一、技術(shù)要求
1．設(shè)備能實現(xiàn)10KV線路接地故障模擬、短路故障模擬、斷路故障模擬，并且設(shè)備能獨立輸出非故障電流與電壓，設(shè)備可長時間工作在非故障電流與電壓輸出狀態(tài)。
2．設(shè)備電流回路、電壓回路、角度回路可獨立控制與設(shè)定，各個故障狀態(tài)前、故障狀態(tài)中，故障狀態(tài)后可獨立設(shè)定。
3．設(shè)備具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)、短路保護(hù)，安全等級符合國家標(biāo)準(zhǔn)等級。
4．設(shè)備具有緊急停止按鈕，在發(fā)生突發(fā)事件時能一鍵斷電進(jìn)行保護(hù)。
二、主要技術(shù)參數(shù)
1．輸出電壓：0-10KV
2．輸出電流：0-1000A
3．輸出時間：0-60S
4．導(dǎo)線架長度5米，線徑總直徑≤33mm
5. 遙控功能：實現(xiàn)急停、啟動、停止的100M遠(yuǎn)距離遙控
三、故障功能的實現(xiàn)
1．電流輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換：以0~1000A為范圍設(shè)定10個檔位電流輸出無法實現(xiàn)設(shè)定值瞬間輸出功能，只能設(shè)定固定檔位輸出；如：設(shè)定0~100A，0~200A，0~300A……1000A十個檔位，分別對應(yīng)這1倍，2倍，3倍……10倍的電流值，實驗時需要在100A檔位下調(diào)出額定電流需要加幾倍直接切換就可以；
2．電壓輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換：等同與電流狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換；
3．相位狀態(tài)轉(zhuǎn)換：以電壓相位固定作為參考對應(yīng)電流輸出角度分別設(shè)定
0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，實驗時提前設(shè)定好故障狀態(tài)的角度就可以實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換。
4．故障狀態(tài)設(shè)定：儀器具有3個狀態(tài)設(shè)定，狀態(tài)①：電壓、電流、角度可設(shè)定，該設(shè)定一般為模擬供電線路中正常供電狀態(tài)，狀態(tài)②：電壓、電流、角度可設(shè)定，該設(shè)定一般為故障發(fā)生時狀態(tài)，狀態(tài)③：電壓、電流、角度可設(shè)定，該設(shè)定一般為故障后狀態(tài)；如圖1
圖1
按鈕與開關(guān)說明：
1) 電壓開關(guān)：電壓回路控制開關(guān)，開關(guān)在“ON”狀態(tài)時，電壓回路導(dǎo)通，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中電壓值可設(shè)定；開關(guān)在“OFF”狀態(tài)時，電壓回路斷開，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中電壓值不可設(shè)定。
2) 電流開關(guān)：電流回路控制開關(guān)，開關(guān)在“ON”狀態(tài)時，電流回路導(dǎo)通，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中電壓值可設(shè)定；開關(guān)在“OFF”狀態(tài)時，電流回路斷開，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中電流值可設(shè)定。
3) 角度開關(guān)：相位回路控制開關(guān)，開關(guān)在“ON”狀態(tài)時，相位回路導(dǎo)通，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中電壓值可設(shè)定；開關(guān)在“OFF”狀態(tài)時，相位回路斷開，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中相位不可設(shè)定。
4) 輸出方式轉(zhuǎn)換：開關(guān)在“常規(guī)”狀態(tài)時，狀態(tài)1中參數(shù)可設(shè)（時間設(shè)定除外），狀態(tài)2、狀態(tài)3中參數(shù)不可設(shè)；開關(guān)在“狀態(tài)”狀態(tài)時，狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3中參數(shù)可設(shè)。
5) 啟動：設(shè)備按設(shè)定狀態(tài)開始工作按鈕；
6) 停止：設(shè)備按設(shè)定狀態(tài)停止工作按鈕；
7) 急停：緊急停止按鈕；
8) 角度加/減：調(diào)節(jié)輸出電流相對于輸出電壓相位角度；
9) 電壓加/減：調(diào)節(jié)輸出電壓值，可調(diào)范圍0-10KV，最小可調(diào)1V；
10) 主電流加/減：調(diào)節(jié)輸出主電流值，可調(diào)范圍0-1000A，最小可調(diào)0.3A；
11) 輔電流加/減：調(diào)節(jié)輸出輔電流值，可調(diào)范圍0-100A，最小可調(diào)0.3A;
12) 狀態(tài)1工作指示：指示狀態(tài)1工作狀態(tài)，指示燈“亮”，狀態(tài)1工作，指示燈“滅”，狀態(tài)1不工作；
13) 狀態(tài)1時間設(shè)定：設(shè)定狀態(tài)1工作時間，當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“狀態(tài)”狀態(tài)時，該設(shè)定有效；當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“常規(guī)”狀態(tài)時，該設(shè)定無效
14) 狀態(tài)1電壓設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)1輸出電壓檔位，0-1KV,0KV-2KV…….0KV-10KV共10個檔位可選，調(diào)節(jié)電壓加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)1輸出電壓值；
15) 狀態(tài)1電壓顯示：顯示狀態(tài)1輸出電壓值；
16) 狀態(tài)1電流設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)1輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，調(diào)節(jié)主電流加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)1輸出電流值；
17) 狀態(tài)1電流顯示：顯示狀態(tài)1輸出電流值；
