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3

人工气候箱

杭州托普

4

温湿度表

上海

5

雨量器

天津

6

全自动气象观测仪

武汉新惠普

21

空气离子测定仪

美国AIR

22

辐射仪

美国

43

室内空气苯·

苯系物速测仪

长春吉大小天鹅

44

全自动双通道大气采样仪

45

多参数室内空气质量检测仪

105

便携式多功能土壤－空气污染检测系统

欧洲

3.2地质实验室

可开设地质学基础等课程试验，涉及到的实验名称包括硫化物矿物的观察和鉴定、氧化物矿物的观察和鉴定、硅酸盐矿物的观察和鉴定、火成岩岩石类型的观察和鉴定、沉积岩岩石类型的观察和鉴定、变质岩岩石类型的观察和鉴定、变质岩鉴定及其成因分析等。

地质罗盘仪

20

江西华峰

海拔仪

测高仪

照相机

尼康

3.3土壤—植物地理环境实验室

该实验室主要包括土壤养分速测仪、叶绿素测定仪等基本设备，同时还包括比表面积孔径测定仪、激光粒度仪、对应课程《土壤地理学》，涉及到的实验名称主要包括土壤入渗实验、土壤样品采集与处理方法、土壤分析样品的制备实验、土壤比重的测定实验、土壤PH值的测定实验、土壤水分测定实验、土壤常规养分测定实验；

实验课时：

15-20课时。

对应课程《植物地理学》，涉及到的实验名称主要包括基于液流观测的植物蒸腾观测、显微镜的使用与植物的微形态观察、植物种群调查、植物群落调查、植被分层与生活型谱。

土壤养份速测仪

杭州拓普

多点土壤温湿度记录

叶绿素仪

日本SPAD

生物成像系统

Nikon

激光粒度仪

1台

美国麦奇克

比表面孔径测定仪

7

土壤养分速测仪

浙江托普仪器有限公司

8

土壤紧实度仪

9

电子分析天平

梅特勒

10

超净工作台

上海博迅

11

台式冷冻离心机

湖南湘仪

12

冰箱

13

电子天平

湘仪天平

14

电热恒温鼓风干燥箱

15

超纯水系统

上海精科

16

土壤环刀

17

土壤盒

18

紫外可见近红外-分光光度计

日本日立

19

实验桌

定做

超声波细胞破碎仪

宁波新芝

生物安全柜

美国NUAIRE公司

23

台式高速冷冻离心机

24

二氧化碳培养箱

25

26

叶面积测定仪

必达泰克

27

光合作用测定仪

28

高速万能粉碎机

3.5电力系统动态模拟实验室整体布局

3.5.1主控制室

主控制室布局有测量控制实验台、微机监控台以及遥视系统和音响系统。

（1）测量控制实验台

考虑到动模试验要求灵活方便的特性，测量控制台采用一一对应的直接控制方式：

发电机单元、无穷大单元、负荷单元采用图标表示，带灯控制弱电按钮采用符号式或文字表示，有功、无功调节均采用弱电按钮方式，整个控制调节既方便快捷，又安全可靠。

在测量控制台上，有一台“合闸角及程序控制器”能进行故障时角度和时间控制以及线路的跳、合程序控制。

还有二台64路的故障录波仪。

测量台按电力系统规范设计，电流、电压测试端因数量多，均设在屏后端子上，并配有专门的插头，实验接线方便、快捷。

（2）微机监控台

在微机监控台上装有四台微机，其中两台作为监控系统的主机，另一台承担遥视系统工作，余下一台是将微机型多功能仪表、原动机及调速系统仿真屏、励磁及负阻器屏等设备通过485通信口联成另一套发电机的监控系统，可对发电机进行遥测、遥信、遥控、遥调等监控。

主控制室装设有3台5000流明以上的高清晰投影仪，中间显示一次系统主接线图，以及各点的实时电流、电压、有功、无功量。

另二个投影仪可以投故障录波仪波形，也可投试验方案及遥视信号，各投影仪通过矩阵仪可进行相互切换。

遥视系统将各处装设的摄像头图像传送到主控制室，可在主控室直接遥视试验大厅各部位及监视发电机运行状况。

图3.3信号投影方案

主控制室还装设有音响系统可供开鉴定会之类使用（实验控制与测量台布局图以及投影屏幕布置效果图如附图3所示）。

3.5.2试验大厅

（1）1号试验大厅

所有一次设备均放于此地，即3台模拟发电机组及其变压器组，2台模拟风机和4台电动机，2组无穷大变压器，2组无穷大调压器和1组无穷大移相器，3组模拟发电机升压变压器，4组负荷变压器，1组联络变压器，因面积有限线路电抗器架只能放于内墙边。

