ZR-DLK01型 电力系统综合自动化实验平台

一、基础功能要求
1、ZR-DLK01型 电力系统综合自动化实训平台能完成高校、职业院校《电力系统自动装置》、《电力系统自动化》、《电力系统稳态解析》、《电力系统暂态解析》等电气工程及自动化专业的主要课程实训内容。
2、电力系统综合自动化实训平台由实训发电动机组、发电动机组控制储物柜、系统实训屏、无穷大系统、阻感性负载、监控调度系统等构成。
3、三相可调阻感性负载必须连续可调。
4、系统控制以PLC作为核心控制部位件，"调节速度系统"、"励磁系统"、"准同期控制系统"均应用单独硬件系统和控制程序。
★5、电力系统综合自动化实训平台设定有良好的开放性和可拓展型，发电动机和一次系统均设定有外部连接口，便利组建更加复杂的输电互联网，全部控制器均应用双通信口配备，可以应用PPI、ModBus等多种标准通信协议组建电力系统SCADA互联网。
★6、调度系统与电力系统综合自动化实训平台配套使用，能将6套发电动机组及其控制设备作为各个电源单元构成一个大的电力系统，方便实行课程理论计算和实训解析，完成系统"遥控"、"遥测"、"遥信"、"遥调"四遥功能。 二、实训内容要求
1、发电动机特性实训
1.1发电动机的空载特性实训；
1.2发电动机的短路特性实训；
1.3发电动机的负载特性实训；
2、准同期并列实训
2.1手动准同期并列实训；
2.2半自动准同期并列实训；
2.3全自动准同期并列实训；
2.4各种信号波动线查看；
3、同步发电励磁控制实训
3.1不一样α（控制角）的励磁电压（V）波动线查看实训；
3.2同步发电动机起励实训；
3.3控制方法及其相互变换实训；
3.4逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实训；
3.5伏赫限制实训；
3.6同步发电动机强励实训；
3.7欠励限制实训；
3.8调差特性实训；
3.9过励限制实训；
3.10 同步发电动机三次谐波励磁实训
4、单机—无穷大系统稳态运行方法实训
4.1单线路稳态对称运行实训；
4.2双线路与单线路的稳态对称运行对比试验；
4.3单线路稳态非全相运行试验。
5、单机带负荷实训
5.1单独系统的特性实训；
5.2投、切不一样负荷的实训；
5.3调节速度器调差特性实训；
5.4甩负荷实训；
6、电力系统功率（W）特性（功角）和功率（W）极限（静态平稳性）实训
6.1无调动励磁时，功率（W）特性和功率（W）极限的测量；
6.2手动调动励磁时，功率（W）特性和功率（W）极限测量；
6.3微机自并励时，功率（W）特性和功率（W）极限的测量；
6.4微机他励时，功率（W）特性和功率（W）极限的测量；
6.5单线路、双线路输送功率（W）与功角关系实训；
7、电力系统暂态平稳性实训
7.1短路类型对电力系统暂态平稳性的影响实训；
7.2故障切除时间对暂态平稳的影响实训；
7.3有无强励磁对暂态平稳性影响试验；
7.4线路重合闸及其对系统暂态平稳性影响的实训；
7.5同步发电动机异步运行和再同步实训；
8、发电动机组SCADA实训；
9、发电动机组自动发电控制（AGC）实训
三、系统配备及功能数值要求
1、基础功能数值
1.1写入电源:380V±10% 50Hz；
1.2容量（KV）：≤15kVA；
★1.3系统控制器：西门子S7-224XP(3台）+EM231（2台）；
★1.4驱动器类型：全数字直线DC调节速度器；
★1.5通讯连接口：RS_485,以太网口。
2、实训发电动机组
实训发电动机组由三相同步发电动机、直线DC电动机、速度传感器经弹性联轴器对轴联结后组装在金属底盘上，底盘装配万能转向轮和减震装置，便运用户位移。
★2.1直线DC电动机：应用国标Z4系列直线DC电动机，
（1）规格限定电枢电压（V）：DC440V；
（2）规格限定功率（W）：3kW；
