電力系統(tǒng)數(shù)字仿真實驗室建設(shè)規(guī)劃

一、實驗室簡介

本實驗室主要面向電氣工程及其自動化、自動化、軌道交通電氣化、軌道交通自動化等專業(yè)和方向，開展電氣工程及其自動化專業(yè)電力系統(tǒng)方向系列課程的驗證性、設(shè)計性實驗和綜合實訓(xùn)等。實驗室主要為計算機(jī)結(jié)合少量硬件設(shè)備的形式，設(shè)備共計20臺套。

二、實驗內(nèi)容

2.1電力系統(tǒng)及其自動化仿真

A、電力系統(tǒng)分析課內(nèi)實驗：電力系統(tǒng)運行方式及潮流分析實驗、電力系統(tǒng)故障分析實驗、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制實驗；B、軌道交通牽引供電系統(tǒng)仿真：在動態(tài)信號生成系統(tǒng)中包括豐富的電力系統(tǒng)元件模型，如發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)荷、斷路器、輸電線等，能夠根據(jù)電網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對電網(wǎng)一次系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，實時輸出與變電站相同的電壓、電流波形。用戶可以對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)進(jìn)行修改，并可靈活地改變系統(tǒng)一次接線方式，從而對變電站運行情況進(jìn)行完整的仿真模擬。

2.2電力系統(tǒng)仿真綜合實訓(xùn)

結(jié)合10KV配網(wǎng)供配電系統(tǒng)設(shè)計、軌道交通牽引接觸網(wǎng)線路和微電網(wǎng)工程的電力系統(tǒng)綜合實訓(xùn)仿真，繪制實際電網(wǎng)工程后進(jìn)行典型故障仿真，驗證電氣一次設(shè)備選型的正確性和二次繼電保護(hù)參數(shù)整定的正確性，然后完成仿真實驗報告；仿真對象包括為典型電力系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)、新能源微網(wǎng)供電、鐵路牽引供電提供系統(tǒng)分析以及繼電保護(hù)裝置、安全自動裝置、測控裝置、故障錄波裝置的使用、調(diào)試、檢驗及維護(hù)的實訓(xùn)。通過構(gòu)建供電系統(tǒng)綜合自動化試驗平臺，變電站一次設(shè)備的模擬采用數(shù)字仿真技術(shù)，二次側(cè)采用與實際變電站相同的保護(hù)裝置，實現(xiàn)數(shù)字化變電站與真實保護(hù)裝置的無縫對接，建立從電壓、電流互感器二次側(cè)開始完整的電流、電壓回路，實現(xiàn)變電站保護(hù)裝置整組驅(qū)動，模擬開關(guān)的實時狀態(tài)返回到仿真平臺中，實現(xiàn)變電站一二次系統(tǒng)全過程閉環(huán)仿真。

2.3電機(jī)設(shè)計與工程電磁場仿真

結(jié)合電氣行業(yè)常見裝備中特種電機(jī)設(shè)計研發(fā)需求，即根據(jù)電機(jī)的工程需求邊界參數(shù)設(shè)計電機(jī)，利用仿真軟件進(jìn)行電場、溫度場、磁場仿真，結(jié)合一個單相變壓器設(shè)計實例和小功率直流永磁無刷電機(jī)設(shè)計的完整仿真設(shè)計過程。完成小功率電動機(jī)和變壓器的上述3種類型的仿真及電氣與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，使設(shè)計的變壓器和電機(jī)在仿真結(jié)束后相關(guān)電氣參數(shù)能達(dá)到設(shè)計要求；

2.4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)仿真

繼電保護(hù)實驗總的來說有兩方面內(nèi)容：一是繼電器或某些元件工作原理的學(xué)習(xí)，例如功率方向繼電器，加入電壓和電流到繼電器，調(diào)節(jié)它們之間的相位，觀察繼電器的動作邊界，可以測量出動作范圍及靈敏角；二是分析繼電保護(hù)的動作行為，例如針對一個特定的電力系統(tǒng)，確定保護(hù)的配置，給定其定值，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生某種故障時，分析故障特征，認(rèn)識保護(hù)動作行為的必然性。實驗內(nèi)容包括：電流保護(hù)（帶功率方向）實驗；零序電流保護(hù)（帶零序功率方向）實驗；三段式距離保護(hù)實驗；輸電線路差動保護(hù)實驗；變壓器縱差保護(hù)實驗；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗；數(shù)字量輸入/輸出回路檢查實驗；數(shù)字濾波器程序設(shè)計；微機(jī)保護(hù)算法程序設(shè)計；繼電保護(hù)程序設(shè)計等。

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直流數(shù)顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設(shè)計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍0-300V。手動量程為：2V、20V、300V。測量精度為0.5級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

直流數(shù)顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設(shè)計爾成，通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機(jī)對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為0.5級。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。

直流數(shù)顯電流表一只，測量范圍0～5A，三位半數(shù)顯，精度為0.5級，具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。