Plataforma experimental de habilidades de automatización integral del sistema de energía DYDL-ZHB

La plataforma experimental de innovación en automatización de sistemas de energía es una plataforma experimental multifuncional con un alto grado de automatización que se puede utilizar sola para desarrollar experimentos de enseñanza para múltiples cursos profesionales de ingeniería eléctrica . También pueden formar un sistema de red de energía complejo. para experimentos integrales y capacitación práctica. Y el sistema de monitoreo de automatización de energía realiza un monitoreo integral de la red eléctrica.

Las entradas de equipos están equipadas con protectores contra fugas.

La fuente de alimentación de control de todo el sistema experimental (incluido el voltaje auxiliar del relé) adopta una fuente de alimentación de 24 V CC dentro del voltaje seguro. Se requiere que las señales experimentales se emitan de acuerdo con los estándares secundarios del sistema de energía, y la potencia de salida se controla estrictamente para eliminar el riesgo de descarga eléctrica.

1. Panel de control del grupo electrógeno

El panel de control del grupo electrógeno está conectado al grupo electrógeno para completar la regulación de excitación, la regulación de velocidad y las funciones paralelas del sistema del grupo electrógeno, proporcionando las condiciones para la automatización de la planta de energía.

El panel de control del grupo electrógeno consta de una unidad de instrumento de medición, un sistema de control de velocidad, un sistema de excitación, un dispositivo cuasi síncrono, un diagrama de cableado primario, un disyuntor analógico trifásico, un inductor mutuo, un módulo rectificador de excitación, un módulo rectificador de control de velocidad, etc.

Unidad de instrumento de medición: incluye dos voltímetros de CC y dos amperímetros de CC, que indican respectivamente el voltaje y la corriente del inducido del motor primario y el voltaje y la corriente de excitación del generador, dos voltímetros de CA, que indican el voltaje del terminal y el voltaje del sistema, respectivamente; Uno solo, que indica la frecuencia del terminal de la máquina y la frecuencia del sistema respectivamente; un medidor de potencia activa trifásica y un medidor de potencia reactiva trifásico, que indican respectivamente las cargas activa y reactiva del grupo electrógeno.

Parámetros de funcionamiento del equipo:

El voltaje de funcionamiento del equipo es AC380V, 50Hz. La línea entrante es un sistema trifásico de cinco hilos.

El equipo permite que la temperatura ambiente de trabajo esté al menos dentro del rango de -10 ℃ -+40 ℃.

El equipo permite que la humedad relativa del ambiente no sea inferior al 85% (25℃).

La capacidad total del equipo es inferior a 10 kVA y la corriente es inferior a 20 A.

2. Sistema experimental de automatización integral del sistema de energía (banco experimental)

El banco de pruebas del sistema experimental de automatización integrada del sistema de energía proporciona un sistema primario de operación de sistema de energía típico.

El banco experimental se compone de un sistema principal primario simulado, un dispositivo de protección de microcomputadora multifuncional, un módulo de configuración de cortocircuitos e instrumentos indicadores.

Parámetros de funcionamiento del equipo:

El voltaje de funcionamiento del equipo es AC380V, 50Hz. La línea entrante es un sistema trifásico de cinco hilos.

El equipo permite que la temperatura ambiente de trabajo esté al menos dentro del rango de -10 ℃ -+40 ℃.

El equipo permite que la humedad relativa del ambiente no sea inferior al 85% (25℃).

La capacidad total del equipo es inferior a 10 kVA y la corriente es inferior a 20 A. .

