一、概述

“TWDD-1型電力電子技術及電機控製實驗裝置”依據高等院校新統編教材《電力電子技術》(第四版)(西安交通大學王兆安編著)、《電力拖動自動控製係統》（第三版）(上海大學陳伯時編著)等實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優點，充分考慮了實驗室的現狀和發展趨勢，精心研製而成。在同類產品中結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高。

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二、特點

  1、綜合性強 本裝置綜合了目前國內各類學校電力電子、半導體變流、交直流調速、交流變頻、電機控製、控製理論等實驗項目。

  2、適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，深度和廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機的結合，裝置采用積木式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，隻需添加部件即可。

  3、整套性強 從專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線配套齊全，配套部件的性能、規格等均密切結合實驗的需要進行配套。

  4、直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件麵板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。

  5、科學性強 裝置占地麵積少，節約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數；小電機耗電省，節約能源，實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環境；實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外還可結合實際開設設計性實驗。

  6、開放性強 控製屏供電采用三相隔離變壓器隔離，並設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控製屏還設有定時器兼報警記錄儀，為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。由於整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠的工藝作為保障，產品性能優良，所有這些均為開放性實驗室，創造了條件。

  7、先進性強 本裝置著重從新器件高度來考慮，在保留了晶閘管實驗的基礎上，加入了新器件的特性、新器件的驅動以及典型的新器件應用的大量現代電力電子技術實驗，讓學生對新器件有足夠的認識和了解，緊跟時代步伐。

三、適用範圍

    本裝置涵蓋了各高等院校等所開設的“電力電子技術(或稱半導體變流技術)”、“直流調速”、“交流調速”、“電機控製”、“電力拖動自動控製係統”及“控製理論”等專業課程所要求的實驗項目。

四、技術性能

  1、輸入電源: 三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)

  2、工作環境: 溫度-10℃－+40℃　相對濕度＜85％（25℃） 海撥＜4000m

  3、裝置容量：＜1.5KVA

  4、外形尺寸：187.3×72.5×162.2 cm3 

五、裝置的基本裝備

  1、DK01電源控製屏（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質麵板）

（1）交流電源（均帶有過流保護措施）

       提供交流電源：直流調速檔為三相交流電 200V/3A

                     交流調速檔為三相交流電 240V/3A

（2）高壓直流電源

       勵磁電源：220V（0.5A），具有輸出短路保護。

（3）數字式儀表

    1．交流數字電壓表：可通過其下方的波段開關切換指示三相電網輸入線電壓，精度1.0級；

    2．真有效值交流數字電壓表一隻：測量範圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，為交流調速係統提供電壓指示；

    3．真有效值交流數字電流表一隻：測量範圍0～5A，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯，具有超量程告警、指示及切斷總電源功能，為調速係統提供電流的指示；

    4．直流數字電壓表一隻：測量範圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級，為可逆調速係統提供電壓指示；

    5．直流數字電流表一隻：測量範圍為0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能，為可逆調速係統提供電流指示。

（4）人身安全保護體係

    三相隔離變壓器一組：三相電源首先通過三相漏電保護器，然後經鑰匙開關、接觸器到隔離變壓器，使輸出與電網隔離（浮地設計），對人身安全起到一定的保護作用。

    電壓型漏電保護器1：對隔離變壓器前的線路出現的漏電現象進行保護，使控製屏內的接觸器跳閘，切斷電源。

    電壓型漏電保護器2：對隔離變壓器後的線路及實驗過程中的接線等出現的漏電現象進行保護，發出報警信號並切斷電源，確保人身安全。

    電流型漏電保護裝置：控製屏若有漏電現象，漏電流超過一定值，即切斷電源。

實驗連接線及插座：強、弱電連接及插座分開，不能混插。強電連接線及插座采用全封閉工藝，使用安全、可靠、防觸電。

（5）實驗管理器

    具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由於接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。