18) 狀態(tài)1角度設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)1輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調(diào)節(jié)角度加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)1輸出電流角度值；
19) 狀態(tài)1輸出電流角度顯示：顯示狀態(tài)1輸出電流角度值；
20) 狀態(tài)1主電流顯示：顯示狀態(tài)1輸出主電流值；
21) 狀態(tài)1輔電流顯示：顯示狀態(tài)1輸出輔電流值；
22) 狀態(tài)2工作指示：指示狀態(tài)2工作狀態(tài)，指示燈“亮”，狀態(tài)2工作，指示燈“滅”，狀態(tài)2不工作；
23) 狀態(tài)2時間設(shè)定：設(shè)定狀態(tài)2工作時間，當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“狀態(tài)”狀態(tài)時，該設(shè)定有效；當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“常規(guī)”狀態(tài)時，該設(shè)定無效，可調(diào)范圍0-60S，最小可調(diào)10ms；
24) 狀態(tài)2電壓設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)2輸出電壓檔位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10個檔位可選，狀態(tài)2輸出電壓只能是狀態(tài)1輸出電壓的整數(shù)倍（1-10倍）；
25) 狀態(tài)2電壓顯示：顯示狀態(tài)2輸出電壓值；
26) 狀態(tài)2電流設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)2輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，調(diào)節(jié)該檔位并調(diào)節(jié)輔電流加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)2輸出電流值；
27) 狀態(tài)2電流顯示：顯示狀態(tài)2輸出電流值；
28) 狀態(tài)2角度設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)2輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調(diào)節(jié)角度加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)2輸出電流角度值；
29) 狀態(tài)2輸出電流角度顯示：顯示狀態(tài)2輸出電流角度值；
30) 狀態(tài)2主電流顯示：顯示狀態(tài)2輸出主電流值；
31) 狀態(tài)2輔電流顯示：顯示狀態(tài)2輸出輔電流值；
32) 狀態(tài)3工作指示：指示狀態(tài)3工作狀態(tài)，指示燈“亮”，狀態(tài)3工作，指示燈“滅”，狀態(tài)3不工作；
33) 狀態(tài)3時間設(shè)定：設(shè)定狀態(tài)3工作時間，當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“狀態(tài)”狀態(tài)時，該設(shè)定有效；當(dāng)輸出方式轉(zhuǎn)換為“常規(guī)”狀態(tài)時，該設(shè)定無效；
34) 狀態(tài)3電壓設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)3輸出電壓檔位，0-1KV,0-2KV…….0-10KV共10個檔位可選，狀態(tài)3輸出電壓只能是狀態(tài)1輸出電壓的整數(shù)倍（1-10倍）；
35) 狀態(tài)3電壓顯示：顯示狀態(tài)3輸出電壓值；
36) 狀態(tài)3電流設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)3輸出電流檔位，0-100A,0-200A…….0-1000A共10個檔位可選，狀態(tài)3輸出電流只能是狀態(tài)1輸出電流的整數(shù)倍（1-10倍）或者是狀態(tài)2輔電流值；
37) 狀態(tài)3電流顯示：顯示狀態(tài)3輸出電流值；
38) 狀態(tài)3角度設(shè)定：調(diào)節(jié)狀態(tài)3輸出電流角度檔位，0度，30度，60度，90度……360度12個檔位，調(diào)節(jié)角度加/減按鈕設(shè)定狀態(tài)3輸出電流角度值；
39) 狀態(tài)3輸出電流角度顯示：顯示狀態(tài)3輸出電流角度值；
40) 狀態(tài)3主電流顯示：顯示狀態(tài)3輸出主電流值；
四、硬件說明
1、電流源：采用自主研發(fā)的環(huán)形空心隔離感應(yīng)式輸出方式，對電纜進(jìn)行電磁輸出，不直接輸出電流。
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額定容量：
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5KVA
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相 數(shù)：
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單相
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輸入電壓：
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220V/380V
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輸出電壓：
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10V
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輸出電流：
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1000A
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輸出方式：
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空心感應(yīng)式
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調(diào)整方式：
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粗調(diào)，細(xì)調(diào)
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粗調(diào)方式：
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10級10倍檔位調(diào)整
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細(xì)調(diào)方式：