3. Dispositivo cuasisincrónico

①. Dispositivo de sincronización tipo microcomputadora:

a. La precisión de la medición de la frecuencia del sistema, el voltaje del terminal y el voltaje del sistema es superior al 0,5%.

b. Cierre síncrono totalmente automático.

c. Cierre síncrono semiautomático; medición del tiempo de cierre del disyuntor.

d. Adopta una pantalla táctil a color de 800*480, que es conveniente para ingresar información. Es más fácil de operar que ingresar información usando botones. El voltaje, la frecuencia y el ángulo de fase del lado del generador y del sistema se pueden mostrar en el mismo. pantalla.

e. Puede mostrar gráficamente el voltaje del grupo electrógeno y el vector de rotación del voltaje del sistema.

f. Registre todos los parámetros eléctricos (voltaje, corriente, frecuencia, ángulo de fase, etc.) antes y después del cierre para análisis experimental.

g. Registre las formas de onda de voltaje y corriente del terminal y sistema de la máquina durante 10 ciclos antes y después del cierre, y muéstrelas en la pantalla.

h. El dispositivo tiene una interfaz de cable de red para comunicarse con la computadora. Puede cargar los parámetros de medición anteriores a la computadora para su visualización y descargar varios parámetros del dispositivo.

②. Disyuntor analógico trifásico: simulado con contactor de CA trifásico.

③ Transformador analógico: Transformador elevador analógico, transformador tipo seco, 400V/400V, 3kVA.

4. Sistema de excitación

①.Dispositivo de excitación tipo microcomputadora:

a. Otros incentivos.

b Tiene modos de control como voltaje constante en los terminales de la máquina, corriente de excitación constante y ángulo de disparo del tiristor constante.

c Tiene funciones limitadoras de excitación como límite de sobreexcitación, límite de subexcitación, límite V/F y límite de corriente del estator.

d Tiene funciones tales como protección de desconexión PT, protección contra sobretensión sin carga y protección de baja frecuencia.

e. Adopte una pantalla táctil a color de 800*480, que es conveniente para ingresar información. Es más fácil de operar que ingresar información usando teclas. Puede mostrar dinámicamente el voltaje de excitación y las formas de onda.

f. La frecuencia, voltaje, corriente, potencia activa, potencia reactiva, voltaje de excitación y corriente de excitación del generador se muestran en la misma pantalla.

g. Registre todos los parámetros (frecuencia, voltaje, corriente, potencia activa, potencia reactiva, voltaje de excitación, corriente de excitación) cuando la unidad se vuelva inestable para el análisis experimental.

h. El dispositivo tiene una interfaz de cable de red que puede comunicarse con la computadora a través de Internet. Los parámetros de medición anteriores se pueden cargar en la computadora para su visualización. La computadora puede ajustar la unidad de forma remota a través de la comunicación y descargar la configuración de los parámetros del dispositivo.

i. Rango de ajuste de voltaje: 20%~120% (independiente), 20%~130% (prueba independiente), 85%~120% (conectado a la red).

j. Precisión de regulación de voltaje del generador: ≤±0,5%.

k. Sobreimpulso de excitación inicial ≤10%, sobreimpulso de deslastre de carga ≤15%.

l. La tasa de ajuste es ±15% ajustable.

METRO. Con función de excitación con un solo botón.

②. Transformador de excitación. Transformador trifásico, 2 juegos de contactos en el lado primario y 2 juegos de contactos en el extremo de salida. Mayor o igual a 0,8kVA.

③ Módulo rectificador de excitación: controlado por el dispositivo de excitación automática para emitir el voltaje de excitación del generador.

(1) Corriente de salida máxima: ≥30A

(2) Tensión de trabajo nominal: 380V

(3) Voltaje de la fuente de alimentación de control: 12 V CC

(4) Señal de control: 0~10V

④ Transformador de voltaje: se utiliza para recolectar el voltaje del terminal del generador.

La relación de transformación es 380V/100V.

⑤ Transformador de corriente: se utiliza para recolectar la corriente del generador.

La relación de transformación es 10A/5A.

5. Sistema de regulación de velocidad

①. Dispositivo regulador de velocidad tipo microcomputadora:

a. Precisión de medición de la velocidad del generador: ≤0,2%.

b. Precisión del ángulo de potencia del sistema de medición: ≤1°.

c. Es posible el ajuste automático por microordenador y el ajuste manual.

d. Tiene función de inicio con una sola tecla.

e. Usando una pantalla táctil a color de 800*480, la entrada de información es conveniente y más fácil de operar que usar botones para ingresar información.

f. El dispositivo tiene una interfaz de cable de red, que puede cargar los resultados de la medición a una PC y ajustar la velocidad a través de la comunicación con la PC.

