TW-GPKL01工廠供配電實驗室建設方案
一、實驗室建設目標
1．建立與當前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀相適應的工廠供配電實驗室，培養(yǎng)具有較高專業(yè)技能、能夠從事配電網(wǎng)運行、操作與技術管理等工作的高級技術應用型人才。
2．建成實驗、實踐、實訓一體的綜合型實踐教學平臺，完成《工廠供電》、《供配電技術》、《配電自動化》等課程的教學實驗任務，并提高學生的專業(yè)操作技能。
3．為電氣自動化技術、電力系統(tǒng)自動化技術及供用電技術等相關專業(yè)學生的課程設計和畢業(yè)設計提供良好的研究設計平臺。
4．培訓和考核從事變電站、變配所、電力系統(tǒng)第一線生產(chǎn)過程的運行、維護、檢修和調(diào)試的現(xiàn)場技術工程人員。
5．為電氣工程、電力系統(tǒng)等方向的科學研究提供試驗平臺。
二、實驗室的主要功能
擬建的工廠供配電實驗室結合新的繼電保護、供配電和配網(wǎng)自動化技術構建而成。
工廠供配電實驗室包含多套實驗培訓設備，可利用單套設備完成微機保護實驗、自動裝置實驗、變電站操作實訓等，滿足一般的專業(yè)課程教學實驗的要求。
三、設備構成
工廠供配電培訓系統(tǒng)由工廠供配電實驗屏、三相調(diào)壓器、自動考核系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)（多套監(jiān)控）組成。
1. 工廠供配電實驗屏
配電屏包括以下核心構成部分：變配所一次接線系統(tǒng)、1塊多功能微機保護裝置、微機型遠動測控單元（RTU裝置）、彩色觸摸屏等。示意圖如下；
1) 變配所一次接線系統(tǒng)
模擬10kV/380V降壓變配所，包括2路10kV進線（其中一路可作為備用電源），1臺配變和2路380V出線。
在一次接線系統(tǒng)中安裝有短路故障設置單元，用于模擬線路或設備的多種故障情況。
本圖僅供參考，以實物為準
測量儀表包含6只交流電壓表，其中10kV進線電壓表2只，10kV母線電壓表2只，380V母線電壓表2只。電壓表精度為1.5級。
2) BH2000多功能微機保護裝置
BH2000多功能微機保護裝置既可用于各種繼電保護實驗，也可在電力系統(tǒng)實驗中作為線路保護裝置使用。
BH2000多功能微機保護裝置具有數(shù)字式電流、數(shù)字式電壓、數(shù)字式功率方向、數(shù)字式差動、數(shù)字式阻抗、數(shù)字式反時限電流等多種數(shù)字式繼電器、10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置、110kV線路成組微機保護測控裝置、變壓器主保護裝置、變壓器后備保護測控裝置、電容器微機保護測控裝置、電動機微機保護測控裝置、發(fā)電機差動保護裝置、發(fā)電機后邊保護裝置等多種微機保護測控功能，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實現(xiàn)。
10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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三段方向電流保護
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過流加速保護(前加速、后加速可選)
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反時限方向過流保護
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三相一次重合閘
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低周減載保護
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零序過壓保護
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過負荷保護
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低電壓保護
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失壓保護
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TV斷線檢測
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控制回路異常告警
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測控功能
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遙信采集、裝置遙信變位、事故遙信
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正常斷路器遙控分合
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P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模擬量的遙測
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變壓器主保護測控裝置功能如下：
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壓器主保護裝置功能如下：（差動類保護必須與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護）
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功能名稱
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保護功能
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電流差動速斷保護
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比率制動差動保護
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變壓器過負荷保護(告警或跳閘)
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差流告警
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CT斷線檢測
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重瓦斯告警/跳閘
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輕瓦斯告警
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超溫告警/跳閘
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過溫告警
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測控功能
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遙信采集、事故遙信
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高低壓測三相電流、三相差流等模擬量的遙測
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變壓器后備保護測控裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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復合電壓啟動元件
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三段復合電壓（方向）過流保護（三時限）
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（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護
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間隙零序過流保護
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零序過壓保護
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TV斷線檢測
