一、系統(tǒng)概述
 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的多功能試驗(yàn)平臺(tái)，它由發(fā)電機(jī)組、雙回路輸電線路及模型、無窮大電源等一次設(shè)備組成，通過中間開關(guān)站和單回、雙回線路的組合，可構(gòu)成發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)之間有四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗，供系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析比較時(shí)使用。每臺(tái)原動(dòng)機(jī)都配有微機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置和手動(dòng)調(diào)速裝置，并且有微機(jī)過速保護(hù)功能，每臺(tái)發(fā)電機(jī)配有微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置和手動(dòng)同期裝置，輸電線路還配微機(jī)過流保護(hù)和重合閘裝置。每套自動(dòng)裝置都有三種控制方式供選擇，并且微機(jī)勵(lì)磁的運(yùn)行方式和運(yùn)行參數(shù)可在線修改。綜合試驗(yàn)臺(tái)具有各種微機(jī)自動(dòng)裝置和手動(dòng)控制裝置，便于學(xué)生進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的多功能試驗(yàn)平臺(tái)。有如下特點(diǎn)：
系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組、輸電線路單元、微機(jī)保護(hù)單元、負(fù)荷調(diào)節(jié)和同期單元、短路模擬單元等組成;
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、安裝調(diào)試和檢修方便快捷；
模型參數(shù)可以調(diào)節(jié)，可模擬不同參數(shù)的輸電線路；
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安全可靠、操作方便靈活、物理現(xiàn)象直觀，
綜合試驗(yàn)臺(tái)具有各種微機(jī)自動(dòng)裝置和手動(dòng)控制裝置，便于學(xué)生進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。
二、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
1.輸入電源：三相四線(或三相五線 AC 380V±10％ 50Hz)；
2.工作環(huán)境：溫度–10℃－+40℃；
3.相對(duì)濕度：＜85％（25℃）、海撥＜4000m；
4.整機(jī)容量：<15KVA；
5.設(shè)備尺寸：1.80m×0.90m×1.80m 重量：約300Kg
6.安全保護(hù)：具有電流型漏電保護(hù)，電壓型漏電保護(hù)、隔離變壓器浮地保護(hù)、交直流電源的過流保護(hù)等多種安全措施；
三、設(shè)備特點(diǎn)
1.該試驗(yàn)設(shè)備綜合性強(qiáng)，易于維護(hù)；試驗(yàn)現(xiàn)象直觀生動(dòng)，使用、組網(wǎng)方便；穩(wěn)定性好，既可單套使用，也可多套聯(lián)網(wǎng)使用。
2.該試驗(yàn)設(shè)備主要用于完成《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電氣工程基礎(chǔ)》、《同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》、《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化》、《電力工程》、《電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)》等課程中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并可完成課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)及某些研究課題等相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
3.此設(shè)備采用了和實(shí)際電力系統(tǒng)原型具有相同物理性質(zhì)且參數(shù)的標(biāo)幺值一致的模擬元件，根據(jù)相似原理建立起來的電力系統(tǒng)物理模型（把真實(shí)的電力系統(tǒng)縮小到實(shí)驗(yàn)室中，是真實(shí)電力系統(tǒng)的縮影）。
四、設(shè)備的技術(shù)性能指標(biāo)
1.同軸機(jī)組
?三相同步發(fā)電機(jī)：容量SN=2.5KVA, COSφ=0.8，電壓：VN=400V，轉(zhuǎn)速：nN=1500r.p.m，低噪音；
?直流電動(dòng)機(jī)（跟三相同步發(fā)電機(jī)配套使用）：功率：PN=2.2KW，電壓：UN=220V，IN=13.6A，轉(zhuǎn)速：nN=1500r/min； COSφ=0.8，低噪音；
?機(jī)組底盤帶有測(cè)速、測(cè)功角、功角指示器（用特制頻閃燈、標(biāo)刻度圓盤和指針構(gòu)成，并且該頻閃燈也可用于其它系統(tǒng)中作為非接觸測(cè)速之用）、減振等裝置組成；
?機(jī)座部分配有萬向輪，既可方便移動(dòng),使用時(shí)也可固定。
2.試驗(yàn)操作臺(tái)采用一體化設(shè)計(jì)(四個(gè)先進(jìn)的微機(jī)自動(dòng)化裝置:微機(jī)/手動(dòng)勵(lì)磁裝置、微機(jī)/手動(dòng)調(diào)速裝置、微機(jī)/手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、微機(jī)保護(hù)裝置都內(nèi)嵌放置在試驗(yàn)臺(tái)體操作面上，占地少，做實(shí)驗(yàn)時(shí)非常方便學(xué)生接線、觀看和記錄數(shù)據(jù)；
