电力系统综合自动化技能实训考核平台简介
概 述
DB-DL05电力系统综合自动化技能实训考核平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由DB-DL05电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）DB-DL05电力系统综合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。
一、DB-DL05电力系统综合自动化实验台
实验台包括以下单元：
1．输电线路单元：采用双回路输电线路，每回输电线路分两段，并设置有中间开关站，可以构成四种不同的联络阻抗。输电线路的具体结构如下图所示：
图1-3单机－无穷大系统电力网络结构图
输电线路分“可控线路”和“不可控线路”，在线路XL4上可设置故障，该线路为“可控线路”，其他线路不能设置故障，为“不可控线路”。
⑴“不可控线路”的操作操作“不可控线路”上的断路器的“合闸”或“分闸”按钮，可投入或切除线路。按下“合闸”按钮，红色按钮指示灯亮，表示线路接通；按下“分闸”按钮，绿色按钮指示灯亮，表示线路断开。
⑵“可控线路”的操作
在“可控线路”上预设有短路点，并在该线路上装有“微机线路保护装置”，可实现过流保护，通过控制QF4和QF6来实现。QF4和QF6上的两组指示灯亮或灭分别代表QF4和QF6的A相、B相和C相的合或分状态。
为了实现非全相运行和分相切除故障，QF4和QF6的分、合控制与“不可控线路”上断路器操作不同，区别如下：正常工作时，按下QF4合闸按钮，三个单相指示灯亮，而QF4红色合闸按钮灯不亮，手动分闸或微机线路保护装置动作三相全跳时，绿色分闸指示灯亮，三个单相指示灯全灭；当保护装置跳闸时，指示灯灭。
⑶中间开关站的操作
中间开关站是为了提高暂态稳定性而设计的。不设中间开关站时，如果双回路中有一回路发生严重故障，则整条线路将被切除，线路的总阻抗将增大一倍，这对暂态稳定是很不利的。设置了中间开关站，即通过开关QF5的投入，在距离发电机侧线路全长的1/3处，将双回路并联起来，XL4上发生短路，保护将QF4和QF6切除，线路总阻抗也只增大2/3，与无中间开关站相比，这将提高暂态稳定性。中间开关站线路的操作同“不可控线路”。
⑷短路故障的设置实验台面板右下方有短路类型设置模块，由短路类型设置按钮，设置短路持续时间用的数显时间继电器（量程为0～99.99s）和短路投入按钮组成。可以设置单相对地、两相对地、相间短路和三相短路故障。以下举例说明其使用。A相接地短路故障：按下Sba和Sbo，设置A相接地短路故障；在时间继电器（“短路持续时间设定”）上设置实验所需的短路持续时间；然后按下S1（即合上短路投入接触器），使短路故障投入运行，同时短路持续时间继电器开始计时，如果微机线路保护装置没有投入工作或保护动作的延时时间比短路持续时间长，则短路运行经过设定的短路持续时间后，短路投入接触器断开，使短路故障退出运行。短路持续时间继电器下的清零按钮作用：短路持续时间继电器动作后，故障切除，如果此时按下此按钮，计时值清零，故障再次投入。S1弹起时，按下该按钮无效。
3．控制方式选择单元：包括发电机组的运行方式、同期方式和励磁方式的选择，可通过调节实验台面板上的凸轮开关旋钮来实现不同的控制方式。
4．监测仪表单元：采用模拟式仪表，测量信号为交流信号。包括3只交流电压表、3只交流电流表、2只频率表、1只三相有功功率表、1只三相无功功率表、1只功率因数表和1只同期表。同期表用于监测断路器QF0两侧的压差、频差和相差；除同期表外，其他仪表测量如下电量参数：发电机定子电压、电流和频率；输电线路发电机侧的有功功率、无功功率和功率因数；开关站电压；无穷大系统侧电压和频率。各测量仪表的量程和精度等级见表1-1。
注：各仪表请不要超量程使用，以免损坏设备。
5．指示单元：包括光字牌指示和并网指示。
⑴光字牌指示包括四种指示：原动机启动、跳闸信号、合闸信号和备用。具体功能如下：
①“原动机启动”：打开控制柜上的“原动机电源”，“原动机启动”光字牌被点亮；
②“跳闸信号”：微机线路保护装置发出断路器跳闸命令，断路器跳闸成功后，“跳闸信号”光字牌被点亮；
③“合闸信号”：微机线路保护装置发出重合闸命令，断路器合闸成功后，“合闸信号”光字牌被点亮；
④“备用”：升级使用。
⑵并网指示：当并网断路器QF0成功合闸后，发出声光指示。表1-1
|
序号 |
仪表名称 |
量程 |
精度 |
|
1 |
发电机电压表 |
0～450V（线电压）；0～300V（线电压） |
1.5 |
|
2 |
发电机频率表 |
45～55Hz |
2.5 |
|
3 |
开关站电压表 |
0～450V |
1.5 |
|
4 |
A相电流表 |
0～5A |
1.5 |
|
5 |
B相电流表 |
0～5A |
1.5 |
|
6 |
C相电流表 |
0～5A |
1.5 |
|
7 |
有功功率表 |
0～4kW |
2.5 |
|
8 |
无功功率 |
0～4kW 3.6kVar |
2.5 |
|
9 |
功率因数 |
超前0.5～滞后0.5 |
2.5 |
|
10 |
系统频率表 |
45～55Hz |
2.5 |
|
11 |
系统电压表 |
0～450V（线电压）；0～300V（线电压） |
1.5 |
|
12 |
同期表 |
频差：-3～+3Hz；压差：-10～+10V |
2.5 |
6．设置单元：包括合闸时间设置、短路故障类型设置及短路时间设置。
