一、概述
電力電子技術實訓臺裝置是依據(jù)我國高等院校新統(tǒng)編教材《電力電子技術》、《半導體變流技術》、《電機控制》、《直流調速系統(tǒng)》、《交流調速系統(tǒng)》等教材實驗大綱的要求，吸收國內、外同類產品的優(yōu)點，充分考慮了實驗室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制成。
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二、產品特點
1、裝置采用組件式（掛箱式）結構，可根據(jù)不同實驗內容進行組合，故結構緊湊，使用方便靈活，功能齊全,綜合性能好。
2、組件式結構，可根據(jù)實驗要求隨時更換部件，實驗操作方便；
具有多種保護功能：不易因操作而損壞，適用學生操作的特殊要求。
3、裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確、直觀。電路連線采用插接方式，迅速簡便。電機采用導軌式安裝、更換機組簡捷、方便。
4、實驗線路選擇典型，完全配合教學內容，滿足教學大綱要求。交、直流調速系統(tǒng)均能實現(xiàn)正、反轉切換，以便正確研究系統(tǒng)動態(tài)過程。
5、控制電路全部采用模擬和數(shù)字集成芯片，可靠性高。裝置具有較完善的保護功能 和抗干擾能力，提高了設備的運行可靠性。
6、全套實驗裝置兼顧了傳統(tǒng)的晶閘管調速實驗和自關斷電力電子器件的交流、直流調速實驗。實驗內容既全面而先進。
三、技術參數(shù)
1、輸入電源：三相四線 380V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：環(huán)境溫度： -5～40℃
相對濕度： ＜75%（25℃）
3、裝機容量：＜1.5KVA
4、電機容量：＜200W
5、外形尺寸： 164×75×166cm
加示波器擱板尺寸：204×75×166cm
四、安全保護體系
1、三相四線制（或三相五線制）電源輸入，總電源由三相鑰匙開關控制，控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制，設有三相電壓表指示。
2、電源箱裝有電流型漏電保護器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流值超過一定值，即切斷電源，還裝有電壓型漏電保護器，對電源箱及屏內強電輸出及實驗過程中的接線等若有漏電現(xiàn)象，即報警并使電源箱及屏內的接觸器跳閘，切斷電源確保人身安全。
3、三相隔離變壓器一只，使實驗用電和電網(wǎng)完全隔離，確保人身安全。
4、三相調壓器副邊設有一套過流保護裝置。調壓器輸出短路或所帶負載太大，電流超過設定值，系統(tǒng)即告警并切斷總電源。
5、設有定時器兼報警記錄儀（服務管理器），對違章使用的次數(shù)進行記錄，為學生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一標準。
6、實驗連接線采用高可靠封閉式手槍插形式，線芯采用無氧銅抽絲成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，護套采用粗線徑、防硬化化學制品制成，插頭采用實心銅制件。
7、各種電源及儀器儀表均有可靠的保護功能。
五、基本說明
1、電源箱及屏
電源箱及屏為鋁合金結構，設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置。為實驗提供單、三相交流電源、高壓直流電源、交直流電壓電流表等。其技術要求如下：
1）單、三相可調交流電源：三相0～450V及單相0～250V連續(xù)可調交流電源，配備一臺三相自耦調壓器（容量為1.5KVA）,配有三相指針式交流電壓表,通過切換開關可分別指示出三相電網(wǎng)電壓和三相調壓輸出電壓.