（3）规格限定转动速度：1500r/min；
（4）散热方法：风机散热；
2.2 三相同步发电动机：应用定制三相交流AC同步发电动机，功能数值如下：
（1）规格限定电枢电压（V）：AC400V；
（2）规格限定功率（W）：2kW；
（3）规格限定功率（W）因素：0.8（滞后）；
（4）规格限定转动速度：1500r/min；
（5）励磁方法：自并励/他励/三次谐波励磁；
2.3机座构造
钢构造机座，强度能承受实训机组的稳态运行和暂态运行试验的震动不变形基础上多加50%的安全裕量；机座设计有减震装置、定位固定支撑柱、用来位移的高强度万能转向轮、定向轮、转动部分装配防护罩、不锈钢推杆。
2.4速度传感器
速度传感器应用1000线增量型光电编码器，精确度高、线性度好。
3、电力系统综合自动化实训台系统实训屏（尺寸：长1540mm×宽800mm×高1850mm）
3.1设定有中间开关站的双线路输电线路(xL1=xL2=15,20Ω，xL3=xL4=25,40Ω)模型；
3.2线路短路故障设定模型块：可以设定输电线路的一相接地短路、相间短路、相间接地短路、三相短路等多种短路类型、短路持续时间可以设定
★3.3各类表计配备要求：各类表计：供应商必须在招标书中详细说明设备仪表配备型号、数量及功能
★3.4电流（A）互感器、电压（V）互感器：供应商必须在招标书中详细说明互感器配备型号、数量及功能
★3.5各类电量变送器：供应商必须在招标书中详细说明变送器器配备型号、数量及功能
4、发电动机组控制储物柜（长800mm×宽600mm×高2000mm）
4.1仪表：原动机电枢电压（V）表、原动机电枢电流（A）表、发电动机励磁电压（V）表、发电动机励磁电流（A）表、控制储物柜作业电源电压（V）表；
4.2储物柜体类型及要求：符合国家关于电气控制储物柜的制作及通电测量试验等相关标准规范的电气储物柜，具体功能配备要求如下：
4.2.1微机调节速度系统
（1）电源进线：三相五线 AC380V，50Hz；
（2）规格限定功率（W）：15kW；
（3）微机调节速度控制器：西门子CPU224XP主机；
（4）频率跟踪界限：Fg=50±5（Hz）；
（5）功率（W）调节界限：Pg=0～100%；
（6）数字式功角测量，功角测量精确度：优于1°；
（7）调动方法：微机手动/自动，模仿手动；
（8）调节速度模型块:欧陆或西门子全数字直线DC调节速度器
（9）控制方法：开环、电压（V）闭环/转动速度闭环/转矩闭环可选；
（10）控制算法：PID控制；
（11）速度反馈方法：编码器写入；
（12）通信连接口：2个RS485；
（13）支持通信协议：ModBus-RTU；USS、PPI；
（14）人机界面HMI：10.1寸触摸屏；
（15）招标书中提供微机调节速度人机界面HMI的画面截图
（16）招标书中详细说明微机调节速度系统测量发电动机功角的方案
★4.2.2全数字直线DC调节速度器
（1）欧陆或西门子品牌；
（2）电源电压（V）：三相五线AC380V；
（3）规格限定输出电流（A）：DC35A；
（4）输出控制:三相全控晶闸管桥；微处置整理器完成相控拓展的触发界限；
（5）控制功能：全数字式；先进的PI调动，设定有完全匹配的电流（A）环，以达到*佳动态运行功能；电流（A）环设定有自整定功能；可调节速度的PI，设定有积分分离功能；
（6）速度控制：应用电枢电压（V）反馈，设定有IR补偿；应用模仿测速发电动机或编码器
（7）速度界限：0～100%；
（8）稳态精确度：有数字设定值的编码器反馈为0.01%；模仿测速器反馈为0.1%；电压（V）反馈为2%；
（9）保护：高功能MOVS；过电流（A）（瞬态）；反时限过电流（A）；励磁故障；速度反馈故障；电动机过热；晶闸管过热；晶闸管触发电子回路故障；晶闸管缓冲器互联网零速检验测试；静止逻辑；堵转保护；
