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二、基本功能要求
1、實(shí)驗(yàn)平臺能完成高校、職業(yè)院?！峨娏ο到y(tǒng)自動裝置》、《電力系統(tǒng)自動化》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》等電氣工程及自動化專業(yè)的主要課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2、實(shí)驗(yàn)平臺由實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組控制柜、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)屏、無窮大系統(tǒng)、阻感性負(fù)載、監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)等組成。
3、三相可調(diào)阻感性負(fù)載必須連續(xù)可調(diào)。
4、系統(tǒng)控制以PLC作為核心控制部件，“調(diào)速系統(tǒng)”、“勵(lì)磁系統(tǒng)”、“準(zhǔn)同期控制系統(tǒng)”均采用單獨(dú)硬件系統(tǒng)和控制程序。
★5、實(shí)驗(yàn)平臺具有良好的開放性和可擴(kuò)展型，發(fā)電機(jī)和一次系統(tǒng)均具有外部接口，方便組建更加復(fù)雜的輸電網(wǎng)絡(luò)，所有控制器均采用雙通信口配置，可以采用PPI、ModBus等多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議構(gòu)建電力系統(tǒng)SCADA網(wǎng)絡(luò)。
★6、調(diào)度系統(tǒng)與電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)平臺配套使用，能將6套發(fā)電機(jī)組及其控制設(shè)備作為各個(gè)電源單元組成一個(gè)大的電力系統(tǒng)，便于進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“遙控”、“遙測”、“遙信”、“遙調(diào)”四遙功能。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求
1、發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)
1.1發(fā)電機(jī)的空載特性實(shí)驗(yàn)；
1.2發(fā)電機(jī)的短路特性實(shí)驗(yàn)；
1.3發(fā)電機(jī)的負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)；
2、準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)
2.1手動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；
2.2半自動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；
2.3全自動準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；
2.4各種信號波形觀測；
3、同步發(fā)電勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)
3.1不同α（控制角）的勵(lì)磁電壓波形觀測實(shí)驗(yàn)；
3.2同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)；
3.3控制方式及其相互切換實(shí)驗(yàn)；
3.4逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)；
3.5伏赫限制實(shí)驗(yàn)；
3.6同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)；
3.7欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)；
3.8調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)；
3.9過勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)；
3.10 同步發(fā)電機(jī)三次諧波勵(lì)磁實(shí)驗(yàn)
4、單機(jī)—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)
4.1單回路穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；
4.2雙回路與單回路的穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行比較試驗(yàn)；
4.3單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行試驗(yàn)。