（6）控製屏其它設施

    控製屏正麵大凹槽內，設有兩根不鏽鋼管，可掛置實驗部件，凹槽底部設有12芯、10芯、4芯、3芯等插座， 掛件的供電由這些插座提供。控製屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，還設有實驗台照明用的40W日光燈一盞。

　2、DK02實驗桌

    實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌麵為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，形狀似長方體封閉式結構，造形美觀大方；設有兩個大抽屜、櫃門，用於放置工具、存放掛件及資料等。桌麵用於安裝電源控製屏並提供一個寬敞舒適的工作台麵。實驗桌還設有四個萬向輪和四個固定調節機構，便於移動和固定，有利於實驗室的布局。

  3、DQ03－1不鏽鋼電機導軌、光碼盤測速係統（日本歐姆龍1024光電編碼器）及數顯轉速表

  4、DQ27三相可調電阻（每組900Ω×2/0.41A） 

  5、DK03晶閘管主電路

    提供12隻5A/1000V的晶閘管，分成正、反橋兩組，每隻晶閘管均設有保護裝置，正、反橋晶閘管可通過外加信號進行觸發（留有觸發脈衝輸入接口），可完成設計性實驗；設有帶鏡麵精密指針式直流電壓表±300V，精度1.0級帶鏡麵直流電流表±2A，精度1.0級各一隻和平波電抗器一組。

  6、DK04三相晶閘管觸發電路

    提供三相觸發電路、功放電路等，與“DK03”配套使用。

  7、DK05晶閘管觸發電路實驗

    提供單結晶體管觸發電路、正弦波同步移相觸發電路、鋸齒波同步移相觸發電路、單相交流調壓觸發電路及單相並聯逆變觸發電路共五種觸發電路。

  8、DK06電機調速控製實驗（Ⅰ）

    提供以下模塊：電流反饋與過流保護（FBC+FA）、給定器（G）、轉速變換器（FBS）、速度調節器（ASR）、反號器（AR）、電流調節器（ACR）、轉矩極性鑒別（DPT）、零電平檢測（DPZ）及邏輯控製器（DLC）。

  9、DK07直流斬波電路

    主要由斬波器觸發電路及斬波主電路兩大部分組成。

  10、DK08給定及實驗器件

    提供給定（±15V可調電壓輸出）、壓敏電阻（作為過壓保護元件，內部已連成三角形接法）、二極管、24V電源及電感。

  11、DK09新器件特性實驗

提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO 、GTR新器件，與DJK06配套使用，可測定其特性曲線；與DJK12配套使用，可完成電力電子新器件的驅動特性實驗。

  12、DK10可調電阻、電容箱

    提供耐壓AC63V的可調電容三組，調節範圍為0.1～11.37uF，0～999KΩ十進製可調電阻兩組。

  13、DK11單相調壓與可調負載

    提供了一隻0～250V/0.5KVA單相交流自耦調壓器，為相應的實驗提供可調電源；一個整流濾波電路以及0～90Ω/1.3A（串聯）或0～45Ω/2.6A（並聯）瓷盤可調電阻，為相應的實驗提供一個可調的阻性負載。

  14、DK12變壓器實驗

    提供三相芯式變壓器一個（該變壓器有2套副邊繞組，原、副邊繞組的電壓為127V/63.6V/31.8V），用於異步電機串級調速實驗和三相橋式、單相橋式有源逆變電路實驗；還設有三相不控整流電路和逆變變壓器各一組。

  15、DK13功率器件驅動電路實驗箱

    主要是為完成新器件特性實驗提供驅動和保護電路，使學生了解電力電子新器件的驅動特性。主要包括電源、驅動電路、PWM波形發生器。

  （1）電源：為驅動電路提供電源，包括±5V、+20V、±15V直流電源。

  （2）驅動電路：包括MOSFET、IGBT、GTR和GTO的驅動電路。其中IGBT的驅動電路采用了專用芯片EXB841。

  （3）PWM波形發生器：由SG3525為核心的PWM波形發生器主要為新器件驅動電路提供PWM驅動波形；可以通過頻率調節旋鈕進行頻率調節；通過占空比電位器來調節PWM波的占空比；頻率範圍分為2擋，通過鈕子開關切換，高頻檔是為MOSFET和IGBT驅動電路提供PWM波形，頻率調節範圍4KHz～10KHz；低頻檔是為GTR和GTO驅動電路提供PWM波形，頻率調節範圍400Hz～1KHz；占空比均能從0%調至100%。

