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多功能繼電保護及變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)
一、多功能繼電保護實驗臺
多功能繼電保護實驗臺提供了一個典型的電力系統(tǒng)運行一次主系統(tǒng)，同時為繼電保護實驗提供一次系統(tǒng)平臺。
包含以下模塊：
1.數(shù)字式電流繼電器和常規(guī)電流繼電器
2.數(shù)字式電壓繼電器和常規(guī)電壓繼電器
3.數(shù)字式功率方向繼電器和常規(guī)功率方向繼電器
4.數(shù)字式差動繼電器和常規(guī)差動繼電器繼電器
5.數(shù)字式阻抗繼電器和常規(guī)阻抗繼電器繼電器
6.數(shù)字式反時限電流
7.0kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置功能：三段方向電流保護、過流加速保護(前加速、后加速可選)、反時限方向過流保護、低周減載保護、零序過壓保護、過負荷保護、低電壓保護、失壓保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
8.110kV線路成組微機保護測控裝置功能：三段相間距離保護、三段接地距離保護、四段方向性零序電流保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
9.變壓器主保護測控裝置功能：（差動保護必須與現(xiàn)場保護一致，三相差動保護）電流差動速斷保護、比率制動差動保護、變壓器過負荷保護(告警或跳閘)、差流告警、CT斷線檢測、重瓦斯告警/跳閘、輕瓦斯告警、超溫告警/跳閘、過溫告警。
10.變壓器后備保護測控裝置功能：復(fù)合電壓啟動元件、三段復(fù)合電壓（方向）過流保護（三時限）、（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護、間隙零序過流保護、零序過壓保護、TV斷線檢測、重瓦斯告警/跳閘、輕瓦斯告警、超溫告警/跳閘、過溫告警。
11.電動機微機保護測控裝置功能：兩段過電流保護、兩段負序過電流保護、反時限過流保護、低電壓保護、過電壓保護、零序過壓保護、過負荷保護（告警或跳閘）、電動機啟動時間過長保護、電動機堵轉(zhuǎn)保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警、過熱告警/跳閘。
12.電容器微機保護測控裝置功能：兩段過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
13.發(fā)電機差動保護測控裝置功能：（差動類保護必須與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護）差動速度保護、比例制動差動保護、CT斷線檢測、差流越限、超溫告警/跳閘、過溫告警
14.發(fā)電機后備保護裝置功能：復(fù)合電壓啟動元件、三段復(fù)合電壓（方向）過流保護（三時限）、（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護、零序過壓保護、低電壓保護、過電壓、負序過壓、過負荷、TV斷線檢測、超溫告警/跳閘、過溫告警.
二、實驗項目
（一）繼電器特性實驗
1. 常規(guī)電流繼電器特性實驗
2. 常規(guī)電壓繼電器特性實驗
3. 常規(guī)功率方向繼電器特性實驗
4. 常規(guī)差動繼電器特性實驗
5. 阻抗繼電器特性實驗
6. 時間繼電器實驗
7. 中間繼電器實驗
8. 重合閘繼電器實驗
（二）繼電保護成組實驗
1. *大、*小及正常運行方式下電流保護實驗
2. 電流速斷保護實驗
3. 電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
4. 限時電流速斷保護實驗
5. 限時電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
6. 過電流保護實驗
7. 過電流保護與三相一次重合閘綜合實驗
8.電流電壓聯(lián)鎖速斷保護實驗
9. 三相一次重合閘實驗
10. 低電壓起動的過電流保護實驗
11. 電流電壓聯(lián)鎖速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
（三）保護實驗
1. 數(shù)字式繼電器特性實驗
1) 數(shù)字式電流繼電器特性實驗
2) 數(shù)字式電壓繼電器特性實驗
3) 數(shù)字式功率方向繼電器特性實驗
4) 數(shù)字式差動繼電器特性實驗
5) 數(shù)字式阻抗繼電器特性實驗
6) 數(shù)字式反時限電器特性實驗
