接口、RS232接口、VGA视频输出接口等多国语言选择功能触发功能，除了边沿触发外，还包括视频、脉冲宽度、矮波、上升时间和下降时间(定义时间长度)、交替、时间延迟、事件延迟以及Hold-Off功能。双显示视窗放大功能，同时显示主要波形和放大波形两部分内容。多项自动测量，总体分为三种重要的参数类别：幅度、时间/频率和延迟。

X-Y模式，可以在屏幕上同时显示所输入的时域信号以及X-Y波形。游标可以测试时域波形或任意定义在X-Y信号的相关测试位置。测试探棒除了配备无源探棒外，也可选配差分探棒或电流探棒来进行其他的测试应用。

垂直分辨率：8位

垂直档位：2mV~5V/div

*高输入电压：至少300V (DC+AC峰值)，CAT I

波形数学运算：加、减、乘、除、FFT，FFTrms

水平时基：1ns/div~100s/div(1-2-5步进) ; ROLL : 100ms/div~100s/div

信号获取方式：采样、平均、峰值侦测、高分辨率，

(LCD显示器和测试棒除外）

温度检测控制部分：

1. 视场角/*小成像距离:20°x15°/0.1m（多镜头可选）
2. 温度灵敏度:0.08°C @ 30°C
3. 探测器类型:非制冷焦平面
4. 分辨率:160*120
5. 工作波段:8-14um
6. 聚焦方式:手动对焦
7. 空间分辨率:2.2mrad
8. 图像模式:红外（铁红，反铁红，彩虹，医疗，白热，黑热）
9. 液晶显示屏:3.5'TFT屛
10. 视频输出:PAL（50Hz）或NTSC（60Hz）复合视频（直接通过机器插入视频线输出，无需底座）
11. 温度范围:—20°C~1500°C
12. 测温精度:±2°C或读数的2%
13. 测温模式:1个可移动点及*高温/*低温捕获
14. 控制设置:语言/时间/伪彩/单位
15. 参数修正:辐射率，环境温度，距离，相对湿度
16. 类型:可移动2GB SD卡（可存储16000幅标准红外热图图像），*高支持16GB
17. 文件格式:.UIR
18. 具有激光指示功能。
19. 具有温度上下限报警设置功能
20. 电池类型/工作时间：可充电锂电池/2.5小时
21. 节电模式：休眠模式
特别技术规格要求：IP54抗冲击性（工作时） 25G/抗震动性（工作时） 2G/软件分析报告：可快速自动生成报告，可方便转换为WORD文档。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 控制屏：控制屏由仪表单元，微机调速器装置，微机准同期装置，微机励磁装置和常规励磁装置组成。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。