2）直流勵磁電源：220V/0.5A輸出，短路保護。
3）指針式轉速表：測量范圍±2000轉/分。
4）串聯(lián)電感及電阻 ：三組供串聯(lián)電感式變頻調速系統(tǒng)實驗使用的電感及電阻。
5）日光燈：配有照明和實驗兩用的日光燈一盞，切換開關撥向左側時，日光燈點亮，供照明用；切換開關撥向右側時，供實驗用，引出四個接頭。
6）撥動開關：方便實驗時的線路切換。
2、實驗桌
采用鋁合金結構（也可選擇用全鋼結構），結構牢固，外形美觀大方，設有兩個抽屜，右側還設有放置示波器的擱板。
系統(tǒng)的基本要求：
1.1監(jiān)控系統(tǒng)構成：各發(fā)電廠、母線及線路電量由各發(fā)電廠控制器及三相電量智能監(jiān)測儀采集并傳送至管理服務器（或稱主站），實現(xiàn)遙測功能；各開關和短路器狀態(tài)通過PLC采集后，傳送至管理服務器（或稱主站），實現(xiàn)遙信功能；PLC接受并執(zhí)行管理服務器（或稱主站）發(fā)送的命令，完成對斷路器的分合閘操作，實現(xiàn)遙控功能；各發(fā)電機場控制器（微機調速器和微機勵磁器）接受并執(zhí)行管理服務器（或稱主站）發(fā)送的調度命令，調節(jié)發(fā)電機的有功和無功，實現(xiàn)遙調功能。
1.2系統(tǒng)提供的監(jiān)控軟件以力控網(wǎng)絡版組態(tài)軟件為開發(fā)平臺，用戶可進行二次開發(fā)。
1.3學生可共享監(jiān)控權，客戶機10臺（學校自配），具體要求如下：
1.3.1同步顯示各發(fā)電廠的運行狀態(tài)
1.3.2同步顯示各開關站的電量參數(shù)
1.3.3多機監(jiān)視各斷路器的位置，保護動作出口狀態(tài)
1.3.4存儲和打印電力網(wǎng)絡的電量參數(shù)
1.3.5同步監(jiān)視電力網(wǎng)絡的潮流分布
1.3.6進行復雜電力系統(tǒng)的潮流計算
1.3.7保存歷史數(shù)據(jù)，繪制歷史曲線
1.3.8具有“四遙”功能
*2.系統(tǒng)的主要組成：
2.1電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺包括：電力網(wǎng)絡單元、PLC控制器、電量檢測儀、分合閘開關、工控機。監(jiān)控實驗平臺與電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺組成“4+1”網(wǎng)絡系統(tǒng)。
2.1.1電力網(wǎng)絡單元：采用8段母線，兩個電壓等級。
2.1.2 PLC控制器：采用西門子的S7200,采集各斷路器，開關站的狀態(tài)。
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制。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(wǎng)卡：D_LINK 8139
2.1.4.8鼠標，鍵盤
2.1.5控制器需采用液晶中文菜單顯示，外型美觀，操作方便。
2.1.6人性化界面：待整定參數(shù)的范圍在界面內都有標注，方便用戶設置。
電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺
一、系統(tǒng)的整體技術要求：
系統(tǒng)分別由二臺實際運行的發(fā)電機組模擬，配套的二套電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺中的控制部分可分別對發(fā)電機組實現(xiàn)就地控制，各發(fā)電機組的主回路分別接至系統(tǒng)模擬電網(wǎng)，并與無窮大系統(tǒng)聯(lián)接。電網(wǎng)上聯(lián)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(jù)發(fā)電機廠的個數(shù)和輸電線路的不同，用戶可靈活調整電力網(wǎng)結構。
*二、主要組成：
系統(tǒng)包括：發(fā)電機組、實驗操作臺、實驗控制屏、無窮大系統(tǒng)、三相可調負載箱。系統(tǒng)仿工業(yè)化現(xiàn)場設計，一次線路與自動控制部分分開設計。
1.發(fā)電機組：
由三相同步發(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。具體參數(shù)如下：
1.1三相同步發(fā)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功角指示器采用特制頻閃燈、標刻度圓盤和指針構成。
2.實驗操作臺：
實驗操作臺由輸電線路單元、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，并設置有中間開關站，可構成四種不同聯(lián)絡阻抗。
2.2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。
2.3微機線路保護測控裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）：適用于110KV及以下系統(tǒng)饋電線路的保護、測量及控制。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(shù)、頻率：4路脈沖量：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(qū)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.實驗控制屏：