3.輸電線路（全部采用電抗物理模擬）：采用雙回路距離輸電線路模型，每回路分兩段，并設(shè)中間設(shè)開關(guān)站，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間可構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析比較；
?每相的電抗參數(shù)：xL1=xL2=20Ω，xL3=xL4=40Ω；
?短路點(diǎn)的Ｎ相對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電抗：８Ω；
?短路點(diǎn)的Ｎ相對(duì)無窮大電源的中性點(diǎn)電抗:12Ω；
?四條輸電線路全部采用電抗器來模擬，并且電抗器在短 路時(shí)不飽和。
5.微機(jī)/手動(dòng)勵(lì)磁裝置性能指標(biāo)
?提供手動(dòng)、它勵(lì)、自并勵(lì)方式；
?恒電壓、恒電流、恒無功、恒?等控制方式；
?四種勵(lì)磁限制功能:
① 定子過電壓保護(hù)和勵(lì)磁電流反時(shí)限延時(shí)過勵(lì)限制；
② 最大勵(lì)磁電流瞬時(shí)限制；
③ 欠勵(lì)限制；
④ 伏/赫限制；
?具有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)功能；
?通訊功能：與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能；
?多種波形的觀測(cè)；
?發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整范圍：20%～120%（單機(jī)），20%～130%（單機(jī)試驗(yàn)），85%～120%（并網(wǎng)）；
?發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度：0.5%UN；
?起勵(lì)超調(diào)小于10%UN，甩負(fù)荷超調(diào)小于15%UN；
?調(diào)差率±15%可調(diào)，檔距小于0.1%，測(cè)控頻率10Hz，即每工頻周波測(cè)量和控制輸出各兩次。
?具有測(cè)試功能（分二區(qū)）
a.一區(qū)弱電測(cè)試孔：由+A、-C、+B、-A、+C、-B等6路脈沖測(cè)試孔和1路6脈沖總合測(cè)試孔，1 路交流同步電壓信號(hào)UAC，和一個(gè)弱電公共地COM組成，供示波器觀察脈沖波形，脈沖相位及相位移動(dòng)過程等信號(hào)。
b.二區(qū)強(qiáng)電測(cè)試孔（100V）：由三相全控橋的交流輸入電壓Ua、Ub、Uc和直流輸出電壓Ud+、Ud－組成，可供示波器觀察波形及萬用表測(cè)量電壓幅值。
6.微機(jī)/手動(dòng)調(diào)速裝置性能指標(biāo)
??測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度優(yōu)于0.2%；
??測(cè)量系統(tǒng)功角精度優(yōu)于1?；
??手動(dòng)模擬調(diào)節(jié)；
??微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)；
??微機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)。
7.微機(jī)/手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置性能指標(biāo)
??測(cè)量系統(tǒng)頻率，機(jī)端電壓，系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.5%；
??全自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘；
??半自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘；
??斷路器合閘時(shí)間測(cè)定；
??多種參數(shù)的修改；
??通訊功能：與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能；
??多種波形的觀測(cè)：為了有利于教學(xué)，需設(shè)置有關(guān)信號(hào)測(cè)試孔，供觀察信號(hào)波形用。共有6個(gè)測(cè)試 孔（含一個(gè)參考地），即發(fā)電機(jī)電壓、系統(tǒng)電壓、變寬度脈沖、（線性整步電壓）形、合閘脈沖和參考地。
8.微機(jī)保護(hù)裝置性能指標(biāo)
??過流保護(hù)；
??故障電流波形觀測(cè)；
??微機(jī)自動(dòng)重合閘功能；
??電流測(cè)量值優(yōu)于1%；
??電流波形測(cè)試功能:IA、IB、IC、COM四個(gè)微機(jī)電壓測(cè)試孔組成故障電流測(cè)試，可用存貯示波器，記錄故障時(shí)的IA、IB、IC短路電流。
9.儀表測(cè)量和短路故障模擬單元
??各種表計(jì)及其切換開關(guān)參數(shù):
電流表：0-15A，1.5極（原動(dòng)機(jī)）
0-10A，1.5極（勵(lì)磁）
電壓表：0-250V 1.5級(jí)（原動(dòng)機(jī)）
 0-450V，1.5極（發(fā)電機(jī)）
0-80V，1.5極（勵(lì) 磁）
0-450，1.5極（開關(guān)站）
0-450V，1.5極（系統(tǒng)）
同期表：±3HZ，±10V，2.5極
發(fā)電機(jī)頻率表：40-55HZ，100V，1.0極
A、B、C三相電流：0-7.5A，7.5/5A，1.5極
B、有功功率:0-5KW，7.5/5A，380V/100V，2.5極
C、無功功率：0-4KW，7.5/5A，380V/100V，2.5極
??各種帶燈操作按鈕（全部采用歐姆龍）
??各種類型短路故障操作(A相、B相、C相、N相):
??單相接地
??兩相短路
??兩相短路接地
??三相短路
10.采用4KVA整流變壓器：
??容量：SN=4KVA
??接線組別：?/Y
??變比： 380V/170V；
11.模擬無窮大電源系統(tǒng)：