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檔位內(nèi)無級調(diào)整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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2、電壓源：采用高低壓分離結(jié)構(gòu)，保證實驗人員的安全問題。
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額定容量：
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5KVA
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相 數(shù)：
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單相
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輸入電壓：
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220V/380V
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輸出電壓：
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10KV
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輸出電流：
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0.5A
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輸出方式：
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高低壓分離，隔離式
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調(diào)整方式：
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粗調(diào)，細(xì)調(diào)
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粗調(diào)方式：
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10級10倍檔位調(diào)整
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細(xì)調(diào)方式：
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檔位內(nèi)無級調(diào)整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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3、相位源：三相數(shù)字式移相器。
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額定容量：
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10KVA
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相 數(shù)：
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三相
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輸入電壓：
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三相四線380V
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輸出電壓：
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三相四線380V
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輸出電流：
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20A
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輸出方式：
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多級耦合輸出
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調(diào)整方式：
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12級檔位調(diào)整
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絕緣等級：
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B級
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絕緣電阻：
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5MΩ
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耐壓試驗：
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2000V/min
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波形畸變：
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≤0.1%
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4、開關(guān)量：儀器內(nèi)部所有主回路開關(guān)量均為無觸電繼電器，保證動作時間的快速，同步特性
五、功能簡介及工作邏輯
1、功能簡介：
升流變壓器跟電纜為非接觸式，即給電纜加的是磁場信號，讓電纜在磁場作用下自動感應(yīng)出電流，這樣升壓變壓器所產(chǎn)生的高壓，就可以直接加到電纜導(dǎo)體上，而不會出現(xiàn)兩個強電信號彼此短路的情況；
相位調(diào)整是通過對電源測進(jìn)線電壓相位角的調(diào)整來實現(xiàn)的，即電壓源的供電是通過電網(wǎng)電壓直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而電流源的供電是通過一個移相變壓器對電網(wǎng)相位轉(zhuǎn)換后才進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，所以以電壓源為參考，電流源的相位角是通過移相變壓器相位角的變化而變化的。
2、工作邏輯：