（10）诊断：完全计算机数值化，锁存第一故障，自动显露；数字液晶显露器控制；全部诊断信息可经过RS422/485得到；发光耳机管电子回路状态显露。
4.2.3微机励磁系统
发电动机微机励磁系统由微机励磁调动器、人机界面HMI、励磁变压器、三相晶闸管整流桥、灭磁线路、起励线路、交、直线DC开关、交、直线DC电压（V）、电流（A）表、各电量传感器、接触器等元件及控制线路构成，包括一个多写入多输出的闭环控制系统，有多种调动方法和保护、限制功能。发电动机励磁自动控制系统为实际系统，励磁功率（W）与发电动机配套，并适用手/自动、强励、强减、灭磁、响应速度、单机运行、并列运行、无功功率（W）分配及完成恒无功，恒功率（W）因数等的运行要求。经过设定，可针对系统静态和动态平稳性实行可查看的实训控制。
技术功能数值要求：
（1）电源进线：三相五线 AC380V，50Hz；
（2）规格限定容量（KV）：1kVA；
（3）发电动机电压（V）调节界限：20%-120%（单机），20%- 130%（单机试验），85%-120%（并网）；
（4）发电动机电压（V）调动精确度：0.5%Un；
（5）微机励磁控制器：西门子CPU224XP主机+EM231；
（6）励磁电源：他励、自并励、模仿励磁机励磁；
（7）控制方法:恒IL、恒UF、恒Q、恒α控制方法；
（8）励磁保护：过励限制（反时限）、欠励限制、伏赫限制、*大励磁电流（A）瞬时限制；
（9）灭磁方法：跳灭磁开关灭磁，逆变灭磁；
（10）通信连接口：RS485*2；
（11）通信协议：ModBus-RTU，PPI，USS；
（12）人机界面HMI：10.1寸触摸屏（同微机调节速度系统）。
（13）励磁主变压器：三相励磁主变压器应用三绕组芯式变压器，电压（V）变比AC400V/70V,±10%，规格限定容量（KV）：1kVA，联接组别：YD-11。容量（KV）完全适用发电动机励磁要求，并留有足够安全余量。
4.2.4微机准同期控制器
（1）测量系统频率，机端电压（V），系统电压（V）精确度优于0.5%；
（2）全自动准同期合闸；
（3）半自动准同期合闸；
（4）断路器合闸时间测量；
（5）同期启动信号：电平型；
（6）同期复归信号：电平型；
（7）开关量写入信号：DC24V电平；
（8）开关量输出信号：DC24V电平；
（9）同期对象：1个；
（10）频率差整定界限：±0.5Hz；
（11）电压（V）差整定界限：±10V；
（12）同期倒前时间：100-600ms；
（13）合闸精确度：频差≤0.3Hz时，合闸相角差≤1.5°
（14）通信协议：ModBus-RTU，PPI，USS；
（15）招标书中提供微机同期装置监控画面和功能数值设定画面截图
4.2.5微机线路保护功能
（1）三段式相间过流保护
（2）自动重合闸功能（分相重合闸功能）
（3）后加快速度保护
（4）电流（A）测量值优于1%
5、无穷大系统
规格限定容量（KV）：15kVA；
6、三相可调阻感性负载
6.1在三相AC400写入下，有功负荷调动界限为0-2.5kW，连续可调；
6.2在三相AC400写入下，无功负荷调动界限为0-2kVar，连续可调。
6.3招标书中提供阻感性负载连续可调的详细方案和电子回路。
★7、自动化创新应用云平台模型块（投标现场演示）
本平台将物联网技术运用来电气自动化信息技术并将数值上传至云平台，实行海量数值存储，并提供丰富的数值解析工量具便利更加准确的掌控把握数值与解析数值。
1）数值云系统上传2）手机app数值查询3）历史数值查询4）数值解析统计5）短信报警6）微信报警7）微信反向控制8）二次研发
7.1云平台含有：
7.1.1数值显露显露写入电压（V）监控，输出电压（V）监控，写入开关监控，输出开关控制以及写入电压（V）模仿量就地实时数值，可按照实际需求添加128路。
7.1.2控制：控制启动停止开关的开和关，输出电压（V）值的给定，可按照实际需求添加128路。