2. 微機保護綜合實驗（可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ?，并能進行故障錄波和故障回放）
1) 10kV-35kV饋線保護綜合實驗
2) 110kV線路保護綜合實驗
3) 變壓器保護綜合實驗
模擬重瓦斯告警、跳閘實驗
模擬輕瓦斯告警實驗
模擬超溫告警、跳閘實驗
模擬過溫告警實驗
4) 電容器保護綜合實驗
5) 電動機保護綜合實驗
6) 發(fā)電機差動保護實驗(三相差動)
發(fā)電機差動速斷保護實驗
發(fā)電機比率制動差動保護實驗
發(fā)電機模擬超溫保護實驗
發(fā)電機模擬過溫保護實驗
7) 發(fā)電機后備保護實驗
發(fā)電機過電流保護實驗
發(fā)電機低電壓閉鎖過電流保護實驗
發(fā)電機復(fù)合電壓閉鎖過電流保護實驗
發(fā)電機過電壓保護實驗
發(fā)電機零序過壓保護實驗
發(fā)電機負序過壓保護實驗
發(fā)電機低電壓保護實驗
發(fā)電機過負荷保護實驗
發(fā)電機模擬超溫保護實驗
（四）變電站綜合自動化實驗
1. 變電站監(jiān)控實驗
2. 遙測、遙控、遙信操作功能實驗
3. 變電站倒閘操作實驗、實訓(xùn)
4. 變電站送電操作實訓(xùn)
5. 變電站停電操作實訓(xùn)
6. 繼電保護接線實驗
7. 110kV線路保護實驗
8. 變壓器保護實驗
9. 10kV線路保護實驗
10. 電容器保護實驗
11. 電動機保護實驗
（五）電氣工程專業(yè)課程設(shè)計
可用于進行發(fā)電廠電氣、電力網(wǎng)、繼電保護課程設(shè)計，方便地檢驗課程設(shè)計成果。
（六）畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新科研平臺
系統(tǒng)通信協(xié)議開放，可作為保護、測控、變電站綜合自動化等相關(guān)方向的畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新科研平臺。
三、功率放大裝置技術(shù)參數(shù)：
1. 工作環(huán)境條件
2. 環(huán)境溫度：－10℃~ 40℃
3. 相對濕度：5%~ 95%
4. 交流電源電壓：220V±10%，50Hz±1%
5. 可調(diào)交流電壓輸出
6. 輸出范圍：四相，每相0~90V（有效值）
7. 輸出功率：每相30VA
8. 輸出相角：0-360度
9. 響應(yīng)速度：<200us
10. 輸出電壓精度：≤0.5%
11. 可調(diào)交流電流輸出
12. 輸出范圍：六相，每相0~15A（有效值）
13. 輸出功率：每相100VA
14. 輸出相角：0-360度
15. 響應(yīng)速度：<200us
四、高速數(shù)字物理接口箱
1、強大的聯(lián)網(wǎng)功能：多臺高速數(shù)字物理接口箱可聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二次信號源網(wǎng)絡(luò)，在上位PC機設(shè)計組態(tài)和電力系統(tǒng)分析計算軟件完成各個電壓等級的一次輸配電網(wǎng)絡(luò)的真實組態(tài)；輸入一次設(shè)備的真實參數(shù)，即可完成系統(tǒng)的潮流計算和針對系統(tǒng)中任意點發(fā)生任意故障的短路計算；輸入各測控點真實電流互感器和電壓互感器的變比，即可得到該測控點真實的二次電流、電壓值；系統(tǒng)中裝設(shè)測控點，可以同步向該測控點的微機保護硬件平臺發(fā)送該點真實二次電流、電壓模擬信號，以檢驗各保護的動作情況。由組態(tài)軟件組態(tài)的一次主接線直觀、真實，輸入真實的設(shè)備參數(shù)，可以在系統(tǒng)中任意點設(shè)置故障類型，很方便的進行潮流計算和短路計算，由物理接口箱同步發(fā)出各測控點的二次電流、電壓信號和開出信號。
2、通訊方式：以太網(wǎng)通信接口，保證通訊速率不低于100Mb/s。
3、參數(shù)：
包括機箱、CPU板等基本配置，AO板1塊，DI板、DO板和電源板各1塊。
AO板：每塊有10路通道，共地輸出，電平范圍：-10V~+10V，分辨率16bit，絕對精度優(yōu)于2mV。
DI板：每塊有12路通道，既可用于電平輸入，也可用于空節(jié)點輸入，電平輸入：0V/24V。
DO板：每塊有8路通道，其中8路為電平輸入，8路為空節(jié)點輸入，電平輸出：0V/24V。
五、電力故障錄波及分析裝置
通過電力故障錄波及分析裝置可以將整個實驗過程全部進行錄波，學(xué)生做完實驗后可以將整個實驗過程進行回放，便于老師進行教學(xué)和實驗過程分析，能夠使學(xué)生更好的掌握所學(xué)知識點。
1、12路模擬量同步采集.
