自主研发的自适应模拟断路器及动模发电机组的设计

为能更好地适应实验室发展的需求，新建的电力系统动态模拟实验室对其核心设备的控制和监控均采用自主研发的控制和监控系统，具体如下。

1.自主研发的动模试验监控系统

监控系统能够按照试验要求对实验室的设备，包括发电机控制柜、同期柜、系统电源切换柜、负载控制柜、故障短路控制柜、模拟断路器柜等进行操作。通过配备的电压电流测量仪表，完成监测、控制及保护功能。监控系统主要由控制站和通信总线组成。控制站包括控制主站、远程控制站等。通信总线用于控制主站与远程控制站之间的数据传输。控制主站主要由CPU模块、网络模块、通信模块、电源模块及输入输出模块等部分组成，控制站通过输入输出模块和中间继电器与物模系统的各个被控对象相连，并将信号实时采集到物模集控室内，通过上位机监控系统实现被控对象的控制。整个系统的网络结构如图3.3所示。

图3.3　动模控制系统网络结构图

2.自主研发的微机发电机控制系统

发电机控制系统由原动机调速器仿真系统和发电机励磁调节系统构成，可实现大型水、火电发电机组的动态模拟，具备多种励磁方式、多种失磁方式、保护及通信功能，为更加深入地研究发电机组仿真技术打下了坚实基础。自研的发电机控制系统可在微机上进行原动机转速设置、励磁电压设置、负荷的精确输出，以及模拟励磁系统故障形态（如整流回路一相开路），解决了以往系统振荡周期不易控制的问题，并且可与自动准同期配合自动调整机端电压幅值、频率实现自动同期并网。(www.xing528.com)

图3.4　动模发电机组

3.自主研制的自适应模拟断路器

模拟断路器按分相操作原则设计，它由3个单相跳闸回路和3个单相合闸回路完成跳闸合闸动作，既能三相操作又能分相操作，设有防跳回路。可进行就地/远方操作切换，就地进行手合、手跳或远方后台（保护）跳合闸操作。根据实际高压断路器跳、合时间资料统计，跳闸时间30～99 ms，合闸时间100～200 ms。在每相跳、合闸回路中增加延时单元来满足对跳、合闸时间可调的要求。对国内各继保厂家生产的操作箱对跳、合闸回路的保持电流都能够自适应；直流电源220 V/110 V操作电压能够自适应；能输出代表高压断路器同步动作的位置接点，满足高压线路试验对断路器的要求。

4.CT断线装置

CT断线试验时需要将接入保护装置的CT二次回路断开，并立即封住不能让CT开路，如不能及时封住，CT二次将产生高压，还会在一次系统引起变化，使保护误判故障。自研的CT断线装置实现了CT二次回路断开再封的无缝切换，圆满完成CT断线试验要求。