WDJS-000电力系统微机继电保护及综合自动化教学实验设备.ppt

目录 一、概述 二、意义 三、发电系统模型（原动机及发电机） 四、变压器模型 五、输电线路模型 六、面板及效果图 一、概述  结合教学实际需求，建立发电、变电及输电线路各部分系统模型，模拟整个电力系统的动态运行（采用模拟的一次设备再现电力系统实际运行的多种工况，二次部分融合微机继电保护、自动化装置及监控系统），从而研制出一套既不偏离实际，又方便教学的电力系统微机继电保护及综合自动化教学实验设备。本项目由发电机（包括直流电动机、同步交流发电机及励磁系统）屏台、主变压器屏台及输电线路屏台组成，可灵活组合，既能构成双侧电源供电的大电力系统，也可构成双侧电源供电的区域型电网。 二、意义 该项目满足了高校电力系统及其综合自动化、继电保护等相关电力、电气专业实验室需求，为学生更好的学习电力系统、微机继电保护及综合自动化知识奠定了基础，使学生在课程学习过程中，直接接触目前电力系统运行实物，在以后相应的工作岗位上可以直接上手操作；还可以把整个系统作为课程设计或毕业设计，使学生对电力系统综合自动化的认识和理解得到更进一步提高，从而全面提高学生素质，拓宽就业范围，培养电力系统应用技术人才。 三、发电机模型 电力系统稳定器（PSS）、PID调节及励磁系统稳定器等功能，但可以通过手动调整模拟励磁控制系统的过励、欠励、强励等环节，在负荷变动情况下可以通过手动调压演示调整励磁稳定发电机出口端电压的过程，这些演示通过在发电机定子绕组出线端配置的电压、有功功率、无功功率等表计进行显示，为了减小整流桥提供的脉动励磁电流的脉动程度，可在励磁回路中串联一铁心电抗器加以限制。在同步发电机的励磁回路中通过接触器触点开关串接一氧化锌压敏电阻，用于同步发电机灭磁实验演示，由于采用手动调压励磁，不需要再配置专用的启励电路。同步发电机励磁系统的模拟电路如图示： 图中，灭磁开关的控制采用220V交流接触器实现，灭磁电阻的投切采用接触器的辅助触点实现，主触点用于开、断主励磁回路。灭磁回路的控制电路如图： 2、发电机调速系统 调速方式采用市电（三相380V，交流）经三相可控硅全控桥整流，再通过平波电抗器平波，通过改变其电枢电压的方式来改变发电机出力进行调速的。采用三相电源及平波电抗器的作用在于减小直流脉动分量，从而减小直流电动机的震动、噪音、损耗，同时改变直流电动机的换向性能。直流电动机的电枢直流电压的改变是通过一个手动控制模块，通过改变晶闸管的触发角来调节其输出电压的，通过操作平台上的发电机的转速仪表可以显示速度调整情况。同步发电机励磁电压采用恒定直流励磁方式，由市电经过调压器后再经二极管整流桥整流后由平波电抗器平波而得到，同步发电机调速系统的模拟电路如图示： 3、发电机准同期系统 同步发电机同期系统的模拟采用手动准同期与自动准同期两种方式，自动准同期装置采用微机自动准同期控制器实现，手动准同期通过手动调节励磁改变发电机输出电压，手动调节加在原动机（直流电动机）电枢上的脉动直流电压调节电动机转速从而调节发电机输出电压频率，通过监测控制屏上的发电机输出电压表与电网电压表之间的电压差值，监测控制屏上的发电机输出电压信号频率（通过装在连轴器上的测速装置及转速表检测）与电网电压频率之差值，当两个差值很小时，选择在系统电压与发电机输出电压的相位角接近相等时刻（通过装设在控制屏上的同期表来判断），通过手动控制开关进行并列，手动准同期与自动准同期两种同期方式之间设置有同期方式切换开关。 自动准同期装置的微机自动准同期控制器具有对两侧电压的频差、电压差进行自动检测控制的功能，但由于本模拟实验系统中的同步发电机的励磁与调速装置采用手动进行调节，因此这两项自动调节功能失去作用，微机自动准同期控制器只有合闸控制功能，相当于半自动准同期并列装置。微机自动准同期控制器可采用恒定越前相角准同期并列和恒定越前时间准同期并列两种并联方式中的一种，控制器显示面板上能够显示同步发电机的输出电压及频率，同时具有同期参数选择及设置功能，能够进行一些主要参数的测定（如断路器开关时间、合闸误差角等）。自动准同期控制器面板上也设有手动合闸同期按钮开关，以备控制器故障时进行手动同期合闸，控制器具有通信接口，用于远方通信。 同步发电机的并列操作是在原动机启动操作，发电机励磁启动操作，无穷大电源投入操作以及输电线路开关投入操作等完成之后进行的，手动并列时也可以通过控制面板上的同期表来进行，根据同期表中反映两侧电压差的电压表的正负偏转以及反映两侧频率差的频率表的正负偏转通过手动调整发电机的励磁与转速，在观察到两侧相位角差接近于零的时提前一个时间间隔进