  16、DK14單相交直交變頻原理

    根據普通高等教育“九五”重點教材，王兆安、黃俊主編的《電力電子技術》(第四版)的相關內容進行開發，用於展示交直交變頻原理，主要讓學生了解SPWM正弦波脈寬調製信號的形成方法，了解IGBT管專用集成驅動芯片的特點及其使用。能完成如下實驗項目：1、SPWM波形成的過程；2、交直交變頻電路在不同負載（電阻，電感和電機）時的工作情況和波形，並研究工作頻率對電路工作波形的影響；3、IGBT管專用集成驅動芯片的工作特性。

  17、DK15自控原理實驗

    提供穩壓電源、交/直流數字電壓表、低頻函數信號發生器、六位數顯頻率計、階躍信號發生器及典型的控製環節（比例環節、慣性環節、積分環節、超前滯後校正環節，還可以組成微分、延遲等各種電路）等。

  18、DK16自控原理實驗

    提供穩壓電源、階躍信號發生器、典型的控製環節（比例環節、慣性環節、積分環節、超前滯後校正環節，還可以組成微分、延遲等各種電路）及自由布線區（以便自由組合實驗線路進行實驗）

  19、DK17雙閉環H橋DC/DC變換直流調速係統

    通過對四個橋臂上IGBT管的觸發控製，來實現對可逆直流他勵電機進行調速的目的，主要由三大部分組成，即主回路部分、控製電路部分和調節部分。主回路由直流電源、四種IGBT管組成；控製回路部分由專用芯片產生PWM脈衝波，PWM波脈衝發生器產生的四路控製脈衝，分別驅動四個橋臂的IGBT管；調節部分由兩個PI調節器組成，並通過速度環、電流環構成的反饋回路使電機的轉速穩定運行在給定的轉速下。本實驗箱可完成的實驗項目有：（1）、全橋DC/DC變換電路實驗（2）、雙閉環可逆直流脈寬調速實驗。

  20、DK18電機調速控製實驗（Ⅱ）

    提供以下模塊：觸發選擇器（TS）、絕對值放大器（GAB）、電流符號選擇器（CSS）、電壓調節器（AVR）、零速封鎖器（DZS）及電壓隔離器（TVD）。與“DK06”配合使用完成“三閉環錯位選觸無環流可逆直流調速係統實驗”。

  21、DK19半橋型開關穩壓電源

    提供了半橋型開關穩壓電源的主電路和控製電路，主電路中的電力電子器件為電力MOSFET管；控製電路采用專用PWM控製集成電路SG3525，采用恒頻脈寬調製控製方案。可完成“開關電路在開環與閉環下負載特性的測試”以及“電源電壓波動對輸出的影響”等實驗內容。

  22、DK20直流斬波實驗

    根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的直流斬波內容而設計的；提供組成直流斬波電路所需的元器件和采用專用的PWM控製集成電路SG3525。可完成教材中降壓斬波電路（Buck Chopper）、升壓斬波電路（Boost Chopper）、升降壓斬波電路（Boost -Buck Chopper）、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路六種典型實驗。

  23、DK21斬控式交流調壓電路

    根據西安交大王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術》(第四版)中相關的內容而設計的，采用全控型器件IGBT管實現“斬控式交流調壓實驗”。

  24、DK22單相調壓/調功電路

    根據西安交通大學王兆安教授和黃俊教授主編的相關內容而設計的，實現

單相交流調壓和交流調功的實驗內容。采用的電力電子器件為雙向晶閘管，在交流調壓實驗中采用由雙向觸發二極管構成觸發控製電路；在交流調功實驗中采用由555時基電路組成觸發控製電路。

