TWDZ-III電力係統自動化實驗係統建設方案

一. 實驗室建設要求

電氣工程綜合實驗室具有以下功能：

1. 滿足電氣工程專業本科實驗教學的要求

提供數十項有針對性的與課程配套的專業實驗項目，滿足《電力係統基礎》、《電力係統分析》、《電力係統自動控製技術》等課程本科生實驗教學的要求，既極大的提高了設備利用率，又節省用地，同時便於設備管理和維護。

2. 滿足專業拓展課程和工程應用實踐訓練的要求

滿足《電力係統遠動技術》等專業拓展課程實驗的要求；具有很強的平台性、設計性和開放性，還可方便的用於學生進行電力網課程設計和畢業設計。同時由於實驗室設備緊密結合電力現場實際，可用於進行工程應用實踐訓練、供配電及電力係統運行、調度崗前培訓，為培養電氣工程技術應用型人才發揮重要作用。

3. 作為電氣工程碩士生和專業教師研究平台

實驗室采用具有可編程功能的開放式教學科研設備，可為研究生和教師創新提供電氣類科學研究和技術開發的平台。

4. 作為實驗、實踐、實訓、科研、並能對行業開放為一體的綜合性多功能立體實踐教學平台

二、實驗室設備構成

1. BHPDZ-III電力係統自動化實驗台

BHPDZ-III電力係統自動化實驗台提供了一個典型的電力係統運行一次主係統，同時為繼電保護實驗提供一次係統平台。

1) BH2000多功能微機保護實驗裝置

BH2000多功能微機保護實驗裝置具有10kV-35kV饋線成組微機保護等多種微機保護測控功能，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實現。

10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置功能：為了方便實驗接線，在實驗台內部已經將多功能微機保護實驗裝置的電壓、電流輸入端子、保護跳閘和合閘信號以及斷路器跳、合位開入狀態信號引到實驗台麵板上。由於線路保護、變壓器主保護和後備保護的接線不同，因此麵板上設置有不同的保護接線端子區。

2)BH1300微機準同期裝置具有如下功能：

a. 測量係統頻率、機端電壓、係統電壓精度優於0.5%

b. 全自動準同期合閘

c. 半自動準同期合閘；斷路器合閘時間測定

d. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可同屏顯示發電機端和係統側的電壓、頻率、相角。

e. 可圖形化顯示發電機組電壓、係統電壓旋轉向量。

f. 記錄合閘時的前後所有電氣參數（電壓、電流、頻率、相角等），做實驗分析用。

g. 記錄合閘前後10周波的機端、係統的電壓電流波形，並能在顯示屏上顯示。

h. 裝置具有隔離的RS485通訊總線接口和網線接口，波特率4800～19200可設置，並向用戶提供開放的通訊協議，與計算機聯網通信，可將以上測量參數上傳計算機顯示，及下載裝置的各種參數。

3)BH1200微機勵磁調節器裝置具有如下功能：

a. 他勵方式

b. 具有恒機端電壓、恒勵磁電流、恒可控矽觸發角等控製方式

c. 具有過勵限製、低勵限製、V/F限製、定子電流限製等勵磁限製功能

d. 具有PT斷線保護、空載過壓保護和低頻保護等功能

e. 電力係統穩定器(PSS)功能

f. 采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作，可動態顯示勵磁電壓、電流波形。

g. 同屏顯示發電機的頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率、勵磁電壓、勵磁電流.

h. 記錄機組失穩時的所有參數（頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率、勵磁電壓、勵磁電流），作為實驗分析用。

i. 裝置具有隔離的RS485通訊總線接口和網線接口，波特率4800～19200可設置，並向用戶提供開放的通訊協議，可與計算機聯網通信，可將以上測量參數上傳計算機顯示，計算機可通過通信可遙調機組，及下載裝置參數定值。

h. 電壓調節範圍：20%~120%（單機），20%~ 130%（單機試驗），85%~120%（並網）

i. 發電機電壓調節精度：≤±0.5%

j. 起勵超調≤10%，甩負荷超調≤15%

k. 調差率±15%可調

4)BH1100微機調速裝置具有如下功能：

a. 測量發電機轉速精度：≤0.2%

b. 測量係統功角精度：≤1° 

c. 可進行微機自動調節和手動調節

d. 具有一鍵起機功能

e.采用800*480彩色觸摸屏顯示，信息輸入方便，相比使用按鍵形式輸入信息更易操作。

f. 裝置具有隔離的RS485通訊總線接口和網線接口，波特率4800～19200可設置，並向用戶提供開放的通訊協議，可上傳測量結果至PC機，並可通過PC機通信調速。

BH1300微機同期裝置、BH1100微機調速裝置、BH1200微機勵磁調節裝置采用通用的機箱進行設計，便於安裝。

2 BHJZ-2發電機組

（1）、三相同步發電機：SN=2.2KVA, VN=400V
（2）、直流電動機：PN=2.5KW,  VN=440V，IN=8.6A，nN=1500rpm
（3）、測速裝置采用光電編碼器。
（4）、調速裝置測量功角

（5）、勵磁方式：它勵

3.  BHTY-I調壓器

  380V、9KVA連續可調式調壓器

4.  BHFZ-I負載

  3擋三相燈箱負載

三、實驗項目

（一） 原動機的起動與運轉

1. 調速裝置操作原理實驗

2. 調速裝置及原動機控製運轉

（四）同步發電機準同期並列運行實驗

1. 自動準同期條件測試實驗

2. 壓差、頻差整定實驗

4. 導前時間整定及測量實驗

5. 手動準同期並網實驗

6. 半自動準同期並網實驗

7. 自動準同期並網實驗

（五） 同步發電機勵磁控製實驗

1. 不同α角（控製角）對應的勵磁電壓實驗

2. 典型方式下的同步發電機起勵、並列實驗

3. 伏/赫限製實驗

4. 欠勵限製實驗

5. 同步發電機強勵實驗

6. 定子電流限製實驗

7. 調差特性測試實驗

8. 過勵限製實驗

9. 強勵實驗

（六）電力係統穩定性實驗

1. 負荷調節實驗

2. 單回路與雙回路穩態對稱運行比較實驗

3.單回路穩態非全相運行試驗

4. 電力係統有功功率平衡和頻率調整實驗

5. 電力係統無功功率平衡和電壓調整實驗

（七）功率特性和功率極限測定實驗

1. 無勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

2. 手動進行勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

3. 自動進行勵磁調節時，功率特性和功率極限的測定實驗

（八） 電力係統暫態穩定性實驗

1. 短路類型對電力係統暫態穩定性的影響實驗

2. 故障切除時間對暫態穩定的影響實驗

3. 有無強勵對暫態穩定性影響試驗

4. 線路重合閘及其對係統暫態穩定性影響的實驗

（九） 單機帶負荷實驗

1. 獨立係統的特性實驗

2. 投、切不同負荷的實驗

3. 調速器調差特性實驗

4. 甩負荷實驗

（十）電力係統運行實驗

1. 發電機啟動和調整實驗

2. 電力係統運行方式實驗

3. 電力係統負荷調整實驗

（十一）電力係統分析實驗

1. 電力係統潮流計算分析實驗

2. 電力係統故障計算分析實驗

3. 切機、切負荷等穩定實驗

（十二）電氣工程專業課程設計

可用於進行發電廠電氣、電力網、繼電保護課程設計，方便地檢驗課程設計成果。

（十三）畢業設計及創新科研平台

係統通信協議開放，可作為保護、測控、變電站綜合自動化等相關方向的畢業設計和創新科研平台。