5、單機(jī)帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)
5.1獨(dú)立系統(tǒng)的特性實(shí)驗(yàn)；
5.2投、切不同負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)；
5.3調(diào)速器調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)；
5.4甩負(fù)荷實(shí)驗(yàn)；
6、電力系統(tǒng)功率特性（功角）和功率極限（靜態(tài)穩(wěn)定性）實(shí)驗(yàn)
6.1無調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測定；
6.2手動調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限測定；
6.3微機(jī)自并勵(lì)時(shí)，功率特性和功率極限的測定；
6.4微機(jī)他勵(lì)時(shí)，功率特性和功率極限的測定；
6.5單回路、雙回路輸送功率與功角關(guān)系實(shí)驗(yàn)；
7、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
7.1短路類型對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實(shí)驗(yàn)；
7.2故障切除時(shí)間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響實(shí)驗(yàn)；
7.3有無強(qiáng)勵(lì)磁對暫態(tài)穩(wěn)定性影響試驗(yàn)；
7.4線路重合閘及其對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)；
7.5同步發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行和再同步實(shí)驗(yàn)；
8、發(fā)電機(jī)組SCADA實(shí)驗(yàn)；
9、發(fā)電機(jī)組自動發(fā)電控制（AGC）實(shí)驗(yàn)
四、系統(tǒng)配置及參數(shù)要求
1、基本參數(shù)
1.1輸入電源:380V±10%   50Hz；
1.2容量：≤15kVA；
★1.3系統(tǒng)控制器：西門子S7-224XP(3臺）+EM231（2臺）；
★1.4驅(qū)動器類型：全數(shù)字直流調(diào)速器；
★1.5通訊接口：RS_485,以太網(wǎng)口。
2、實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組
實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組由三相同步發(fā)電機(jī)、直流電動機(jī)、速度傳感器經(jīng)彈性聯(lián)軸器對軸聯(lián)結(jié)后組裝在金屬底盤上，底盤安裝萬向輪和減震裝置，方便用戶移動。
★2.1直流電動機(jī)：采用國標(biāo)Z4系列直流電動機(jī)，
（1）額定電樞電壓：DC440V；
（2）額定功率：3kW；
（3）額定轉(zhuǎn)速：1500r/min；
（4）散熱方式：風(fēng)機(jī)散熱；
2.2 三相同步發(fā)電機(jī)：采用定制三相交流同步發(fā)電機(jī)，參數(shù)如下：
（1）額定電樞電壓：AC400V；
（2）額定功率：2kW；
（3）額定功率因素：0.8（滯后）；
（4）額定轉(zhuǎn)速：1500r/min；
（5）勵(lì)磁方式：自并勵(lì)/他勵(lì)/三次諧波勵(lì)磁；
2.3機(jī)座結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)機(jī)座，強(qiáng)度能承受實(shí)驗(yàn)機(jī)組的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和暫態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)的震動不變形基礎(chǔ)上增加50%的安全裕量；機(jī)座設(shè)計(jì)有減震裝置、定位固定支撐柱、用于移動的高強(qiáng)度萬向輪、定向輪、轉(zhuǎn)動部分安裝防護(hù)罩、不銹鋼推桿。
2.4速度傳感器
速度傳感器采用1000線增量型光電編碼器，精度高、線性度好。
3、電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)屏（尺寸：長1540mm×寬800mm×高1850mm）
3.1具有中間開關(guān)站的雙回路輸電線路(xL1=xL2=15,20Ω，xL3=xL4=25,40Ω)模型；
3.2線路短路故障設(shè)置模塊：可以設(shè)置輸電線路的單相接地短路、相間短路、相間接地短路、三相短路等多種短路類型、短路持續(xù)時(shí)間可以設(shè)定
★3.3各類表計(jì)配置要求：各類表計(jì)：供應(yīng)商必須在招標(biāo)書中詳細(xì)說明設(shè)備儀表配置型號、數(shù)量及功能