在模擬線路故障時，該設(shè)備設(shè)立了三個狀態(tài)，每個狀態(tài)都有時間設(shè)定，當(dāng)點下啟動按鈕后儀器會自動進(jìn)入狀態(tài)①，狀態(tài)①時間結(jié)束的同時，狀態(tài)②自動開始，狀態(tài)②時間結(jié)束的同時，狀態(tài)③自動開始，狀態(tài)③結(jié)束實驗結(jié)束。
1）短路故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關(guān)”、“電流開關(guān)”、“角度開關(guān)”分別旋到“ON”狀態(tài)，“輸出方式轉(zhuǎn)換”旋鈕旋到“狀態(tài)”檔位；
狀態(tài)①為線路正常運行狀態(tài)，在狀態(tài)①中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-10KV檔，調(diào)節(jié)“電壓加/減”，將正常運行電壓設(shè)定為10KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-100A檔，調(diào)節(jié)“電流加/減”，將正常運行電流設(shè)定為100A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設(shè)定完美情況）；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將正常運行時間設(shè)定為10S；
狀態(tài)②為故障狀態(tài)，在狀態(tài)②中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-10KV檔，將故障電壓設(shè)定與狀態(tài)①電壓一致，為10KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-200A檔，將主電流設(shè)定為狀態(tài)①電流的2倍，為200A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障運行時間設(shè)定為1S；
狀態(tài)③設(shè)定為故障后狀態(tài)，在狀態(tài)③中，調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障后運行時間設(shè)定為0S，無論狀態(tài)③中電壓與電流設(shè)定值為多少，一進(jìn)入狀態(tài)③，電壓、電流輸出為0；
設(shè)置完畢后點下啟動按鈕，設(shè)備將依次按三個狀態(tài)所設(shè)定的時間進(jìn)行自動輸出轉(zhuǎn)換。
2）接地故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關(guān)”、“電流開關(guān)”、“角度開關(guān)”分別旋到“ON”狀態(tài)，“輸出方式轉(zhuǎn)換”旋鈕旋到“狀態(tài)”檔位；
狀態(tài)①為線路正常運行狀態(tài)，在狀態(tài)①中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-10KV檔，調(diào)節(jié)“電壓加/減”，將正常運行電壓設(shè)定為10KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-100A檔，調(diào)節(jié)“電流加/減”，將正常運行電流設(shè)定為100A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設(shè)定完美情況）；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將正常運行時間設(shè)定為10S；
狀態(tài)②為故障狀態(tài)，在狀態(tài)②中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-10KV檔，將故障電壓設(shè)定與狀態(tài)①電壓一致，為10KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-100A檔，調(diào)節(jié)“電流加/減”電流調(diào)到55A,將主電流設(shè)定為狀態(tài)①電流的4倍，為220A，將故障電流設(shè)定為220A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障運行時間設(shè)定為20MS；
狀態(tài)③設(shè)定為故障后狀態(tài)，在狀態(tài)③中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-7KV檔，將故障電壓設(shè)定為7KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-200A檔，將主電流設(shè)定為狀態(tài)①電流的2倍，為200A，并關(guān)閉輔電流功能，將故障后電流設(shè)定為220A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障運行時間設(shè)定為2S；
設(shè)置完畢后點下啟動按鈕，設(shè)備將依次按三個狀態(tài)所設(shè)定的時間進(jìn)行自動輸出轉(zhuǎn)換。
3）斷路故障模擬實驗：
實驗前先“電壓開關(guān)”、“電流開關(guān)”、“角度開關(guān)”分別旋到“ON”狀態(tài)，“輸出方式轉(zhuǎn)換”旋鈕旋到“狀態(tài)”檔位；
狀態(tài)①為線路正常運行狀態(tài)，在狀態(tài)①中，將“電壓設(shè)定”檔位旋到0-10KV檔，調(diào)節(jié)“電壓加/減”，將正常運行電壓設(shè)定為10KV；將“電流設(shè)定”檔位旋到0-100A檔，調(diào)節(jié)“電流加/減”，將正常運行電流設(shè)定為20A；將“角度設(shè)定”檔位旋到30度檔，設(shè)定電壓跟電流的相位為30度（大于0度小于90度我們可以設(shè)定完美情況）；調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將正常運行時間設(shè)定為5S；
狀態(tài)②為故障狀態(tài)，在狀態(tài)②中，調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障后運行時間設(shè)定為0S，無論狀態(tài)②中電壓與電流設(shè)定值為多少，一進(jìn)入狀態(tài)②，電壓、電流輸出為0；
狀態(tài)③設(shè)定為故障后狀態(tài)，在狀態(tài)③中，調(diào)節(jié)“時間設(shè)定”旋鈕，將故障后運行時間設(shè)定為0S，無論狀態(tài)③中電壓與電流設(shè)定值為多少，一進(jìn)入狀態(tài)③，電壓、電流輸出為0；
設(shè)置完畢后點下啟動按鈕，設(shè)備將依次按三個狀態(tài)所設(shè)定的時間進(jìn)行自動輸出轉(zhuǎn)換。
主控制箱
遙控器
主控制箱，內(nèi)部包括電壓源低壓部分，電流源初級部分，相位調(diào)整整體部分，所有回路控制部分。
實驗所需場地約為15平方米，長不小于5米，寬度不小于3米