电力工程

DL GTUTOT-S

介绍：

随着时代发展，现代电力系统在地理上不断发展壮大。其计划、监测和管理需要先进的分析和控制技术进行网络互连、能源管理和存储，并在未来的智能电网安装中集成分布式可再生能源。

DL GTUTOT-S实训装置以紧凑灵活的解决方案为学生提供有关电力工程系统的全面知识。

实验室分为四个主要研究领域：

• 电力产生

• 电力传输和分配

• 电力使用

• 保护技术

电力产生

介绍：

三相电源最常用于公共能源领域的发电、电力传输、配送及使用。由于传输相同的电力时所需的导体材料更少，三相系统比单相系统更加经济，也更适用于长距离高压传输。而且对于消费者来说，三相系统也是三相（电动机、重载荷）或单相应用的理想选择。

几乎所有的发电都是通过大功率同步发电机或交流发电机进行的，此类发电机的结构设计取决于其驱动力类型，而通常使用的驱动力是蒸汽、气体或水力。电力的一个主要局限是无法大量存储，因此必须按需发电。同步发电机可以以独立模式运行，为单个用户供电，也可以与恒压恒频电力系统并联运作。

该实验室研究了同步发电机的主要特性、与主网络的同步性及其在不同负载条件下的表现。

实验：

电力传输和分配

介绍：

现今，各个国家几乎只能使用频率为50或60Hz的三相系统来提供公共电力。相对于直流电系统，三相交流电的主要优势在于电力可以在距离最终用户相对较远的大型发电站中以更低的成本产生，可以实现高电压远距离传输，功率损耗却很小，从而根据应用需求提供给消费者两种不同水平的电压。

电力传输和分配系统的主要组件包括：

·         变压器：升压变压器将产生的电压提高至适合高压输电系统的值，隔离变压器在网络之间交换功率，降压变压器将电压降到中压水平，再进一步降成低电压分配给用户。

·         传输线：架空电力线主要用于将电能从发电站传输到用户。但是在人口稠密地区只能通过电缆供电。采用不同电压传输电力，电压级别取决于电力大小和距离；传输电压越高，电流和传输损耗就越低，但还必须考虑网络投资成本随电压而增加。

·         母线、隔离开关和电源断路器：它们是配电站中用于配电的主要组件。

本节将分析电力工程的基本电路、星形-三角形和三角形-星形连接、操作设备（线路、变压器）的串联和并联以及不同的网络拓扑。 

实验：

•  电流互感器和电压互感器

介绍：

在供电系统中持续测量和监测电流和电压，确保它们保持在一定范围内。但通常电流和电压值非常高，无法直接测量。

必须使用特定变压器将这些值降低至可以安全经济地进行测量的水平。获取这些值是必需的，它们会提供有关系统运行状况的信息，计算提供给用户的电量，并在发生故障事件时迅速关闭网络的各个部分，避免其扩散而导致整个电源系统崩溃。

实验：

电能管理

介绍：

在某些国家，电能消耗水平已超过了实际可用的水平。人们越来越需要优化和降低这种使用水平，并找到替代性的、更有效且可再生的电源。

电力公司使用安装在用户设施上的电表来测量交付给用户的电能，进行计费。现代固态电表能测量有功功率和无功功率、需求量和最大使用功率，或者能在一天的不同时段实施不同费率。

大多数电气设备在干线上充当感性负载，这些负载包括带线圈或绕组的设备，例如电动机和变压器，它们会在电压和电流变量之间产生时间延迟。能源消耗者出于合同或经济原因有义务补偿其设备消耗的无功功率，尤其是规模较大的，例如工厂。

与主电网相连的分布式可再生电能系统的集成会产生双向电流，需要用计量性先进电力电子转换技术对其进行适当管理。

在本节中，可以用静态负载和动态负载来模拟几种类型的用户，研究功率因数补偿、能耗、负载分布图以及电力使用的优化。

实验

DL GTUTOT-S  模块列表：