★3.4電流互感器、電壓互感器：供應(yīng)商必須在招標(biāo)書中詳細(xì)說明互感器配置型號、數(shù)量及功能
★3.5各類電量變送器：供應(yīng)商必須在招標(biāo)書中詳細(xì)說明變送器器配置型號、數(shù)量及功能
4、發(fā)電機(jī)組控制柜（長800mm×寬600mm×高2000mm）
4.1儀表：原動機(jī)電樞電壓表、原動機(jī)電樞電流表、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓表、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流表、控制柜工作電源電壓表；
4.2柜體類型及要求：符合國家關(guān)于電氣控制柜的制作及通電測試等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電氣柜，具體功能配置要求如下：
4.2.1微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
（1）電源進(jìn)線：三相五線 AC380V，50Hz；
（2）額定功率：15kW；
（3）微機(jī)調(diào)速控制器：西門子CPU224XP主機(jī)；
（4）頻率跟蹤范圍：Fg=50±5（Hz）；
（5）功率調(diào)整范圍：Pg=0～100%；
（6）數(shù)字式功角測量，功角測量精度：優(yōu)于1°；
（7）調(diào)節(jié)方式：微機(jī)手動/自動，模擬手動；
（8）調(diào)速模塊:歐陸或西門子全數(shù)字直流調(diào)速器
（9）控制方式：開環(huán)、電壓閉環(huán)/轉(zhuǎn)速閉環(huán)/轉(zhuǎn)矩閉環(huán)可選；
（10）控制算法：PID控制；
（11）速度反饋方式：編碼器輸入；
（12）通信接口：2個(gè)RS485；
（13）支持通信協(xié)議：ModBus-RTU；USS、PPI；
（14）人機(jī)界面：10.1寸觸摸屏；
（15）招標(biāo)書中提供微機(jī)調(diào)速人機(jī)界面的畫面截圖
（16）招標(biāo)書中詳細(xì)說明微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)測量發(fā)電機(jī)功角的方案
★4.2.2全數(shù)字直流調(diào)速器
（1）歐陸或西門子品牌；
（2）電源電壓：三相五線AC380V；
（3）額定輸出電流：DC35A；
（4）輸出控制:三相全控晶閘管橋；微處理器實(shí)現(xiàn)相控?cái)U(kuò)展的觸發(fā)范圍；
（5）控制功能：全數(shù)字式；先進(jìn)的PI調(diào)節(jié)，具有完全匹配的電流環(huán)，以達(dá)到最佳動態(tài)運(yùn)行性能；電流環(huán)具有自整定功能；可調(diào)速的PI，具有積分分離功能；
（6）速度控制：采用電樞電壓反饋，具有IR補(bǔ)償；采用模擬測速發(fā)電機(jī)或編碼器
（7）速度范圍：0～100%；
（8）穩(wěn)態(tài)精度：有數(shù)字設(shè)定值的編碼器反饋為0.01%；模擬測速器反饋為0.1%；電壓反饋為2%；
（9）保護(hù)：高性能MOVS；過電流（瞬態(tài)）；反時(shí)限過電流；勵(lì)磁故障；速度反饋故障；電動機(jī)過熱；晶閘管過熱；晶閘管觸發(fā)電路故障；晶閘管緩沖器網(wǎng)絡(luò)零速檢測；靜止邏輯；堵轉(zhuǎn)保護(hù)；
（10）診斷：完全計(jì)算機(jī)化，鎖存第一故障，自動顯示；數(shù)字液晶顯示器控制；全部診斷信息可通過RS422/485得到；發(fā)光耳機(jī)管電路狀態(tài)顯示。
4.2.3微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)
發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)由微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、人機(jī)界面、勵(lì)磁變壓器、三相晶閘管整流橋、滅磁回路、起勵(lì)回路、交、直流開關(guān)、交、直流電壓、電流表、各電量傳感器、接觸器等元件及控制回路組成，構(gòu)成一個(gè)多輸入多輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有多種調(diào)節(jié)方式和保護(hù)、限制功能。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動控制系統(tǒng)為實(shí)際系統(tǒng)，勵(lì)磁功率與發(fā)電機(jī)配套，并滿足手/自動、強(qiáng)勵(lì)、強(qiáng)減、滅磁、響應(yīng)速度、單機(jī)運(yùn)行、并列運(yùn)行、無功功率分配及實(shí)現(xiàn)恒無功，恒功率因數(shù)等的運(yùn)行要求。通過設(shè)置，可針對系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行可觀測的實(shí)驗(yàn)控制。
技術(shù)參數(shù)要求：
（1）電源進(jìn)線：三相五線 AC380V，50Hz；