  25、DK23單端反激式隔離開關電源

    輸入交流電壓範圍為50V～200V，輸出為三組直流電源，分別為+5V、5A；+12V、1A；-12V、1A，在輸入交流電壓和直流輸出負載變化時輸出電壓的變化率小於0.3%。

  26、DK24　PS-ZVS-PWM軟開關技術

主要包括H橋電路、控製電路和穩壓反饋電路。用於展現移相零電壓開關的電路結構和工作原理。H橋電路有四隻MOSFET管組成，控製電路采用全橋軟開關電源移相PWM控製芯片UCC3895和驅動芯片HIP4081，穩壓反饋電路由TL431等元件組成。

  27、DK25整流電路有源功率因數校正

主要有整流電路、升壓變換器、控製電路三部分組成。控製電路采用功率因數控製芯片UCC3817N和外圍元器件組成,最大輸出功率為100W（200V±5%，0.5A），工作頻率為100KHz。采用模塊化設計，通過適當的連線可以完成下列實驗項目：

    (1) 無濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試

    (2) 有濾波電容的整流電路帶純阻性負載的測試

    (3) 整流電路有源功率因數校正的測試

    (4) 控製電路的波形測試，功率柵極控製信號觀察

    (5) 整流電路有源功率因數校正電路的性能測試

  28、DK26單端電流反饋他激式隔離開關電源

    采用專用集成電路UC3844作PWM控製器，可直接驅動MOSFET功率場效應管。通過與直流可調電源、負載的配合可展示電路原理，各點波形測試，輸入電壓和負載改變時的波形變化和性能測試等項目。

  29、DK27升、降壓與複合斬波電路

    通過PWM控製器與兩個IGBT三極管，兩個二極管的簡單聯結，配以發電機、電動機的組合負荷，用雙蹤示波器能展示降壓電路的第一象限電壓-電流圖，升壓電路的第二象限電壓-電流圖，複合電路的第一、第二象限電壓－電流圖。同時能展示以上三種狀態下的續流、臨界斷流、斷流時的電壓、電流波形(改變輸入電壓、改變PWM脈寬、改變負荷電機力矩)。並可簡單的聯結成升、降壓與複合電路，由於結構上的特點，實驗還可演示斬波電路電機負荷能耗製動、回饋製動等的實驗效果。

  30、DK28三相異步電機變頻調速控製

    針對目前工業用變頻器隻能對輸入信號及輸出的結果進行觀測，無法得知其內部的詳細工作過程的缺點，開發本實驗裝置，著重從“變頻原理”出發，通過實驗讓學生了解整個變頻的過程。

    提供三相正弦波脈寬調製（SPWM）、馬鞍波（PWM）、三相空間電壓矢量脈寬調製（SVPWM）三種變頻實驗方式，麵板上設有相應的測試點，可方便地用示波器進行觀測。此外，麵板上設計有計算機接口，可與計算機聯機進行實驗，還留有可編程控製器（PLC）接口。

  31、DK29單相智能功率、功率因數表

    由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計爾成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控製模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量範圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），並可存儲測量數據，供隨時查閱。

  32、DQ07-1直流發電機(220W)

  33、DQ09直流並勵電動機 

  34、DQ11三相線繞式異步電動機

  35、DK30線繞式異步電機轉子專用箱

  36、DQ17單相電阻啟動異步電動機

  37、DQ20三相鼠籠異步電動機

  38、實驗連接線：根據不同實驗項目的特點，配備兩種不同的實驗聯接線，強電部分采用高可靠護套結構手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），裏麵采用無氧銅抽絲而成頭發絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優點，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結構聯接線，兩種導線都隻能配合相應內孔的插座，這樣大大提高了實驗的安全及合理性。

 

 