微机调速装置具有如下功能：

1)主要技术特点
①全智能化、数字化设计，所有功能均由软件实现，没有电位器、拨位开关等机械磨损元件；②数字调差环节。本装置用数字电路及软件构成调差环节，直接用数字给定调差率。其结构简单、调整方便、准确、直观，并使整机实现全数字化。它解决了传统的励磁调节器借助于模拟调差电阻形成压降，获得调差率，同时也克服了利用无功变送器来测量无功电流求调差率，其体积大，响应速度慢，成本高的缺点，它没有用交流采样通过富立叶级数求无功电流及调差率的复杂。比较适用于直流整流采样的系统；
③采用变结构与变参数的自适应控制及改进型PID控制算法。根据电力系统运行状态在线变结构与变参数，可使得在起励时加快起励过程，减少超调，并加快并网过程。在正常运行时与小挠动时提高电压与无功调节精度及提高静稳定极限，提高有功、无功输送能力：在大挠动时可使微分量作用在各采样周期能按偏差量均匀起作用，并减少积分作用，这在加快调节速度、提高调节品质的同时、提高控制系统稳定性、提高电力系统暂态稳定性及防止电力系统低频振荡；
④采用多串口。电站机组台数较多且容量较大时用现场总线结构，上下位机集散控制。本装置具有多个串行口可在中控室通过上位机系统进行远方监控，同时一台上位机可通过现场总线连接多台调节器，并便于接入电厂综合自动化系统；
⑤人机对话友好。采用液晶屏中文字幕或触摸屏，远方用工控机监控；
⑥运行方式多样，操作简单。正常运行时具有恒压，恒励，恒COS的调节方式。
2)主要功能
①恒电压运行；
②恒励流运行及恒COS运行。（这两种方式只能在并网后使用）；
③远控功能。可远控增励，减励及灭磁；
④串口通讯。可与中控室上位机进行通讯（需选配）；
⑤过励限制，欠励限制；
⑥*大励磁限制，V/F限制；
⑦过电压保护。当机端电压大于130%时，自动灭磁。当断路器跳闸时自动将机端电压给定在95％额定电压，防止过电压；
⑧强行减磁。当机组甩负荷，机端电压升高时，调节器增大控制角，进行强行减励，迅速降低机端电压；
⑨软灭磁。在正常停机时，按触摸屏上的灭磁按纽使可控硅的触发角增大到逆变状态使输出励磁变得足够小来进行逆变灭磁。然后再跳灭磁开关。这样就避免了灭磁的时候出现火花，达到保护灭磁开关和相关灭磁器件的作用。
3)主要技术指标
①A/D转换：8路12位；
②采样频率：1次/周波；脉冲输出：一次/周波；
③移相触发范围：三相单相半控桥为0～160度；单相、三相全控桥为0～135度；
④自动调压范围：20％～130％；手动调压范围；20％～120％；
⑤零起升压：超调量小于10%～15%，调节时间3～5秒，振荡次数＜3～5次；
⑥10%阶跃响应：超调量小于5%，振荡次数1次，调节时间小于3秒；
⑦调压精度：1%；
⑧调差率整定范围±10%内均匀无级差调整；
⑨电压响应时间：上升＜0.08秒，下降＜0.15秒；
⑩频率特性：在频率变化±1%，电压变化值小于±0.05%；
⑾采样系统线性度：偏差≯0.1%。

微机准同期装置具有如下功能：

1）高精度的时标计算频差、相位差，以毫秒级的精度实现合闸提前时间压功能，半自动时闭锁自动调频调压功能；

2）可以方便地设定频差、压差和自动调节功能；

3）液晶显示，中文菜单操作；

4）在线整定和修改频差、压差允许值和导前时间；

5）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。6）全智能快速自动调频、调压，可实现快速无冲击合闸；7）具有待并两侧ＰＴ电压和频率的数字显示功能，具有直观的模拟整步指示灯，可以取代同期屏；
微机准同期调节器其技术要求：
工作电源：采用系统PT电压，85VAC～130VAC
输出触点容量：25A，28VDC／240VAC
整机功耗：〈 8W
硬件防干扰电路(看门狗)响应时间：40ms
合闸相位误差：〈 2°
频率判断误差：〈 0.02Hz
电压判断误差：〈 1%
频差整定范围：0.2Hz～0.5Hz
压差整定范围： 3%、5%、8%
合闸提前时间整定范围：0.10s～0.30s