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重瓦斯告警/跳閘
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輕瓦斯告警
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超溫告警/跳閘
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過溫告警
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測控功能
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遙信采集、裝置遙信變位、事故遙信
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正常斷路器遙控分合
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P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模擬量的遙測
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電動機微機保護測控裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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兩段過電流保護
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兩段負序過電流保護
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反時限過流保護
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低電壓保護
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過電壓保護
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零序過壓保護
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過負荷保護（告警或跳閘）
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電動機啟動時間過長保護
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電動機堵轉(zhuǎn)保護
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TV斷線檢測
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控制回路異常告警
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過熱告警/跳閘
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測控功能
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遙信采集、裝置遙信變位、事故遙信
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正常斷路器遙控分合
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P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模擬量的遙測
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電容器微機保護測控裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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兩段過電流保護
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低電壓保護
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過電壓保護
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TV斷線檢測
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控制回路異常告警
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測控功能
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遙信采集、裝置遙信變位、事故遙信
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正常斷路器遙控分合
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P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模擬量的遙測
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發(fā)電機差動保護測控裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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差動速度保護
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比例制動差動保護
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CT斷線檢測
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差流越限
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超溫告警/跳閘
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過溫告警
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測控功能
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遙信采集、事故遙信
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三相差流等模擬量的遙測
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發(fā)電機后備保護裝置功能如下：
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功能名稱
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保護功能
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復合電壓啟動元件
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三段復合電壓（方向）過流保護（三時限）
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（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護
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零序過壓保護
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低電壓保護
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過電壓
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負序過壓
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過負荷
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TV斷線檢測
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超溫告警/跳閘
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過溫告警