六、本裝置能開設的實驗項目（所列器材全部配置時）

（一）電力電子技術實驗項目

1．單結晶體管觸發電路

2．正弦波同步移相觸發電路實驗

3．鋸齒波同步移相觸發電路實驗

4．單相半波可控整流電路實驗

5．單相橋式半控整流電路實驗

6．單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

7．三相半波可控整流電路實驗

8．三相橋式半控整流電路實驗

9．三相半波有源逆變電路實驗

10．三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗

11．單相並聯逆變電路實驗

12．單相交流調壓電路實驗

13．單相交流調功電路實驗

14．三相交流調壓電路實驗

15．直流斬波電路原理實驗

16．單向晶閘管（SCR）特性實驗

17．可關斷晶閘管（GTO）特性實驗

18．功率場效應管（MOSFET）特性實驗

19．電力晶體管（GTR）特性實驗

20．絕緣雙極型晶體管（IGBT）特性實驗

21．可關斷晶閘管（GTO）驅動與保護電路實驗

22．功率場效應管（MOSFET）驅動與保護電路實驗

23．電力晶體管（GTR）驅動與保護電路實驗

24．絕緣雙極型晶體管（IGBT）驅動與保護電路實驗

電力係統監控實驗平台

係統的基本要求：

1.1監控係統構成：各發電廠、母線及線路電量由各發電廠控製器及三相電量智能監測儀采集並傳送至管理服務器（或稱主站），實現遙測功能；各開關和短路器狀態通過PLC采集後，傳送至管理服務器（或稱主站），實現遙信功能；PLC接受並執行管理服務器（或稱主站）發送的命令，完成對斷路器的分合閘操作，實現遙控功能；各發電機場控製器（微機調速器和微機勵磁器）接受並執行管理服務器（或稱主站）發送的調度命令，調節發電機的有功和無功，實現遙調功能。

1.2係統提供的監控軟件以力控網絡版組態軟件為開發平台，用戶可進行二次開發。

1.3學生可共享監控權，客戶機10台（學校自配），具體要求如下：

1.3.1同步顯示各發電廠的運行狀態

1.3.2同步顯示各開關站的電量參數

1.3.3多機監視各斷路器的位置，保護動作出口狀態

1.3.4存儲和打印電力網絡的電量參數

1.3.5同步監視電力網絡的潮流分布

1.3.6進行複雜電力係統的潮流計算

1.3.7保存曆史數據，繪製曆史曲線

1.3.8具有“四遙”功能

*2.係統的主要組成：

2.1電力係統監控實驗平台包括：電力網絡單元、PLC控製器、電量檢測儀、分合閘開關、工控機。監控實驗平台與電力係統綜合自動化實驗平台組成“4+1”網絡係統。

2.1.1電力網絡單元：采用8段母線，兩個電壓等級。

2.1.2 PLC控製器：采用西門子的S7200,采集各斷路器，開關站的狀態。

2.1.3 電量檢測儀：采集各路母線上的電壓，電流，有功功率和無功功率，電壓，電流測量精度為0.2級，有功和無功為0.5級。

2.1.4 工控機：采用研華的工控機控製。具體如下：

2.1.4.1機箱：PC-610（研華）

2.1.4.2主板：C-6006W(研華)

2.1.4.3 CPU：P2.4B(盒)

2.1.4.4內存：DDR400 256M(金士頓)

2.1.4.5硬盤：希捷80G（盒）

2.1.4.6光驅：16DVD（三星）

2.1.4.7網卡：D_LINK 8139

2.1.4.8鼠標，鍵盤

2.1.5控製器需采用液晶中文菜單顯示，外型美觀，操作方便。

2.1.6人性化界麵：待整定參數的範圍在界麵內都有標注，方便用戶設置。

電力係統綜合自動化實驗平台

一、係統的整體技術要求：

係統分別由二台實際運行的發電機組模擬，配套的二套電力係統綜合自動化實驗平台中的控製部分可分別對發電機組實現就地控製，各發電機組的主回路分別接至係統模擬電網，並與無窮大係統聯接。電網上聯接有可調負荷，負荷類別有：“純電阻性負荷”，“感性負荷”和“純電感性負荷”。根據發電機廠的個數和輸電線路的不同，用戶可靈活調整電力網結構。