（2）額定容量：1kVA；
（3）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)）；
（4）發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度：0.5%Un；
（5）微機(jī)勵(lì)磁控制器：西門子CPU224XP主機(jī)+EM231；
（6）勵(lì)磁電源：他勵(lì)、自并勵(lì)、模擬勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁；
（7）控制方式:恒IL、恒UF、恒Q、恒α控制方式；
（8）勵(lì)磁保護(hù)：過勵(lì)限制（反時(shí)限）、欠勵(lì)限制、伏赫限制、最大勵(lì)磁電流瞬時(shí)限制；
（9）滅磁方式：跳滅磁開關(guān)滅磁，逆變滅磁；
（10）通信接口：RS485*2；
（11）通信協(xié)議：ModBus-RTU，PPI，USS；
（12）人機(jī)界面：10.1寸觸摸屏（同微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)）。
（13）勵(lì)磁主變壓器：三相勵(lì)磁主變壓器采用三繞組芯式變壓器，電壓變比AC400V/70V,±10%，額定容量：1kVA，聯(lián)接組別：YD-11。容量完全滿足發(fā)電機(jī)勵(lì)磁要求，并留有足夠安全余量。
4.2.4微機(jī)準(zhǔn)同期控制器
（1）測量系統(tǒng)頻率，機(jī)端電壓，系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.5%；
（2）全自動準(zhǔn)同期合閘；
（3）半自動準(zhǔn)同期合閘；
（4）斷路器合閘時(shí)間測定；
（5）同期啟動信號：電平型；
（6）同期復(fù)歸信號：電平型；
（7）開關(guān)量輸入信號：DC24V電平；
（8）開關(guān)量輸出信號：DC24V電平；
（9）同期對象：1個(gè)；
（10）頻率差整定范圍：±0.5Hz；
（11）電壓差整定范圍：±10V；
（12）同期倒前時(shí)間：100-600ms；
（13）合閘精度：頻差≤0.3Hz時(shí)，合閘相角差≤1.5°
（14）通信協(xié)議：ModBus-RTU，PPI，USS；
（15）招標(biāo)書中提供微機(jī)同期裝置監(jiān)控畫面和參數(shù)設(shè)置畫面截圖
4.2.5微機(jī)線路保護(hù)功能
（1）三段式相間過流保護(hù)
（2）自動重合閘功能（分相重合閘功能）
（3）后加速保護(hù)
（4）電流測量值優(yōu)于1%
★4.2.6無線智能實(shí)驗(yàn)室管理考核系統(tǒng)（為保證軟件正版，投標(biāo)時(shí)提供軟件著作權(quán)證書原件備查并現(xiàn)場演示功能）
 該系統(tǒng)采用240*128點(diǎn)陣藍(lán)底背光液晶顯示屏及PVC輕觸鍵盤，中文顯示，試題顯示直觀。能實(shí)現(xiàn)所有維修電工掛箱任意點(diǎn)的故障設(shè)置。
1、可選擇指定故障考核方式或隨機(jī)故障考核方式。
2、隨機(jī)故障考核方式下系統(tǒng)具有自動隨機(jī)出題功能，使每次維修的故障都不相同。
3、隨機(jī)故障考核方式可設(shè)置故障范圍及故障數(shù)量。
4、掉電后不會丟失所設(shè)置的參數(shù)及考核結(jié)果。
5、具有自動評分參數(shù)設(shè)置、考核時(shí)間設(shè)置及倒計(jì)時(shí)、重復(fù)考號報(bào)警等功能。 
6、自動保存80位考生的考號、分?jǐn)?shù)、誤排次數(shù)、剩余故障、剩余時(shí)間等。
7、每個(gè)故障點(diǎn)都默認(rèn)設(shè)置為開路故障，可根據(jù)要求改變?yōu)槎搪饭收稀?br /> 8、考核系統(tǒng)未上電時(shí)，電氣線路能正常工作。上電后，電氣線路的工作狀態(tài)取決于上一次考核系統(tǒng)斷電時(shí)的情況，但在隨機(jī)故障考核方式下故障點(diǎn)位置與上次不一樣。
9、本系統(tǒng)由教師用上位機(jī)統(tǒng)一設(shè)置故障（隨機(jī)故障和指定故障），由無線網(wǎng)絡(luò)輸至學(xué)生實(shí)訓(xùn)臺進(jìn)行排故訓(xùn)練或考核，實(shí)訓(xùn)考核人員條件與機(jī)會均等，客觀、科學(xué)判斷實(shí)訓(xùn)考核結(jié)果，保證考核結(jié)果的公平公正。故障點(diǎn)設(shè)置方便、快捷，訓(xùn)練考核成績自動記錄、排序、打印，極大方便實(shí)訓(xùn)室的管理，大大減輕教師的工作量。
10、本考核系統(tǒng)有很好的通用性，通過與不同實(shí)訓(xùn)設(shè)備的組合，既可鍛煉學(xué)員動手連接訓(xùn)練電路，掌握實(shí)操技能，又可通過智能化考核系統(tǒng)科學(xué)公正考核學(xué)員所學(xué)專業(yè)知識，有效的提高了學(xué)校的實(shí)訓(xùn)考核管理能力。