（2）2号试验大厅

控制屏均放于此，共分三排，纵向2排，横向1排。

第一排为：

模拟系统特性仿真屏，共计15面屏；

长0.8×

15＝12.0m，宽0.6m，高2.26m；

第二排为：

模拟系统测量控制屏，共计15面屏；

第三排为：

数字系统和通信屏，共计7面屏；

7＝5.6m，宽0.6m，高2.26m。

3.6电力系统动态模拟实验室投资概算

（1）模拟发电、变电主设备

设备

型号/

参数

单价

（万元）

总价

备注

15kVA模拟发电机组

15kVA

49.5

3套

148.5

2隐极机、1凸极机、带抽头　

5kVA双馈风力发电机组

5kVA

4.5

1套

双馈风电机组模拟

5kVA直驱风力发电机组

4.8

直驱风电机组模拟

15kVA模拟升压变压器

15.0

3组

45.0

二绕组带抽头

5kVA升压变压器

2.8

2组

5.6

二绕组不带抽头

30kVA联络变压器

30kVA

23.1

1组

三绕组带抽头

7.5kVA负荷变压器

7.5kVA

3.8

4组

15.2

100kVA无穷大变压器

100kVA

19.8

阻抗角大于88度

50kVA无穷大变压器

50kVA

11.8

100kVA无穷大调压器

50kVA无穷大调压器

50kVA移相器

5kVA负荷机组

2.3

9.2

小计

24套

（2）模拟线路电抗器设备

模拟35kV架空线路

8π　

1.6

8组

12.8

模拟35kV电缆线路

1.9

模拟220kV架空线路

2.4

19.2

阻抗角大于81.9度　

模拟500kV架空线路

12π　

3.6

12组

43.2

阻抗角大于86.2度　

500KV并联电抗器

8台

阻抗角大于89度

强迫零序分配器

10/10

3.5

7.0

联络电抗器

1π　

3.4

线路、电抗器柜

0.9

14面

12.6

53套

（3）模拟系统测量控制屏

型号

1号模拟发电机高压测控屏

9.7

1号模拟发电机机端测控屏

8.8

2～3号模拟发电机测量控制屏

19.4

4～5号模拟风电测量控制屏

17.6

35kV模拟配网开关测量控制屏

7.9

31.6

220kV模拟线路开关测量控制屏

8.9

17.8

500kV模拟分相开关测量控制屏

9.8

19.6

模拟联络变压器测量控制屏

模拟负荷测量控制屏

15.8

模拟无穷大电源测量控制屏

9.5

模拟一次系统组网屏

9.6

（4）模拟系统特性仿真屏

1～3号模拟原动机及调速系统仿真屏

16.6

49.8

1～3号模拟发电机励磁及负阻器屏

47.4

4～5号模拟风力机及调速控制屏

12.7

25.4

4号双馈风机励磁控制屏

13.8

5号直驱风机励磁控制屏

15.7

静止负荷特性控制屏

7.6

模拟发变组故障屏

模拟联络变压器故障屏

模拟高压系统故障屏

8.5

（5）操作控制台及其它

设备

试验测量操作控制台

三面台为一组　

微机准同期控制器

2.9

合闸角程序控制器

5.5

发变组故障录波装置

64路模拟量　

通信管理屏

11.0

1面

SCADA服务器

1.5

2套

3.0

SCADA应用软件

微机监控实验台

1.8

远方控制交流电源屏

多路直流电源屏

4.0

投影仪

3台

9.0

电力电缆/控制电缆

30

1批

电力系统沙盘

发电机虚拟仿真展示台

变压器虚拟仿真展示台

断路器虚拟仿真展示台

（6）动模实验室总投资概算

功能模块

单价万元

7.1

模拟发电、变电主设备

295.5

7.2

模拟线路电抗器设备

132.6

7.3

模拟系统测量控制屏

23套

177.2

7.4

模拟系统特性仿真屏

15面

195.1

7.5

操作控制台及其它

149.4

玖佰玖拾玖万捌千元

3.7电力系统动态模拟实验室拟开设实验内容

电力系统动模实验室建成后，可以开始以下实验内容：

（实验一）：

同步发电机准同期并列实验

1.机组启动与建压

2.准同期并网

3.发电机增减负荷的操作

4.解列操作

5.自动励磁调节器的投入、退出操作

6.准同期条件的整定