可以看作內(nèi)阻抗為零，頻率、電壓及其相位都恒定不變的一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)，在本試驗(yàn)臺(tái)中，將交流380V市電經(jīng)15KVA三相自耦調(diào)壓器，通過輸電線路與實(shí)驗(yàn)用的同步發(fā)電機(jī)構(gòu)成?一機(jī)-無窮大的電力系統(tǒng)；
五、能夠完成的實(shí)驗(yàn)
（一）同步發(fā)電機(jī)組實(shí)驗(yàn)
1. 發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)
2. 同步發(fā)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)
3. 同步發(fā)電機(jī)V形曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)
4. 同步發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)
（二）準(zhǔn)同期并列運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
1. 自動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2. 壓差、頻差整定實(shí)驗(yàn)
4. 導(dǎo)前時(shí)間整定及測(cè)量實(shí)驗(yàn)
5. 手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
6. 半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
7. 自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)
（三） 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)
1. 不同α角（控制角）對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓實(shí)驗(yàn)
2. 典型方式下的同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)、并列實(shí)驗(yàn)
3. 伏/赫限制實(shí)驗(yàn)
4. 欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)
5. 同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)
6. 定子電流限制實(shí)驗(yàn)
7. 調(diào)差特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
8. 過勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)
9. 強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)
（四）電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
1. 負(fù)荷調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)
2. 單回路與雙回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)
（五）功率特性和功率極限測(cè)定實(shí)驗(yàn)
1. 無勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
2. 手動(dòng)進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
3. 自動(dòng)進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
（六） 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
1. 短路類型對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實(shí)驗(yàn)
2. 故障切除時(shí)間對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響實(shí)驗(yàn)
3. 有無強(qiáng)勵(lì)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性影響試驗(yàn)
4. 線路重合閘及其對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)
（七） 單機(jī)帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)
1. 獨(dú)立系統(tǒng)的特性實(shí)驗(yàn)
2. 投、切不同負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)
3. 調(diào)速器調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)
4. 甩負(fù)荷實(shí)驗(yàn)
（八）電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
1. 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)整實(shí)驗(yàn)
2. 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)
3. 電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整實(shí)驗(yàn)
（九）電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)
1. 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算分析實(shí)驗(yàn)
2. 電力系統(tǒng)故障計(jì)算分析實(shí)驗(yàn)