11、本系統(tǒng)采用獨(dú)立開關(guān)電源供電，電路設(shè)計(jì)優(yōu)化合理，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格完善，保證機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性。
12、本系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)交換都是通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以方便快捷組網(wǎng)，任意添加組網(wǎng)設(shè)備數(shù)量（最高255臺），而且不需要進(jìn)行繁瑣的網(wǎng)絡(luò)布線，極大的簡化了實(shí)驗(yàn)室的安裝，從而降低了組建實(shí)驗(yàn)室的成本。
13、本系統(tǒng)兼容單機(jī)考核系統(tǒng)，當(dāng)沒有安裝上位機(jī)時(shí)，本機(jī)亦可單獨(dú)使用。除成績的整理、打印等不能實(shí)現(xiàn)以外，其他所有功能均可在本機(jī)實(shí)現(xiàn)。
5、云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)
本平臺將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于電氣自動化信息技術(shù)并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲，并提供豐富的數(shù)據(jù)分析工具方便更加準(zhǔn)確的掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)?！餅楸ＷC軟件正版，投標(biāo)時(shí)提供云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書原件備查并現(xiàn)場演示功能。
1）功能。   
（1）數(shù)據(jù)云系統(tǒng)上傳（2）手機(jī)數(shù)據(jù)查詢（3）歷史數(shù)據(jù)查詢（4）數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)（5）郵箱報(bào)警（6）微信報(bào)警（7）微信反向控制（8）二次開發(fā)
2）智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件
（1）數(shù)據(jù)顯示顯示輸入電壓監(jiān)控，輸出電壓監(jiān)控，輸入開關(guān)監(jiān)控，輸出開關(guān)控制以及輸入電壓模擬量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際需求添加128路。
（2）控制：控制啟動停止開關(guān)的開和關(guān)，輸出電壓值的給定，可根據(jù)實(shí)際需求添加128路。
（3）歷史數(shù)據(jù)：顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)，可按時(shí)、天、月進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)曲線，以及歷史數(shù)據(jù)表格，可表格數(shù)據(jù)導(dǎo)出處理。
（4）設(shè)備報(bào)警：報(bào)警信號為PLC主機(jī)模擬量采集數(shù)值或者開關(guān)量可以自由設(shè)定，如當(dāng)模擬量輸入超過10V電壓時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動化應(yīng)用軟件將報(bào)警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設(shè)置的郵箱地址或者微信推送報(bào)警信號，每臺設(shè)備對應(yīng)設(shè)置一個(gè)微信賬號和一個(gè)郵箱賬號用于接受報(bào)警信號。
（5）通過手機(jī)微信關(guān)注云平臺可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。
（6）終端畫面包含：數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關(guān)狀態(tài)輸入，開關(guān)控制輸出，以及云端連接二維碼。聯(lián)網(wǎng)設(shè)置界面：設(shè)置現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理
★3）為保證軟件正版，投標(biāo)時(shí)提供智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件著作權(quán)證書原件備查。
6、無窮大系統(tǒng)
額定容量：15kVA；
7、三相可調(diào)阻感性負(fù)載
7.1在三相AC400輸入下，有功負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為0-2.5kW，連續(xù)可調(diào)；
7.2在三相AC400輸入下，無功負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為0-2kVar，連續(xù)可調(diào)。