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測控功能
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遙信采集、裝置遙信變位、事故遙信
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正常斷路器遙控分合
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P、Q、IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、f、COSφ、UAB、UBC、UCA等模擬量的遙測
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3）RTU裝置
采用微機型遠動測控單元（RTU裝置）作為變電所和變配所的監(jiān)控終端，與電力系統(tǒng)現(xiàn)場實際完全相同。并可以作為一臺獨立的終端采集裝置在其他電氣系統(tǒng)中使用。
技術參數(shù)：
A. 遙測：采集多個測控點的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)；
B. 遙信：采集變電所或變配所每個斷路器的位置狀態(tài)信號
C. 遙控：受控分、合斷路器，實現(xiàn)線路投退、負荷投退、電容器投切等功能；
D. 遙調(diào)：可調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭；
E. 電壓輸入：交流電壓0～100V；
F. 電流輸入：交流電流0～5A；
G. 測量精度：0.5級；
H. 具有RS485通信接口，采用MODBUS通信協(xié)議。
4) 彩色觸摸屏
觸摸屏可與RTU裝置通信，實時顯示變電所和變配所的測量數(shù)據(jù)（電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)）、斷路器狀態(tài)，并進行供電線路斷路器的遙控、負荷的投退、電容器的投切等。
2. 三相調(diào)壓器
用三相調(diào)壓器連接到系統(tǒng)模擬無窮大電源。
3.自動考核系統(tǒng)
通過RTU裝置將系統(tǒng)中的位置信號、模擬量信號等信息上傳到上位機，在學生做考核實驗時，自動考核系統(tǒng)能夠自動判斷學生的操作是否正確，自動為學生評分并記錄考核數(shù)據(jù)，自動生成實驗報告。方便老師對學生的操作考核。
4.電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)
電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控計算機和電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件是以電力系統(tǒng)實際應用的組態(tài)軟件為開發(fā)平臺，具有很好的開放性。本系統(tǒng)開放MODBUS通信協(xié)議。
利用電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件組態(tài)大型工廠、變電站、變配所或配電網(wǎng)，并與實驗培訓系統(tǒng)中的各RTU裝置通信，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控及所構建系統(tǒng)的綜合監(jiān)控功能。
利用多套工廠供配電實驗培訓及考核系統(tǒng)組成供配電系統(tǒng)，利用多功能微機保護實驗裝置作為10kV線路保護裝置或變壓器保護裝置，利用PC機上的電力網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件、多功能微機保護實驗裝置及RTU裝置組成供配電SCADA系統(tǒng)，可對供配電系統(tǒng)的正常運行及各種故障情況進行監(jiān)控。
四、實驗項目
1、工廠供電電氣接線圖的認知：
1) 工廠供電一次接線模擬圖認知；
2) 電氣主接線圖的認知；
2、工廠變配電室值班技能培訓：
1) 電流互感器與電壓互感器的接線方式
2) 變壓器有載調(diào)壓
3) 供配電所送電和停電操作實驗
4) 一路進線供電轉(zhuǎn)兩路供電倒閘操作
5) 母線從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作
6) 母線從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運行的倒閘操作
7) 變壓器從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作
8) 變壓器從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運行的倒閘操作
3、6-10kV供電線路微機保護實驗
1）模擬系統(tǒng)正常、大、小運行方式；
2）6-10kV供電線路電流速斷保護實驗
3）6-10kV供電線路限時電流速斷保護實驗
4）6-10kV供電線路過電流保護實驗
5）6-10kV供電線路電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
6）6-10kV供電線路限時電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
7）6-10kV供電線路過電流保護與三相一次重合閘綜合實驗
8）6-10kV供電線路過負荷實驗
9）6-10kV供電線路低壓閉鎖電流速斷保護實驗
10）6-10kV供電線路低壓閉鎖限時電流速斷保護實驗
11）6-10kV供電線路低壓閉鎖過電流保護實驗
12）6-10kV供電線路控制故障
4、 電容器保護實驗
1）電容器電流速斷保護實驗
2）電容器過電流保護實驗
3）電容器過電壓保護實驗
4）電容器失壓保護實驗
5）電容器控制故障
5、變壓器主保護實驗
1）變壓器差動速斷保護
2）變壓器比例制動保護
3）變壓器重瓦斯保護
4）變壓器輕瓦斯保護
5）變壓器超溫保護
6）變壓器過溫保護
6、變壓器后備保護實驗
1）變壓器過電流保護
2）變壓器復壓過流保護
3）變壓器零序過壓保護
4）變壓器零序過流保護
5）變壓器輕瓦斯保護
6）變壓器超溫保護
7）變壓器過溫保護
8）變壓器過負荷保護
7、 電動機保護實驗
1）變頻器參數(shù)整定操作
2）變頻器的開環(huán)調(diào)速實驗
3）三相異步電動機的啟動方式
4）電動機電流速斷保護實驗
5）電動機過電流保護實驗
6）電動機過電壓保護實驗
7）電動機低壓保護實驗
8）電動機負序電流保護實驗
9）電動機控制故障
8、 發(fā)電機保護實驗
1）發(fā)電機過流保護實驗
2）發(fā)電機過壓保護保護實驗
3）電發(fā)電機低壓閉鎖過流保護實驗
9、無功補償實驗
10、備自投實驗
11. 工廠供配電系統(tǒng)運行監(jiān)控實驗
1） 就地監(jiān)控實驗
2） 工廠供配電遠程SCADA實驗
3）變電站遙控、遙測、遙調(diào)、遙信實驗。
12. 倒閘操作自動考核（自動考核系統(tǒng)實現(xiàn)）
1）供配電所送電和停電操作考核
2）一路進線供電轉(zhuǎn)兩路供電倒閘操作考核
3）兩路供電轉(zhuǎn)一路供電倒閘操作考核
4）母線從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作考核
5）母線從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運行的倒閘操作考核
6）變壓器從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作考核
7）變壓器從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運行的倒閘操作考核
五、技術參數(shù)
1) 工廠供配電實驗屏
a. 輸入電源：220V±10%，50Hz，1KW
380V±10%，50Hz，3KW
b. 工作環(huán)境：溫度－10℃～＋40℃，相對濕度＜85%（25℃）
2) BH2000多功能微機保護裝置
a. 工作環(huán)境條件
?環(huán)境溫度：-10℃－40℃
?相對濕度：5%－95%
b. 交流電源
?額定電壓：AC220V
?允許偏差：-15%－+15%
?頻率：50Hz±0.5Hz
?波形：正弦波，波形畸變<5%
c. 額定參數(shù)
?交流電流：5A
?交流電壓：相電壓57.7V
?頻率：50Hz
?直流電壓輸出：DC24V
?保護電流工作范圍：2.5A－40A
?保護電壓工作范圍：5V－120V
d. 保護精度
?電流精度：3%
?電壓精度：3%
?時間精度：±10ms
?裝置瞬動時間：≤40ms
3. 三相調(diào)壓器：
1). 輸入電壓：380V
2). 輸出電壓：0~450V
3) 容量：9kVA
