风电场电气系统实训装置

一、设备概述

风电场电气系统实训装置是根据风电场典型电气系统设计，由模拟一次系统和二次系统组成，一次系统包括一机一变、多机一变两种常用风力发电主接线、风电场变电站、公用电网，并具有永磁风电实训机组和双馈异步风电实训机组接口；二次系统包括断路器控制回路、主变保护装置、线路保护装置、电能表、电参数及电能质量分析仪、RTU模块、SCADA软件。本装置可以实现风电厂电气系统正常运行操作、事故倒闸操作、变压器主保护、后备保护、线路保护、风电电能计量、风电电能质量监测、风电场计算机监控(SCADA)等方面的实训项目。

本装置也可以作为职业院校风电专业实训教学平台，亦可作为风电场技术人员的专业技能培训平台。

二、风电场电气系统实训装置技术参数

1. 电源：三相五线AC380V±10% ，50Hz。

2. 装置功率：≤6kVA。

3. 一次系统屏：一次系统包括一机一变、多机一变两种常用风力发电主接线、风电场变电站、公用电网，并具有永磁风电实训机组和双馈异步风电实训机组接口，一次系统图必须采用国标色标标识电压等级，线路阻抗采用电抗器来模拟，负荷种类包括普通负荷，照明负荷和动力负荷等。

4. 保护控制屏：电力柜、装设微机保护装置、变频器、测量仪表、故障设置模块等。

5. 微机保护装置包括智能电网保护装置、微机变压器差动及后备保护装置；微机保护装置详细功能如下：

A、智能电网保护装置

智电网保护装置可以实现微机微机线路保护、微机变压器后备保护、微机电容器保护、微机电动机保护、PT保护、备自投功能，具体功能如下：

（1）保护功能：四段相间过电流保护（电压、方向闭锁）、两段零序过电流保护（电压、方向闭锁）、堵转保护、过热告警、不平衡电压/电流保护、非电量保护、低电压保护、启动时间过长保护、过热跳闸保护、失压重启动、进线备投/母联备投、PT断线告警、三相一次重合闸（检同期/检无压）、低周减载（无压/无流/滑差闭锁）、后加速、控制回路断线告警；

（2）故障录波功能，8组录波数据；

（3）通信功能：ModBus_RTU/IEC60870-103/ModBus_TCP

（4）100条SOE事件记录

（5）测量精度：U/I 0.2级，P/Q0.5级，电能1级，F0.01Hz

B、微机变压器保护装置

微机变压器主保护装置采用适应110kV及以下系统双线圈或三线圈变压器的差动及本体保护的工业产品。主要具有以下功能：

（1）保护功能：差动速断保护；二次谐波制动的比率差动保护；CT断线检测和闭锁功能；过负荷发信；本体保护；数据采集及控制功能；变压器三侧电流的采集；保护投入/退出 ；遥信量

（2）故障录波：动态记忆最新10次保护故障波形，每个事件记录故障前6个周波，故障后4个周波。

（3）通信功能：RS485 、CAN网络通讯接口

6. RTU装置：采集一次系统所有隔离开关、断路器信号、断路器分、合闸控制，与SCADA软件进行数据交换。

（1）测量仪表：三相智能电量监测仪（2台）、电秒表、模拟表头，数字交直流仪表（4只）。三相智能电量监测仪功能：三相电流、三相电压、三相有功功率、三相无功功率、三相视在功率、功率因数、频率、电能等电参数监测

7. 通信接口：RS-485，TCP/IP以太网。

8. SCADA软件，软件配置监控软件与RTU装置、智能电量监测仪、微机保护装置、通信网络构成供配电SCADA系统，实现供配电系统遥信、遥控、遥测功能。

9. 微机保护图形化可编程软件，操作界面截图等资料如下。

PLPShell微机保护图形化可编程软件，采用图形化编程界面，可以组合输入信号，设定保护逻辑，控制输出继电器、指示灯或报警功能。可实时监控数据、显示相角矢量图、显示状态、显示SOE事件和故障录波图，方便用户在使用装置的设定、调试和修改工作。

三、实训项目

1、风电场电气接线图的认知

2、风电场变配电室值班技能培训

（1）互感器的接线方法

（2）变电站倒闸操作

（3）供配电系统多功能智能仪表的使用与参数设置

3、风电场微机继电保护

（1）模拟系统正常、最大、最小运行方式

（2）模拟系统短路

（3）电秒表的正确操作

（4）微机线路保护装置参数整定操作

（5）无时限电流速断保护

（6）带时限电流速断保护

（7）定时限过电流保护

（8）反时限过电流保护

（9）电流电压连锁保护

4、风电场微机变压器差动保护

（1）系统正常运行及不平衡电流测量

（2）模拟微机变压器差动速断保护

（3）微机变压器的二次谐波制动

（4）变压器比率差动保护

（5）变压器轻/重瓦斯保护

5、微机变压器后备保护

（1）变压器相间过电流保护

（2）变压器零序保护

6、微机电容器保护实训

7、微机PT保护实训

8、供电系统自动无功补偿实训

（1）手动无功补偿实训

（2）自动无功补偿实训

9、微机备用电源自动投入实训

（1）进线备投（明备用）实训

（2）母联备投（暗备用）实训

10、微机保护图形化组态实验

（1）图形化可编程软件认知

（2）微机线路保护图形化组态实验

（3）微机电动机保护图形化组态实验

（4）微机电容器保护图形化组态编程实验

（5）微机PT保护图形化组态编程实验

（6）微机备自投图形化组态编程实验