*二、主要組成：

  係統包括：發電機組、實驗操作台、實驗控製屏、無窮大係統、三相可調負載箱。係統仿工業化現場設計，一次線路與自動控製部分分開設計。

1.發電機組：

   由三相同步發電機、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。具體參數如下：

   1.1三相同步發電機：SN=2.5KVA,VS=400V，nv=1500rpm

   1.2直流電動機：PN=3KW,VN=440V,IN=8.6A,NN=1500rpm

   1.3測速裝置采用圖爾克1024光電編碼器。

   1.4功角指示器采用特製頻閃燈、標刻度圓盤和指針構成。

   2.實驗操作台：

   實驗操作台由輸電線路單元、測量儀表單元、微機線路保護測控裝置和合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置等構成。

   2.1輸電線路單元：采用雙回輸電線路，每條輸電線路分兩段，並設置有中間開關站，可構成四種不同聯絡阻抗。

   2.2測量儀表單元：電壓表3隻，電流表3隻，三相有功功率表1隻，三相無功功率表1隻，功率因數表1隻和同期表1隻。

   2.3微機線路保護測控裝置（工業級，液晶顯示，中文菜單操作）：適用於110KV及以下係統饋電線路的保護、測量及控製。具體要求如下：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；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；獨立的加速保護：相電流加速，零序電流加速；低頻減載：滑差閉鎖，低電壓閉鎖；低壓減載：過負載保護：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線路側電壓，勿需整定電壓相別：接地選線：接地告警3U0/310，集中/分散選線；采集和顯示電流、電壓、有功、無功、功率因數、頻率：4路脈衝量：1路直流量：16路遙信量：遙控分合、閉鎖及1遠方定值修改；保護投入/退出，遠方定值區切換。

   2.4合閘時間設置、短路故障類型設置及短路時間設置，可設置並網斷路器合閘時間、三相輸電線路短路類型和短路時間，還可觀測暫態電流、電壓波形。

   3.實驗控製屏：

   實驗控製屏由儀表單元、微機調速器裝置、微機準同期裝置、微機勵磁裝置、常規勵磁裝置、數字存儲示波器組成。

   3.1儀表單元：直流電壓表、直流電流表各2隻，分別隻是原動機電鈕電壓和電流、發動機勵磁電壓和電流，交流電壓表1隻，指示控製櫃工作電源電壓。

   3.2微機調速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調節、手動數字調節、微機自動調節、過速保護功能；具有測量、顯示機器轉速、電網頻率功能；

   3.3微機勵磁調節器裝置（工業級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：勵磁方式分為自並勵、它勵兩種；具有恒UF、恒IL、恒a、恒Q四種自動調節功能；具有定子過電壓保護、過勵限製、瞬時過電流限製。欠勵限製和伏赫限製功能；液晶顯示，中文菜單操作；在線修改控製參數和存儲功能。

   3.4微機準同期裝置（工業級、液晶顯示、中文菜單操作）具有如下功能：全自動準同期和半自動準同期方式可選，全自動方式下具有自動調頻調壓功能，半自動閉鎖自動調頻調壓功能；實時顯示發電機和係統的壓差和頻差；液晶顯示，中文菜單操作；在線整定和修改頻差、壓差允許值和導前時間；具有波形觀測孔，可觀察合閘脈衝相對於三角波的位置、發電機電壓波形、係統電壓波形和矩形波波形等。

   3.5常規勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節，具有恒UP功能，恒壓精度為0.5%Ued，麵板上設置有觀測波形的測試孔；具有最小、最大勵磁電流值的限製；能適應多種反饋及保護信號的輸入。