2、通道采樣頻率10 KHz到100KHz可選。
3、12路開關(guān)量測量通道
4、開關(guān)量事件分辨率：0.1ms
5、3路開關(guān)量輸出通道，開出量*大開斷能力AC220V/1A
6、儀器自帶1G內(nèi)存
7、AD轉(zhuǎn)換精度：16位
8、電流、電壓波形采樣精度為0.1%
9、具有10/100Mbps網(wǎng)口，具備數(shù)據(jù)遠傳功能。
10、故障回放模式下，可以存放12路20次錄波數(shù)據(jù)，且每次錄波時長不低于5分鐘。
11、故障錄波波形可以選擇不同的播放頻進行故障回放。
六、智能變電站仿真系統(tǒng)
用于仿真試驗信號，由變電站信號控制主機組成，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用智能變電站仿真系統(tǒng)主機設(shè)置變電站模型，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當模擬變電站正常運行時，智能變電站仿真系統(tǒng)軟件進行變電站潮流計算；當模擬系統(tǒng)故障運行時，智能變電站仿真系統(tǒng)軟件進行變電站故障運算。
用于仿真試驗信號，測試各種繼電器的動作特性。由變電站信號控制主機組成，并與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的微機型繼電保護試驗測試儀構(gòu)成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用信號源控制主機設(shè)置變電站模型，控制多臺微機型繼電保護試驗測試儀發(fā)出信號，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當模擬變電站正常運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站潮流計算，控制主機將計算出的潮流信號通過網(wǎng)絡(luò)通信同步下載到多臺測試儀中，由信號源系統(tǒng)產(chǎn)生模擬量和各種開關(guān)量給保護測控系統(tǒng)；當模擬系統(tǒng)故障運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站故障運算，控制主機將計算出的故障信號同步下載到信號源系統(tǒng)中，提供給保護測控系統(tǒng)。
七、變電站監(jiān)控軟件
變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由實驗臺上的微機保護裝置和通信主機組成。
本實驗系統(tǒng)具有強大的組態(tài)功能和良好的開放性，可以根據(jù)實驗設(shè)備的數(shù)量靈活組態(tài)任意結(jié)構(gòu)的變電站進行實驗?？梢?套和10套設(shè)備分別組成的變電站系統(tǒng)實驗方案。
多功能繼電保護實驗臺提供了一個典型的電力系統(tǒng)運行一次主系統(tǒng)，同時為繼電保護實驗提供一次系統(tǒng)平臺。
包含以下模塊：
1.數(shù)字式電流繼電器和常規(guī)電流繼電器
2.數(shù)字式電壓繼電器和常規(guī)電壓繼電器
3.數(shù)字式功率方向繼電器和常規(guī)功率方向繼電器
4.數(shù)字式差動繼電器和常規(guī)差動繼電器繼電器
5.數(shù)字式阻抗繼電器和常規(guī)阻抗繼電器繼電器
6.數(shù)字式反時限電流
7.0kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置功能：三段方向電流保護、過流加速保護(前加速、后加速可選)、反時限方向過流保護、低周減載保護、零序過壓保護、過負荷保護、低電壓保護、失壓保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
8.110kV線路成組微機保護測控裝置功能：三段相間距離保護、三段接地距離保護、四段方向性零序電流保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
9.變壓器主保護測控裝置功能：（差動保護必須與現(xiàn)場保護一致，三相差動保護）電流差動速斷保護、比率制動差動保護、變壓器過負荷保護(告警或跳閘)、差流告警、CT斷線檢測、重瓦斯告警/跳閘、輕瓦斯告警、超溫告警/跳閘、過溫告警。
10.變壓器后備保護測控裝置功能：復(fù)合電壓啟動元件、三段復(fù)合電壓（方向）過流保護（三時限）、（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護、間隙零序過流保護、零序過壓保護、TV斷線檢測、重瓦斯告警/跳閘、輕瓦斯告警、超溫告警/跳閘、過溫告警。
11.電動機微機保護測控裝置功能：兩段過電流保護、兩段負序過電流保護、反時限過流保護、低電壓保護、過電壓保護、零序過壓保護、過負荷保護（告警或跳閘）、電動機啟動時間過長保護、電動機堵轉(zhuǎn)保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警、過熱告警/跳閘。
12.電容器微機保護測控裝置功能：兩段過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、TV斷線檢測、控制回路異常告警。
13.發(fā)電機差動保護測控裝置功能：（差動類保護必須與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護）差動速度保護、比例制動差動保護、CT斷線檢測、差流越限、超溫告警/跳閘、過溫告警
14.發(fā)電機后備保護裝置功能：復(fù)合電壓啟動元件、三段復(fù)合電壓（方向）過流保護（三時限）、（零壓閉鎖）零序（方向）過流保護、零序過壓保護、低電壓保護、過電壓、負序過壓、過負荷、TV斷線檢測、超溫告警/跳閘、過溫告警.