7.1.3历史数值：显露写入输出电压（V）值的历史数值，可按时、天、月实行查询历史数值弯曲线，以及历史数值表格，可表格数值导出处置整理。
7.1.4设备报警：对设备急停按键做的模仿设备故障报警实行微信报警，同时可以完成短信及邮箱报警。报警界限含有概括模仿量，开关量的上下线、阀值等状态实行设定报警。
7.2终端含有：1）数值显露画面：画面显露写入电压（V）数值，输出电压（V）监控，开关状态写入，开关控制输出，以及云端连接二维码。2）联网设定界面：设定现场数值连接云平台后台数值库管理
★8、便携式电子信号测量试验记录模型块
8.1具备电压（V）、电流（A）、温度（℃）收集，可以记录查看电压（V）、电流（A）跳变的图像数值，精确度±0.05%真有效值测量USB数值传输，彩屏LCD显露
8.2设定有示波器、虚拟频谱仪、虚拟万用表、虚拟数字量写入输出模型块。
8.3集双通道电子信号图像数值收集记录仪、频谱解析仪和逻辑解析仪于一体，不低于60M，设定有1KHz基准方波输出连接口；图像数值可以按时间和电压（V）输出到EXCEL、BMP和OSC；数值记录*大4G；FFT、相关和功率（W）谱频谱解析，FFT支持8～1048576点的选用，支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18种窗；
8.4功率（W）谱支持自功率（W）谱和互功率（W）谱的计算；相关支持自相关和互相关的计算；
8.5虚拟随意波动线输出模型块，频率25Mz ，输出波动线：正弦波，三角波，方波，TTL，随意波动线。
8.6虚拟万用表模型块：直线DC电压（V），测量范围60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V；交流AC电压（V）测量，测量范围60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V；直线DC电流（A）测量，测量范围 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A；交流AC电流（A）测量，测量范围60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A；电阻测量，测量范围 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M；电容测量，测量范围40.00nF、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF；二极管测量0V~2.0V
★8.7虚拟电子测量仪表器具系统系统（需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料）
8.7.1本系统系统由装配于实训台学员机上的实训系统和教师机上的管理系统构成，要求程序均由LabVIEW系统编制。中文菜单式实操界面，人机对话友好。学员在启动程序后，键入自己的学号，系统即在教师机数值库中找出该学员的姓名，经过学员确认后，学员选用所要做的相应实训，即进入正常的实训界面。
8.7.2能完成密码登录系统，设定数值库路，系统测量试验(查询设备)，学员库设定，题库与题库等级设定，考核试卷提取与存储考核时间设定与启动，考核成绩查询，考核成绩打印，登录密码修改与恢复。
8.7.3学员终端应用LabVIEW系统编制设定有联机考核功能，学号查询，故障解除，时间查询，分数查询，设备号查询，学员实训数值、学员考勤及学员考试、学员实训选做等管理功能。
8.4.7学员在启动程序后，键入自己的学号，系统即在教师机数值库中找出该学员的姓名，经过学员确认后，学员选用所要做的相应实训，即进入正常的实训界面。
8.7.5整个实训室配备1套
9、数字示波器：70M，双通道数字示波器。