⑴合闸时间设置采用数显时间继电器延时来模拟断路器的合闸时间。延时时间范围：0～99.99s。配合微机准同期装置使用。
⑵短路时间设置采用数显时间继电器延时来模拟短路故障持续时间。延时时间范围：0～99.99s。
7．电源单元：
在实验台左侧有两个微型断路器：三相电源（额定电流16A）和单相电源(额定电流10A)。操作时，先合三相总电源，再合单相电源。
二、DB-DL05电力系统综合自动化控制柜
控制柜包括以下单元：
1．测量仪表单元：采用指针式测量仪表，包括2只直流电压表、2只直流电流表和1只交流电压表。可测量如下电量参数：原动机电枢电压，原动机电枢电流，发电机励磁电压，发电机励磁电流和单相电源电压（该电源为隔离电源）。各测量仪表的量程和精度等级见表1-2所示。
注：各仪表请不要超量程使用，以免损坏设备。
2．原动机控制单元：包括原动机电源，DBS-15型调速器和DBLWT-3型微机调速装置。具体功能如下：
⑴原动机电源：为DBS-15型调速器提供电源。
⑵DBS-15型调速器：为原动机提供电枢电压和励磁电压，具有过流保护功能
⑶DBLWT-3型微机调速装置：并网前，测量并调节原动机转速；并网后，调节原动机的有功功率输出，同时测量功角。
表1-2
|
序号 |
仪表名称 |
量程 |
精度 |
|
1 |
原动机电枢电压表 |
0～500V |
1.5 |
|
2 |
原动机电枢电流表 |
0～10A或0～15A |
1.5 |
|
3 |
发电机励磁电压表 |
0～150V |
1.5 |
|
4 |
发电机励磁电流表 |
0～5A |
1.5 |
|
5 |
单相电源电压表（交流） |
0～450V |
1.5 |
注：未标注的仪表，测量信号为直流信号。
3．发电机励磁单元：包括励磁电源、DBLCL-1型常规励磁装置、DBLWL-3型微机励磁装置和波形观测孔。具体功能如下：
⑴励磁电源：为DBLCL-1型常规励磁装置和DBLWL-3型微机励磁装置功率部分提供电源。
⑵DBLCL-1型常规励磁装置：采用PI调节；具有恒Ug（发电机电压），恒压精度为0.5%UgN（发电机额定电压）；具有最小、最大励磁电流值的限制。
⑶DBLWL-3型微机励磁装置：能够测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、励磁电压和励磁电流等电量参数；具有恒给定电压UR、恒励磁电流Ie、恒发电机电压Ug、恒无功Q四种自动调节功能；具有定子过电压保护、过励限制、欠励限制、伏赫限制和强励功能；采用液晶中文菜单操作；具有在线修改控制参数的功能。
4．准同期单元：包括DBLWZ-2型微机准同期装置。该装置能实时显示发电机和系统的压
差和频差；采用液晶中文菜单操作；具有在线整定和修改频差、压差允许值和导前时间等参数的功能；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．电源单元：具有三个微型断路器：
⑴总电源：三相电源（额定电流为40A），实验台的电源受其控制；
⑵三相电源（额定电流为16A）；
⑶单相电源（额定电流为10A）。操作顺序：首先控制柜上电，上电顺序：先总电源，之后三相电源，最后单相电源；其次实
验台上电，上电顺序：先三相电源，再单相电源。三、无穷大系统
所谓无穷大系统可以看作是内阻抗为零，频率、电压及其相位都恒定不变的一台同步发电机。在本实验系统中，由于15kVA自耦调压器的容量远大于单台发电机组的容量，故由15kVA自耦调压器模拟无穷大系统。
1．无穷大系统的投入操作：
⑴ 将自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。
⑵ 控制柜上电：先总电源，再三相电源，最后单相电源；其次实验台上电：先三相电源，再单相电源。
⑶按下QF7“合闸”按钮，顺时针旋至实验的要求值后，切换显示系统电压，如果三相对称，即完成无穷大电源的投入工作，否则，按下QF7分闸按钮，检查自耦调压器原边和副边电压是否正常。
2．无穷大系统的切除操作：
⑴检查系统与发电机组是否解列，未解列，禁止切除无穷大电源。
⑵按下QF7分闸按钮
⑶将自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。
四、发电机组和三相可调负载箱
1．发电机组简介
原动机Z4系列直流电动机：PN=3kW，UN=400V，nN=1500rpm
三相同步发电机：PN=2kW，cosΦ=0.8，UN=400V，nN=1500rpm
直流电动机和同步发电机经联轴器软联接后，固定在底盘上，机组的底盘装有四个轮子和四个螺旋式的支撑脚，构成可移动式机组，方便移动。同时，发电机组还装有光电编码器套件。
2．三相可调负载箱简介采用柜式结构，配有脚轮可移动。包括阻性负载和感性负载。
阻性负载包括一组3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式电阻，两组3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式电阻，一组3×320Ω/1A（0.5kW）板式电阻和两组3×160Ω/2A（1kW）板式电阻，通过开关投
切可调节阻性负载的大小。
感性负载由三个200mH的电感和自耦调压器构成感性负载，通过开关投切可调节感性负载的大小。
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