（一）繼電器特性實驗
1. 常規(guī)電流繼電器特性實驗
2. 常規(guī)電壓繼電器特性實驗
3. 常規(guī)功率方向繼電器特性實驗
4. 常規(guī)差動繼電器特性實驗
5. 阻抗繼電器特性實驗
6. 時間繼電器實驗
7. 中間繼電器實驗
8. 重合閘繼電器實驗
（二）繼電保護成組實驗
1. *大、*小及正常運行方式下電流保護實驗
2. 電流速斷保護實驗
3. 電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
4. 限時電流速斷保護實驗
5. 限時電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
6. 過電流保護實驗
7. 過電流保護與三相一次重合閘綜合實驗
8.電流電壓聯(lián)鎖速斷保護實驗
9. 三相一次重合閘實驗
10. 低電壓起動的過電流保護實驗
11. 電流電壓聯(lián)鎖速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗
（三）保護實驗
1. 數(shù)字式繼電器特性實驗
1) 數(shù)字式電流繼電器特性實驗
2) 數(shù)字式電壓繼電器特性實驗
3) 數(shù)字式功率方向繼電器特性實驗
4) 數(shù)字式差動繼電器特性實驗
5) 數(shù)字式阻抗繼電器特性實驗
6) 數(shù)字式反時限電器特性實驗
2. 微機保護綜合實驗（可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ?，并能進行故障錄波和故障回放）
1) 10kV-35kV饋線保護綜合實驗
2) 110kV線路保護綜合實驗
3) 變壓器保護綜合實驗
模擬重瓦斯告警、跳閘實驗
模擬輕瓦斯告警實驗
模擬超溫告警、跳閘實驗
模擬過溫告警實驗
4) 電容器保護綜合實驗
5) 電動機保護綜合實驗
6) 發(fā)電機差動保護實驗(三相差動)
發(fā)電機差動速斷保護實驗
發(fā)電機比率制動差動保護實驗
發(fā)電機模擬超溫保護實驗
發(fā)電機模擬過溫保護實驗
7) 發(fā)電機后備保護實驗
發(fā)電機過電流保護實驗
發(fā)電機低電壓閉鎖過電流保護實驗
發(fā)電機復(fù)合電壓閉鎖過電流保護實驗
發(fā)電機過電壓保護實驗
發(fā)電機零序過壓保護實驗
發(fā)電機負序過壓保護實驗
發(fā)電機低電壓保護實驗
發(fā)電機過負荷保護實驗
發(fā)電機模擬超溫保護實驗
（四）變電站綜合自動化實驗
1. 變電站監(jiān)控實驗
2. 遙測、遙控、遙信操作功能實驗
3. 變電站倒閘操作實驗、實訓(xùn)
4. 變電站送電操作實訓(xùn)
5. 變電站停電操作實訓(xùn)
6. 繼電保護接線實驗
7. 110kV線路保護實驗
8. 變壓器保護實驗
9. 10kV線路保護實驗
10. 電容器保護實驗
11. 電動機保護實驗
（五）電氣工程專業(yè)課程設(shè)計
可用于進行發(fā)電廠電氣、電力網(wǎng)、繼電保護課程設(shè)計，方便地檢驗課程設(shè)計成果。
（六）畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新科研平臺
系統(tǒng)通信協(xié)議開放，可作為保護、測控、變電站綜合自動化等相關(guān)方向的畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新科研平臺。
三、功率放大裝置技術(shù)參數(shù)：
1. 工作環(huán)境條件
2. 環(huán)境溫度：－10℃~ 40℃
3. 相對濕度：5%~ 95%
4. 交流電源電壓：220V±10%，50Hz±1%
5. 可調(diào)交流電壓輸出
6. 輸出范圍：四相，每相0~90V（有效值）
7. 輸出功率：每相30VA
8. 輸出相角：0-360度
9. 響應(yīng)速度：<200us
10. 輸出電壓精度：≤0.5%
11. 可調(diào)交流電流輸出
12. 輸出范圍：六相，每相0~15A（有效值）
13. 輸出功率：每相100VA
14. 輸出相角：0-360度
15. 響應(yīng)速度：<200us
四、高速數(shù)字物理接口箱