（实验二）：

同步发电机励磁控制实验

1.不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测

2.同步发电机起励实验

3.控制方式及其相互切换

4.逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验

5.伏赫限制实验

6.同步发电机强励实验

7.欠励限制实验

8.调差实验

9.过励磁限制实验

10.停机灭磁

（实验三）：

电力系统稳态运行方式实验

1.单回路稳态对称运行实验

2.双回路对称运行与单回路对称运行比较实验

3.单回路稳态非全相运行实验

（实验四）：

电力系统功率特性和功率极限实验

1.无调节励磁时功率特性和功率极限的测定

2.手动恒α调节励磁时，功率特性和功率极限的测定

3.自动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定

（实验五）：

电力系统暂态稳定实验

1.短路对电力系统暂态稳定的影响

2.研究提高暂态稳定的措施

3.异步运行和再同步的研究

（实验六）：

独立电网实验

1.测定不同性质的负荷对发电机的电压，频率的影响

（实验七）：

电力系统分析实验

1.网络结构变化对系统潮流的影响

2.投、切负荷对系统潮流的影响

3.短路对电力系统暂态稳定的影响

（实验八）：

电力系统调度自动化实验

1.电力网的电压和功率分布实验

2.电力系统有功功率平衡和频率调整实验

3.电力系统无功功率平衡和电压调整实验。

（实验九）：

同步发电机实验

1.发电机的空载特性实验；

2.发电机的短路特性实验；

3.发电机的负载特性实验；

4.同步发电机直轴参数的离线测定；

5.同步发电机参数的在线测定；

6.同步发电机静态安全运行极限的测定。

7.模拟发电机组启励机端电压录波

（实验十）：

电力系统继电保护实验

1.主要电压等级的线路保护实验

2.主要接线形式的母线保护实验

3.自耦、两圈、三圈的变压器保护实验；

4.并联电抗器保护实验；

5.发电机、变压器保护实验

（实验十一）：

电力系统的数字化建模和组态

设计所需的电力系统的结构和参数，在数字化监控系统（SCADA）上画出电气接线图，设置参数，在对应的电气元件画面上，关联上相应的遥测、遥信、遥控和遥调等四遥量，实现电力系统的实时数字化监控。

（实验十二）：

实际物理模拟系统的连接

根据在SCADA系统中建模的电力系统的电气接线，将实验室中的实际物理设备连接起来，构成一个物理的电力系统。

（实验十三）：

电力系统静态稳定

1.无自动励磁调节器时，手动调节励磁，改变发电机电压，测定静稳极限；

2.自动励磁调节器时，不同自动励磁调节器的放大倍数时测定静稳极限。

（实验十四）:

电力系统不对称运行

1.线路开关一相断线；

2.系统三相短路；

3.系统二相接地短路；

4.系统两相短路；

5.系统单相接地短路。

（实验十五）：

电力系统暂态稳定

不同故障类型、故障时间下的暂态稳定极限的测定。

（实验十六）：

负荷投切

1.带无穷大系统的负荷投切研究

2.单机系统的负荷投切研究

（实验十七）：

发电机失磁

1.研究同步发电机在失磁状态下的工作行为。

（实验十八）：

同步发电机的安全运行极限

同步发电机运行极限图的测定方法，研究发电机在不同功率因数运行时

所受的不同限制条件。

（实验十九）：

大电网数字仿真

1.在指定的同一条220kV输电线路上，分别设置三相短路和两相短路，故障延时相同，观察系统各发电机的摇摆曲线图有何区别。

2.针对指定的5条不同的220kV输电线路，分别设置三相短路，故障延时相同，观察系统各发电机的摇摆曲线图有何区别。

3.用试探法求取指定220kV输电线路发生三相短路故障时的故障极限切除时间。

附图1测量控制台与投影布置图

附表长沙理工大学xxx实训中心的经费预算明细表

编号

项目

技术参数

金额

虚拟仿真平台软件建设

ANSYS15.0版本

100

.

高性能图像生成及处理系统

500

网上虚拟实验室软件建设

200

集成应用控制系统

实训中心网络建设费

教材编写及立体化教材建设

教学中心计算机更新等硬件建设

300

总计

1500.