SBPAR-01電力自動化及繼電保護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

電力自動化及繼電保護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)自動化綜合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備是面向電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室，它主要承擔(dān)了《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

電力自動化及繼電保護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)自動化綜合教學(xué)綜合試驗(yàn)平臺、電氣控制與繼電保護(hù)綜合試驗(yàn)臺，可以模擬電力系統(tǒng)基本電路實(shí)驗(yàn)情況，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)性、設(shè)計(jì)性、綜合性地實(shí)驗(yàn)，旨在讓學(xué)生熟悉和掌握電力調(diào)速、勵磁分析、常規(guī)繼電器、微機(jī)繼電器的工作原理，能熟練完成電力系統(tǒng)分析和輸電線路上的繼電保護(hù)分析任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力，提高實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力。

一、技術(shù)指標(biāo)

1、技術(shù)條件

1.輸入電源：三相 380V±5% 50Hz

2.工作環(huán)境：溫度-10℃-＋40℃　相對濕度≤85% 海拔≤4000m

3.裝置容量：<3kVA

4.尺寸：1700mm×800mm×1800mm±50mm；

二、實(shí)驗(yàn)平臺

▲1、實(shí)驗(yàn)臺采用開放式模塊設(shè)計(jì)，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型材為主體框架，骨架主體采用4080重型鋁合金材料構(gòu)成，型材壁厚度為2.5mm，表面電泳涂層工藝。面板采用印刷專用特制飛機(jī)儀表面板工藝，持久耐用，永不掉色，配置靈活。實(shí)訓(xùn)臺四周采用鈑金封板。冷拉鋼板通過激光切割、折彎、焊接、打磨加工而成，表面平整、外表面鈑金經(jīng)磷化酸洗等8道防銹工序、表面采用粉末靜電涂裝，紅外高溫快速凝固、漆膜厚度≥60um，保證膜厚均勻平整，保證平臺堅(jiān)固耐用，整體顏色美觀協(xié)調(diào)。柜體后下側(cè)留有電源輸入線。

2、平臺底部安裝4個萬向可調(diào)節(jié)福馬輪，設(shè)備搬運(yùn)移動時(shí)、調(diào)節(jié)駐停腳杯上升，萬向輪移動。調(diào)備駐停時(shí)，通過調(diào)節(jié)腳杯下降，用于鎖定設(shè)備停放固定位置、同時(shí)可設(shè)備進(jìn)行水平調(diào)整。

3、平臺配置兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。抽柜采用冷軋鋼板結(jié)構(gòu)、表面啞光密紋噴塑，結(jié)實(shí)牢固、外形美觀大方。抽柜導(dǎo)軌為黑鋼靜音雙節(jié)導(dǎo)軌，穩(wěn)定承重。

4、桌面采用E1級面板，甲醛釋放量≤1.0mg/L。熱膠封邊。采用優(yōu)質(zhì)膠水。四周PVC封邊。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。

三、實(shí)訓(xùn)控制屏

▲實(shí)訓(xùn)控制屏包括：電源控制模塊、電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)、一次系統(tǒng)模擬接線圖、微機(jī)型繼電保護(hù)測試儀（用戶選配）、負(fù)載、模擬斷路器、各種帶燈操作按鈕等。

1.電源控制模塊

1）滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)裝置的電源輸入端設(shè)有電流型、電壓型漏電器，控制屏內(nèi)、外或強(qiáng)電輸出有漏電現(xiàn)象，即刻警告并切斷總電源，確保人身安全保護(hù)和設(shè)備安全保護(hù)。

2）調(diào)壓器輸出接有高靈敏度的電子線路過流保護(hù)和保險(xiǎn)絲雙重保護(hù)功能，相間電源、線間電源過電流或直接短路均能自動保護(hù)。

3）高功率直流電源模塊提供220V(5A)勵磁電源及0～250V(5A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復(fù)保護(hù)功能)各一組，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。