1、強大的聯(lián)網(wǎng)功能：多臺高速數(shù)字物理接口箱可聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二次信號源網(wǎng)絡(luò)，在上位PC機設(shè)計組態(tài)和電力系統(tǒng)分析計算軟件完成各個電壓等級的一次輸配電網(wǎng)絡(luò)的真實組態(tài)；輸入一次設(shè)備的真實參數(shù)，即可完成系統(tǒng)的潮流計算和針對系統(tǒng)中任意點發(fā)生任意故障的短路計算；輸入各測控點真實電流互感器和電壓互感器的變比，即可得到該測控點真實的二次電流、電壓值；系統(tǒng)中裝設(shè)測控點，可以同步向該測控點的微機保護硬件平臺發(fā)送該點真實二次電流、電壓模擬信號，以檢驗各保護的動作情況。由組態(tài)軟件組態(tài)的一次主接線直觀、真實，輸入真實的設(shè)備參數(shù)，可以在系統(tǒng)中任意點設(shè)置故障類型，很方便的進行潮流計算和短路計算，由物理接口箱同步發(fā)出各測控點的二次電流、電壓信號和開出信號。
2、通訊方式：以太網(wǎng)通信接口，保證通訊速率不低于100Mb/s。
3、參數(shù)：
包括機箱、CPU板等基本配置，AO板1塊，DI板、DO板和電源板各1塊。
AO板：每塊有10路通道，共地輸出，電平范圍：-10V~+10V，分辨率16bit，絕對精度優(yōu)于2mV。
DI板：每塊有12路通道，既可用于電平輸入，也可用于空節(jié)點輸入，電平輸入：0V/24V。
DO板：每塊有8路通道，其中8路為電平輸入，8路為空節(jié)點輸入，電平輸出：0V/24V。
五、電力故障錄波及分析裝置
通過電力故障錄波及分析裝置可以將整個實驗過程全部進行錄波，學(xué)生做完實驗后可以將整個實驗過程進行回放，便于老師進行教學(xué)和實驗過程分析，能夠使學(xué)生更好的掌握所學(xué)知識點。
1、12路模擬量同步采集.
2、通道采樣頻率10 KHz到100KHz可選。
3、12路開關(guān)量測量通道
4、開關(guān)量事件分辨率：0.1ms
5、3路開關(guān)量輸出通道，開出量*大開斷能力AC220V/1A
6、儀器自帶1G內(nèi)存
7、AD轉(zhuǎn)換精度：16位
8、電流、電壓波形采樣精度為0.1%
9、具有10/100Mbps網(wǎng)口，具備數(shù)據(jù)遠傳功能。
10、故障回放模式下，可以存放12路20次錄波數(shù)據(jù)，且每次錄波時長不低于5分鐘。
11、故障錄波波形可以選擇不同的播放頻進行故障回放。
六、智能變電站仿真系統(tǒng)
用于仿真試驗信號，由變電站信號控制主機組成，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用智能變電站仿真系統(tǒng)主機設(shè)置變電站模型，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當模擬變電站正常運行時，智能變電站仿真系統(tǒng)軟件進行變電站潮流計算；當模擬系統(tǒng)故障運行時，智能變電站仿真系統(tǒng)軟件進行變電站故障運算。
用于仿真試驗信號，測試各種繼電器的動作特性。由變電站信號控制主機組成，并與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的微機型繼電保護試驗測試儀構(gòu)成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用信號源控制主機設(shè)置變電站模型，控制多臺微機型繼電保護試驗測試儀發(fā)出信號，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當模擬變電站正常運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站潮流計算，控制主機將計算出的潮流信號通過網(wǎng)絡(luò)通信同步下載到多臺測試儀中，由信號源系統(tǒng)產(chǎn)生模擬量和各種開關(guān)量給保護測控系統(tǒng)；當模擬系統(tǒng)故障運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站故障運算，控制主機將計算出的故障信號同步下載到信號源系統(tǒng)中，提供給保護測控系統(tǒng)。
七、變電站監(jiān)控軟件
變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由實驗臺上的微機保護裝置和通信主機組成。
本實驗系統(tǒng)具有強大的組態(tài)功能和良好的開放性，可以根據(jù)實驗設(shè)備的數(shù)量靈活組態(tài)任意結(jié)構(gòu)的變電站進行實驗?？梢?套和10套設(shè)備分別組成的變電站系統(tǒng)實驗方案。
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