實驗控制屏由儀表單元、微機調速器裝置、微機準同期裝置、微機勵磁裝置、常規(guī)勵磁裝置、數(shù)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只，分別只是原動機電鈕電壓和電流、發(fā)動機勵磁電壓和電流，交流電壓表1只，指示控制柜工作電源電壓。
3.2微機調速器裝置具有如下功能：具有手動模擬調節(jié)、手動數(shù)字調節(jié)、微機自動調節(jié)、過速保護功能；具有測量、顯示機器轉速、電網(wǎng)頻率功能；
3.3微機勵磁調節(jié)器裝置（工業(yè)級，液晶顯示，中文菜單操作）具有如下功能：勵磁方式分為自并勵、它勵兩種；具有恒UF、恒IL、恒a、恒Q四種自動調節(jié)功能；具有定子過電壓保護、過勵限制、瞬時過電流限制。欠勵限制和伏赫限制功能；液晶顯示，中文菜單操作；在線修改控制參數(shù)和存儲功能。
3.4微機準同期裝置（工業(yè)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(fā)電機和系統(tǒng)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。
3.5常規(guī)勵磁裝置具有如下功能：采用PI調節(jié)，具有恒UP功能，恒壓精度為0.5%Ued，面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制；能適應多種反饋及保護信號的輸入。
3.6數(shù)字存儲示波器：帶寬25MHz。
4.無窮大系統(tǒng)：采用自耦調壓器模擬無窮大系統(tǒng)，具體參數(shù)：副邊0-430V可調。
5.三相可調負載箱
5.1采用柜式結構，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(jié)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。
電器控制及繼電保護試驗平臺
一、技術參數(shù)
1.輸入電源：三相四線（或三相五線），380V±10%,50Hz
2.工作環(huán)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、實驗臺須配有電流繼電器、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(shù)：
（1）工作電壓：AC 220V
（2）測量電壓范圍：2.4V~100V
（3）測量電流范圍：0.02A~5A
（4）測量精度：時間1ms；相位：1”，頻率：0.1HZ；
（5）頻率測量范圍：20HZ~1000HZ。
3、5KVA的雙繞組變壓器U1N/U2N=220/127；
4、采用數(shù)字移相器、15KVA自耦調壓器；
數(shù)字移相器采用Microchip公司的高性能16位數(shù)字控制器dsPIC進行設計，移相調節(jié)精度高、移相范圍大、輸出移相角度顯示直觀、調節(jié)操作方便，具有體積小、重量輕等優(yōu)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）移相范圍：±180°，調節(jié)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(xiàn)多臺聯(lián)網(wǎng)通訊實驗；
6、試驗臺上既有線路模型又要有變壓器模型，可以進行常規(guī)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制試驗臺相配套（自主研發(fā)），可以構成一個多臺微機保護設備集中控制系統(tǒng)，進行聯(lián)網(wǎng)通訊，上位機可遠程操作現(xiàn)地單元設備，具有電氣控制的一些功能。
*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(yè)課程實驗、課程設計、畢業(yè)設計、生產實習及某些研究課題提供實驗條件?？梢詽M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(yè)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）復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、電氣二次控制回路實驗
（1）具有燈光和音響監(jiān)視的斷路器控制回路實驗；
（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制回路實驗；
（4）重復動手手動復歸中央音響信號裝置實驗；
（5）重復動作自動復歸中央音響信號裝置實驗；
（6）方向距離保護及二次控制回路實驗；
4、自動裝置實驗
（1）自動重合閘前加速保護實驗；
（2）自動重合閘后加速保護實驗；
5、微機線路保護實驗、綜合實驗
（1）具有常規(guī)線路保護和微機保護兩種功能；
（2）模擬系統(tǒng)短路運行方式實驗；
（3）模擬系統(tǒng)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）模擬系統(tǒng)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；
