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      船舶電站模擬實驗平臺概況

      一、研究目標
             實驗臺能對海洋船舶、內(nèi)河船舶、軍事艦艇電站等獨立電站中常用的自動裝置、電站監(jiān)控、船舶電站自動控制、繼電保護等進行模擬實驗,可實現(xiàn)電站運行過程中的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電動機電壓、電流、發(fā)電機三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、發(fā)電機功角、勵磁電壓、勵磁電流的監(jiān)控及實時記錄。
      通過搭建實驗平臺來模擬船舶電站,電站包括兩臺發(fā)電機組,可以實現(xiàn)單機帶負荷運行,兩臺發(fā)電機組通過并網(wǎng)形成獨立的小電網(wǎng)。兩臺發(fā)電機組應能實現(xiàn)對實際發(fā)電機組的動態(tài)模擬。
      二、實驗平臺概況
             實驗平臺由兩套發(fā)電機組、機組控制柜、配電實驗臺(內(nèi)置可調(diào)阻抗負載)、故障與保護系統(tǒng)和監(jiān)控測量系統(tǒng)組成。兩臺發(fā)電機組可實現(xiàn)并網(wǎng),形成獨立的模擬船舶電站,原理示意圖見圖1,其他廠家產(chǎn)品實物見圖2.
      圖1 電站示意圖
       三、擬進行的實驗
      1) 發(fā)電機特性實驗
      (1)發(fā)電機的空載特性實驗;
      (2)發(fā)電機的短路特性實驗;
      (3)發(fā)電機的負載特性實驗;
      2)單機帶負荷實驗
      (1)投、切不同負荷的實驗;
      (2)調(diào)速器調(diào)差特性實驗;
      3)發(fā)電勵磁控制實驗
      (1)控制方式及其相互切換實驗;
      (2)發(fā)電機強勵實驗;
      (3)調(diào)差特性實驗;
      4)準同期并車實驗
      (1)手動準同期并列實驗;
      (2)自動準同期并列實驗;
      5)電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗
      6)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實驗
      (1)短路類型對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響實驗;
      (2)有無強勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定性影響試驗;
      (3)線路重合閘及其對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的實驗;
      7)原動機調(diào)速器控制參數(shù)對機組運行穩(wěn)定性影響實驗
      8)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)控制參數(shù)對機組運行穩(wěn)定性影響實驗
      9)功率分配控制器控制參數(shù)對機組運行穩(wěn)定性影響實驗
      10)系統(tǒng)低頻振蕩實驗
      四、實驗平臺要求
      1、發(fā)電機組
      發(fā)電機組單機組功率2kW-15kW,額定轉(zhuǎn)速1500r/min,采用電動機拖動三相交流同步發(fā)電機的型式,共兩套機組。發(fā)電機組應根據(jù)相似理論設(shè)計,可實現(xiàn)實際發(fā)電機組的動態(tài)特性模擬,有較大的機電時間常數(shù)。機組單機運行及雙機并網(wǎng)運行時,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速振蕩。
      機組基本運行功能包括:1)電動機調(diào)速器應能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制,轉(zhuǎn)速反饋方式為光電編碼器;2)原動機都配有調(diào)速裝置,發(fā)電機配有準同期裝置,兩臺機組并列后有調(diào)頻調(diào)載裝置;3)每套控制裝置都有微機手動/自動,模擬手動三種控制方式供選擇,并且調(diào)速器、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及調(diào)頻調(diào)載系統(tǒng)的運行控制參數(shù)可修改。
      若原動機采用直流電動機,則應保證調(diào)速器輸出的直流電壓波形平穩(wěn)。原動機調(diào)速器應不對反饋、測試、監(jiān)控系統(tǒng)造成干擾。
      2、配電柜
      實現(xiàn)機組轉(zhuǎn)速,發(fā)電機端電壓、電流、電源頻率、有功功率、無功功率,功率因素等的實時監(jiān)控功能,可實現(xiàn)兩臺機組的手動及自動同期并車,并可實現(xiàn)兩臺機組的功率分配管理;帶有線路短路故障設(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、三相短路等短路類型。
      3、負載
      可提供連續(xù)可調(diào)的三相阻抗負載,容量為雙機組總?cè)萘康?20%;
      4、測試記錄量:
      兩臺機組轉(zhuǎn)速n,直流電動機電樞電壓Ua、電樞電流Ia、勵磁電壓Udf、電流Idf;發(fā)電機端三相電壓U,三相電流I,發(fā)電機功率P,無功功率Q,功角δ,轉(zhuǎn)矩Te,勵磁電壓Uf,勵磁電流If等,要求這些量均轉(zhuǎn)換成±10V范圍內(nèi)電壓信號。
      5、機組軸系:電動機和發(fā)電機中間連有一段中間軸,中間軸上裝有鋼質(zhì)圓盤及齒盤,中間軸具體方案由哈爾濱工程大學提供;
      6、機座及減震裝置:機組底座采用高強度鋼板,表面平整度高,直流電動機與發(fā)電機和中間軸采用橡膠連軸器軟連接,為保護實驗人員安全,配有防護罩,底座裝設(shè)帶減震功能的支撐腳。
      五、其他說明
      1、應提供全套的電動機及發(fā)電機的結(jié)構(gòu)尺寸圖紙、主要結(jié)構(gòu)件材料,電機電氣計算說明書;
      2、上述關(guān)鍵測量量所有變送器輸出均需做成BNC公接頭;
      3、調(diào)速器提供控制邏輯圖及關(guān)鍵參數(shù),帶有詳細說明書;
      4、勵磁控制系統(tǒng)電路圖及關(guān)鍵參數(shù),帶有詳細說明書;
      5、調(diào)頻調(diào)載自動控制裝置電路圖及關(guān)鍵參數(shù),帶有詳細說明書;
      6、實驗臺應具有各項保護功能,總電源由三相總開關(guān)控制,設(shè)有三相帶燈熔斷器作為斷相指示,各種電源及各種儀表均有完善的保護功能。
      7、實驗臺方案制定及生產(chǎn)過程中的問題雙方應協(xié)商解決。

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