常规励磁装置具有如下功能：

1）采用PI调节,具有恒UF功能，恒压精度为0.5%Ued

2）面板上设置有观测波形的测试孔。

3）具有*小，*大励磁电流值的限制。

4）能适应多种反馈及保护信号的输入。

4 无穷大系统

采用自耦调压器模拟无穷大系统，具体参数如下：

SN=15KVA,UN=380V,副边0-430V可调。

5 负载

阻性负载包括不小于2kW电阻负载，通过开关投切可调节阻性负载的大小，而且有散热装置，能够保证负载持续工作两小时。

感性负载通过开关投切可调节感性负载的大小，总负载不小于1.6KVar。

6 仿真硬件平台

仿真硬件平台包括信号转换装置，多通道数据采集卡及相应的切换开关，计算机及上位机软件，软件平台开放，学生能够进行编程实验。具体配置如下：

1）信号转换装置硬件资源如下：

u 13路模拟量输入

u 1路模拟量输出

u 17路开关量输入

u 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，16位数据采样，4路模拟量输出，48路开关量。

3）上位机软件

上位机应用控制软件基于美国NI公司LabVIEW软件设计，软件平台开放，允许教师或学生自行设计算法，并验证。具体功能要求如下：
（1）监控功能

能实现线路开关运行状态的监控；

能监控自动装置和保护装置（准同期，励磁，调试和线路保护）运行状态；

能监测系统的运行状态；

（2）仿真功能

可仿真励磁功能，调节发电机组的电压和无功；

可仿真同期功能，实现发电机组的并网。

可实时采集到电流、电压动态波形

可仿真线路保护功能，实现对线路的保护

（3）智能无线网络化控制内置两个WiFi信号源
工作频率：2.4GHz—2.5GHz；
收/发光波长：1550nm/1550nm；
光输出功率：4dbm+-2dbm；
光输入功率：-4dbm(Minimum)
吞吐量：上行下行≥18Mbps；
支持光电/电光转换无线信号，WiFi信号本地产生和处理，本地可对所有WiFi信号集中和统一管理，实现可管、可控、可测；
WiFi协议：IEEE802.11b/g；
工作电压：AC 220VAC；
射频交换：支持；
远距离传输：支持，模拟光纤传输*远必须达到5000米；覆盖范围：室内覆盖半径50米，室外覆盖半径100米；
信号分路：支持信号分路，即可将射频信号分为多路；
功能：远端信号发射与接收；
电/光转换：支持；
接口类型：光纤接口，射频接口；
本套实验装置既包含了各种常规的检测装置，又包含了SIEMENS PA接口的总线检测装置；
现场总线过程控制系统从上位机控制系统到现场仪表之间清晰的分为三层，其中人机界面和主控制器之间采用工业以太网通讯，构成了整个控制系统的管理级；主控制器、远程分布式I/O模块、变频器、DP/PA耦合器之间通过PROFIBUS-DP协议进行通信，构成了控制系统的控制级；控制级通过DP/PA链路延伸出下一级PROFIBUS-PA网络，压力传感器、电磁流量计、温度变送器和阀门定位器直接挂接在同一条PROFIBUS-PA总线上，这样就实现了现场仪表通过DP/PA链路和主控制器之间的数据交换
被控参数全面，涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数；
真实性、直观性、综合性强，控制对象组件全部来源于工业现场；

(4)计算机：：显示器尺寸：19英寸；：Intel双核；CPU 频率：2.0GHz；内存容量：4GB DDR3；硬盘容量：320GB 7200转；光驱类型：DVD-ROM；产品类型：商用台式机；显卡类型：集成显卡；音频系统：集成有线网卡

7. 微机成套保护装置技术要求
1)主要性能特点：
1．集成电路全部采用工业品或军品，使得装置有很高的稳定性和可靠性；
2．采用32位DSP作为保护CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；数据运算、逻辑处理和信息存储能力强，可靠性高，运行速度快；
3．采用16位A/D作为数据采集，数据采集每周24点，保护测量精度高；
4．采用图形液晶，全中文显示菜单式人机交互；可实时显示各种运行状态及数据，信息详细直观，操作、调试方便；
5．可独立整定8套保护定值，定值区切换安全方便；
6．大容量的信息记录：可保存不小于100个*近发生的历史报告,可带动作参数，掉电保持，便于事故分析；
7．通信规约采用IEC-60870-5-103规约或MODBUS规约可选，设有双RS-485通信接口；组网经济、方便,可直接与微机监控或保护管理机联网通讯；
8．具有录波功能，装置记录保护跳闸前4周波，跳闸后6周波（每周波24点）的采样数据，保护跳闸后上送变电站自动化主站，也可以通过故障分析软件进行故障分析；数据采集控制系统:4线电阻屏、2点触屏检测;模块的*大连接数：10（*大测量通道数：100）;运算通道数：100;通信通道数：300;内部存储器：500MB（介质：闪存）;外部存储介质：SD存储卡（*大32G）;USB接口：兼容USB 2.0标准;通信功能：以太网，兼容IEEE802.3标准
连接图：级联，分区长度：*大100米;FTP客户端功能、FTP服务器功能、Web服务器功能、SNTP客户端功能、SNTP服务器功能、DHCP客户端功能;其他功能：
安全功能：锁键功能、登录功能;时钟功能：日历功能、精度：±5ppm（0-50℃）
9．可测量参数：电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、相位角、频率、电压峰值、电流峰值、峰值因数、积分（Wh，Ah，Varh，Vah）等；能够满足同时测量电压RMS/MEAN值，峰值因素*大300；能够同时测量3个电压或者电流的频率；能进行效率测试和用户自定义功能。
10．保护出口方式可以按照保护配置，出口设置方便灵活。
提供原生产厂家授权书、厂家售后承诺及产品样本。