   3.6數字存儲示波器：帶寬25MHz。

   4.無窮大係統：采用自耦調壓器模擬無窮大係統，具體參數：副邊0-430V可調。

   5.三相可調負載箱

   5.1采用櫃式結構，配有腳輪可移動。包括阻性負載和感性負載。

   5.2阻性負載包括一組3×1600Ω/0.2A（0.1KW）板式電阻，兩組3×800Ω/0.4A（0.2KW）板式電阻，一組3×320Ω/1A（0.5KW）板式電阻和兩組3×160Ω/2A 1KW板式電阻，通過開關切可調節阻性負載的大小。

   5.3感性負載由三個200mll的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過開關投切可感性負載的大小。

電器控製及繼電保護試驗平台

一、技術參數

1.輸入電源：三相四線（或三相五線），380V±10%,50Hz

2.工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）；

3.海拔＜4000m

4.容量：＜9KVA

*二、設備基本配置

1、實驗台須配有電流繼電器、電壓繼電器、電磁型時間繼電器、電磁型中間繼電器、信號繼電器、反時限繼電器、負序電壓繼電器、方向阻抗繼電器、功率方向繼電器、智能式多功能表、微機保護裝置及自動重合閘等裝置；

2、智能化多功能表，可以用來測量外接電源、電壓之間的相位，測量動作時間和外接電壓的頻率，主要技術參數：

（1）工作電壓：AC 220V

（2）測量電壓範圍：2.4V~100V

（3）測量電流範圍：0.02A~5A

（4）測量精度：時間1ms；相位：1”，頻率：0.1HZ；

（5）頻率測量範圍：20HZ~1000HZ。

3、5KVA的雙繞組變壓器U1N/U2N=220/127；

4、采用數字移相器、15KVA自耦調壓器；

數字移相器采用Microchip公司的高性能16位數字控製器dsPIC進行設計，移相調節精度高、移相範圍大、輸出移相角度顯示直觀、調節操作方便，具有體積小、重量輕等優點，主要技術指標：

（1）輸入電壓：三相0~150V/50Hz

（2）輸出電壓：三相075V/50Hz

（3）最大輸出電流：1A

（4）移相範圍：±180°，調節步長1°

5、微機保護裝置（包含電流電壓、阻抗保護和變壓器差動保護），當配置上位機時可實現多台聯網通訊實驗；

6、試驗台上既有線路模型又要有變壓器模型，可以進行常規和微機的電流電壓保護、距離保護和變壓器保護試驗，學生還可以自行設計保護接線；

7、微機保護裝置提供編程軟件及源代碼；

8、微機保護裝置留有通訊接口，可以跟上位機進行通訊。

9、該試驗設備跟微機集中控製試驗台相配套（自主研發），可以構成一個多台微機保護設備集中控製係統，進行聯網通訊，上位機可遠程操作現地單元設備，具有電氣控製的一些功能。

*三、能完成如下實驗內容

  主要用途為電氣工程及其自動化專業課程實驗、課程設計、畢業設計、生產實習及某些研究課題提供實驗條件。可以滿足《繼電保護》、《電氣工程》、《自動裝置》、《工廠供配電》、《電力工程》等多門專業課程的實驗教學的需要。