②. Transformador regulador de velocidad. Trifásico 380, 400/190, 210, 2 juegos de contactos en el lado primario, 2 juegos de contactos en el extremo de salida capacidad: ≥3KVA;

③ Módulo rectificador de regulación de velocidad: controlado por el dispositivo de regulación automática de velocidad para generar la corriente de accionamiento del motor.

(1) Corriente de salida máxima: ≥30A

(2) Tensión de trabajo nominal: 380V

(3) Voltaje de la fuente de alimentación de control: 12 V CC

(4) Señal de control: 0~10V

④ Codificador fotoeléctrico: utilizando un codificador rotatorio fotoeléctrico, mediante conversión fotoeléctrica, las cantidades mecánicas como el desplazamiento angular y la velocidad angular del eje de salida se convierten en pulsos eléctricos correspondientes para la salida digital (REP).

6. Dispositivo de protección de microcomputadora multifuncional

El dispositivo de protección de microcomputadora multifuncional se puede utilizar en varios experimentos de protección de relés y también se puede utilizar como dispositivo de protección de línea en experimentos de sistemas de energía.

En este sistema, la protección de microcomputadora multifuncional está configurada con función de protección de línea.

Dimensiones estructurales del chasis: 210 mm × 250 mm × 178 mm (chasis 4U).

Temperatura de funcionamiento normal: 0~40˚.

Almacenamiento y transporte: -25～70˚.

Fuente de alimentación CC: Entrada de voltaje CA: 220 V, desviación permitida: +7 %, -10 %

   Salida CC: 5 V/3 A; +12 V/0,5 A; -12 V/0,5 A;

Frecuencia: 50Hz

Capacidad de sobrecarga: Bucle de corriente: 2 veces la corriente nominal, funcionamiento continuo

  10 veces la corriente nominal, permita 10S

  40 veces la corriente nominal, permita 1S

   Bucle de voltaje: 1,5 veces el voltaje nominal, operación continua

Consumo de energía: Corriente CA: <1VA/fase (In=3A)

 <0,5VA/fase (In=0,5A)

El dispositivo de protección de línea tiene funciones tales como protección de corte rápido de corriente, protección de corte rápido de corriente por tiempo limitado, protección contra sobrecorriente, protección de corriente de tiempo inverso, protección de voltaje de secuencia cero, reconexión y sobrecarga.

Adopta una pantalla táctil a color de 800*480, que es conveniente para ingresar información. Es más fácil de operar que ingresar información usando botones. Puede mostrar voltaje, corriente, frecuencia, ángulo de fase, posición del interruptor, información de alarma, información de acción, etc. . en la misma pantalla. La posición del interruptor se puede representar gráficamente.

7. grupo electrógeno

(1) Generador síncrono trifásico: SN=2.2KVA, VN=400V

(2) Motor CC: PN=2,5 KW, VN=220 V, EN=13,6 A, nN=1500 rpm

(3) El dispositivo de medición de velocidad adopta un codificador fotoeléctrico.

(4) El dispositivo regulador de velocidad mide el ángulo de potencia.

(5) Modo de excitación: otra excitación

(6) La unidad está conectada coaxialmente y la base está equipada con ruedas universales, que se pueden mover y fijar fácilmente durante el uso.

8. Regulador de voltaje

 Los terminales del regulador de voltaje están integrados.

Regulador de voltaje autoacoplable trifásico 380V 9kVA

 Esfera completa, escala clara, fácil de operar

 Voltaje de salida 0-430V ajustable

 Voltaje de entrada 380V±10%

 Corriente de salida nominal 20A

 Grado de *slamiento A

9. Cargar

La carga se coloca dentro de la mesa.

Los engranajes de carga se dividen en 0,3kW, 0,6kW y 0,9kW.

El tamaño de la carga se puede reducir o aumentar encendiendo y apagando el interruptor.

Utilizando componentes de consumo de energía general, larga vida útil y fácil mantenimiento.     

4. Proyectos experimentales

(1) Experimento de funcionamiento de la unidad generadora

1. Arranque y funcionamiento del motor primario.

2. Funcionamiento del dispositivo de regulación de velocidad.

3. Dispositivo regulador de velocidad y control del motor primario.

(2) Experimento electromecánico de grupo electrógeno síncrono.

1. Experimento de arranque y ejecución del grupo electrógeno.

2. Prueba sin carga y prueba de cortocircuito del generador síncrono

3. Experimento de medición de curva en forma de V del generador síncrono

4. Experimento sobre las características externas del generador síncrono.

(3) Experimento de operación paralela cuasi sincrónica

1. Funcionamiento básico del dispositivo cuasisincrónico de microcomputadora.

1. Experimento de prueba de condición automática casi síncrona

2. Experimento de configuración de diferencia de presión y diferencia de frecuencia

4. Experimento de medición y configuración del tiempo de entrega

5. Experimento manual de conexión a red casi síncrona

6. Experimento de conexión a red semiautomática y casi síncrona

7. Experimento automático de conexión a red casi síncrona

(4) Experimento de excitación del grupo electrógeno.

1. Control de excitación del generador síncrono.

2. Funcionamiento básico del dispositivo de excitación de microcomputadora.

(5) Experimento de control de excitación del generador síncrono

1. Experimentos de voltaje de excitación correspondientes a diferentes ángulos α (ángulos de control)

2. Experimentos de arranque y paralelo de generadores síncronos en modos típicos.

3. Experimento de límite de voltios/hercios

4. Experimento de limitación de subexcitación.

5. Experimento de fuerte excitación del generador síncrono.

6. Experimento de limitación de corriente del estator

7. Experimento de prueba de características de ajuste

8. Experimento de límite de sobreexcitación

9. Experimento de estimulación forzada

10. Experimento de desmagnetización

11. Métodos de control y su conmutación mutua.

(6) Características de potencia y experimentos de medición del límite de potencia.

1. Experimento de medición de características de potencia y límite de potencia cuando no hay regulación de excitación.

2. Experimentos de medición de características de potencia y límites de potencia al ajustar manualmente la excitación.

3. Experimentos de medición de características de potencia y límites de potencia durante el ajuste automático de excitación.

(7) Experimento de estabilidad transitoria del sistema de energía

1. Experimento sobre la influencia de los tipos de cortocircuito en la estabilidad transitoria de los sistemas eléctricos.

2. Experimento sobre la influencia del tiempo de eliminación de fallas en la estabilidad transitoria

3. Prueba sobre la influencia de una fuerte excitación en la estabilidad transitoria.

(8) Modo de funcionamiento estable del sistema infinito autónomo

1. Operación simétrica de estado estable de bucle único

2. Comparación del funcionamiento simétrico en estado estacionario de bucle doble y bucle simple

3. Operación de fase no completa en estado estacionario de bucle único

(9) Experimento de carga de una sola máquina

1. Experimentos característicos de sistemas independientes.

2. Experimentos de lanzamiento y corte de diferentes cargas.

(10) Experimento de funcionamiento estable del sistema de energía

1. Experimento de arranque y ajuste del generador.

2. Experimento del modo de funcionamiento del sistema de energía.

3. Experimento de ajuste de carga del sistema de energía.

(11) Diseño curricular, proyecto de graduación y plataforma innovadora de investigación científica para carreras de ingeniería eléctrica.

Se puede utilizar para diseñar cursos sobre electricidad de plantas de energía, redes eléctricas y protección de relés, y probar fácilmente los resultados del diseño del curso. El protocolo de comunicación del sistema es abierto y puede utilizarse como proyecto de graduación y plataforma de investigación científica innovadora en protección, medición y control, automatización integral de subestaciones y otras direcciones relacionadas.

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