1、繼電器特性實驗

（1）電磁型電流繼電器實驗：動作電流和返回電流的測試，動作時間的測試。

（2）電磁型電壓繼電器實驗：動作電壓和返回電壓的測試；動作時間的測試。

（3）時間繼電器特性實驗：動作時間測試

（4）信號繼電器實驗

（5）負序電壓繼電器實驗

（6）中間繼電器實驗：動作時間的

（7）整流型方向阻抗繼電器特性實驗

（8）功率方向繼電器

（9）差動繼電器

2、繼電保護實驗及綜合實驗：

（1）6-10KV線路過電流保護實驗；

（2）低電壓起動過電流保護及過負荷保護實驗；

（3）複合電壓起動過電流保護實驗；

（4）電壓閉鎖電流速斷保護實驗；

（5）電流閉鎖電壓速斷保護實驗；

（6）單側電源輻射式輸電線路三段式電流保護實驗。

3、電氣二次控製回路實驗

（1）具有燈光和音響監視的斷路器控製回路實驗；

（2）閃光繼電器構成的閃光裝置實驗；

（3）裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控製回路實驗；

（4）重複動手手動複歸中央音響信號裝置實驗；

（5）重複動作自動複歸中央音響信號裝置實驗；

（6）方向距離保護及二次控製回路實驗；

4、自動裝置實驗

（1）自動重合閘前加速保護實驗；

（2）自動重合閘後加速保護實驗；

5、微機線路保護實驗、綜合實驗

（1）具有常規線路保護和微機保護兩種功能；

（2）模擬係統短路運行方式實驗；

（3）模擬係統短路保護動作情況實驗；

（4）保護裝置的動作電流檢驗及整定繼電器動作電流實驗；

（5）保護裝置的動作電壓檢驗及整定繼電器動作電壓實驗；

（6）保護裝置的動作時間檢驗及整定繼電器動作時間實驗；

（7）電磁式電流保護配合動作實驗；

（8）電流速斷保護靈敏度檢查實驗；

（9）低電壓閉鎖速斷保護靈敏度檢查實驗；

（10）微機線路保護的多項實驗；

（11）最大、正常、最小運行方式對保護靈敏度影響實驗；

（12）模擬係統最大、最小、正常運行方式實驗‘

（13）帶時限電流速斷保護；

（14）過流保護；

（15）過負荷保護；

（16）低電壓閉鎖速斷保護靈敏度檢查實驗；

（17）常規電磁式保護與微機保護動作比較實驗；

（18）配有上層監控係統時，可以實現，遠方送整定值，遠方操作開關跳、合閘實驗；

（19）過流保護與三相自動重合閘裝置綜合實驗；

（20）低電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（21）複合電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（22）電壓閉鎖電流速斷保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（23）過電壓保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（24）三段式電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（25）過電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（26）低電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（27）複合電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（28）電流閉鎖電壓速斷保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗

（29）過電壓保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗與考核；

（30）三段式電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗與考核。

6、繼電保護與自動裝置綜合實驗

（1）啟動過電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（2）過電流保護與三相自動重合閘裝置綜合實驗；

（3）複合電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（4）電流閉鎖電壓速斷保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（5）電壓保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（6）三段式電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（7）三段式電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（8）低電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（後加速）綜合實驗；

（9）過流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；、

（10）電流閉鎖電壓速斷保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（11）過電壓保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

（12）複合電壓啟動過電流保護與自動重合閘裝置（前加速）綜合實驗；

7、微機/常規變壓器保護實驗

（1）學習變壓器保護中CT的接線方式；

（2）模擬變壓器正常運行方式實驗；

（3）模擬變壓器短路實驗；

（4）微機保護的動作參數整定實驗；

（5）變壓器差動保護中電流互感器接線正確性實驗；

（6）模擬變壓器內部故障實驗；

（7）模擬變壓器外部故障實驗；

（8）模擬變壓器差動保護實驗；

（9）改變製動特性據點，對差動保護動作影響實驗。

8、微機阻抗保護實驗

（1）整定阻抗保護動作值實驗；

（2）運行方式變化對阻抗保護影響的實驗；

（3）三段式保護動作配合實驗；

（4）重合閘實驗。

9、多台裝置聯網及通訊實驗

有多台微機線路保護設備，並配有上層監控係統及上位機時，還可以實現：

（1）遠方送整定值，遠方操作開關跳、合閘實驗；

（2）上位機動態顯示主結線、潮流，並打印有關定值潮流等。

10、讓師生參與自主編程

（1）可以用用戶自己編寫的子程序代替原程序中的相關子程序；（初用戶）

（2）可在原程序中加入用戶自己編寫的子程序；（中用戶）

（3）可完全使用用戶編寫的子程序代替原程序。（高用戶）

提供跟設備要求相配套的實驗指導書。

 

 

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