2. 電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)

電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)有短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定6大保護(hù)功能；可在PC端或手機(jī)App實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的相電流、平均相電流、相(線)電壓、平均相(線)電壓、頻率、各相有功功率、總有功功率、各相無功功率、總無功功率、各相視在功率、總視在功率、各相功率因數(shù)、平均功率因數(shù)。電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過PC端遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；PC端具有統(tǒng)一管理功能，支持遠(yuǎn)程送電、斷電、一鍵開關(guān)機(jī)功能，支持語音報(bào)警：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)PC端平臺有相應(yīng)的語音報(bào)警提示，并以鮮明的顏色區(qū)分顯示該設(shè)備；模塊支持無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺通訊，也可以在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，離線獨(dú)立運(yùn)行。

1）智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色交互界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供以太網(wǎng)或RS-485、CAN等多種通信模式，具備語音播報(bào)功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動和停止。

2）手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等?？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。

3）PC端軟件：每個設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能?？梢绘I開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺設(shè)備的開關(guān)。

4）后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設(shè)備管理、報(bào)修管理、用戶管理，設(shè)備管理：

①包含監(jiān)控管理：實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運(yùn)行情況，分析設(shè)備使用率及運(yùn)行時(shí)間；

②包含設(shè)備節(jié)點(diǎn)：可顯示設(shè)備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報(bào)修管理：用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報(bào)修情況，后臺可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。用戶管理：可連通手機(jī)號，對賬戶進(jìn)行一對一的安全加密，實(shí)名認(rèn)證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

3．設(shè)計(jì)要求

1）采用全封閉性安全實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線避免學(xué)生雙手模電而造成的觸電事故。

2)提供設(shè)備所完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和電子文檔。

四、常規(guī)繼電器實(shí)訓(xùn)模塊

1．繼電保護(hù)控制組件

繼電保護(hù)控制組件包含：電壓繼電器、電流繼電器、功率方向繼電器、出口中間繼電器、信號繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、閃光繼電器、沖擊繼電器、負(fù)序電壓繼電器、重合閘繼電器、差動繼電器、按制按鈕、開關(guān)、信號燈、指示燈、電鈴控制部件組成。

2.電氣二次控制回路組件

二次控制回路組件包含：光字牌組件、斷路器、斷路器觸頭、電動分合閘回路、手動分合閘回路、斷路器位置指示燈、分閘時(shí)間模擬繼電器、合閘時(shí)間模擬繼電器、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、預(yù)告信號光字牌、分合閘位置指示燈、低壓斷路器等組成。

3.多功能儀表組件

多功能儀表組件包含：數(shù)字式電秒表、高精度直流數(shù)字電壓表、高精義直流數(shù)字電流表、真有效值交流電流表、真有效值交流電壓表、指鈕開關(guān)、指示燈組成。

4.可調(diào)電阻箱組件

可調(diào)電阻箱組件包含：20Ω/2.8A×2瓷盤電阻、72Ω/1.45A×2瓷盤電阻、800Ω/0.44A×2瓷盤電阻、16Ω/3.1A×2瓷盤電阻、37.2Ω/2.2A×2瓷盤電阻、2.5KΩ/0.25A×2瓷盤電阻、90Ω/1.3A×2瓷盤電阻、900Ω/0.41A×2瓷盤電阻、相序檢測元件部件組成。

五、電力系統(tǒng)自動化模塊

1）實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組件由：三相同步發(fā)電機(jī)、直流電動機(jī)、速度傳感器等相關(guān)部件組成。

2）微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組件由：人機(jī)交互界面、數(shù)字直流調(diào)速器等器件組成。

3）控制系統(tǒng)儀表組件由：相關(guān)電樞、勵磁、工作電源的電壓表、電流表、及功率、頻率表組成；

4）直流調(diào)速器

直流調(diào)速器由微處理器、三相全控晶閘管橋、反時(shí)限過電流、顯示模塊等組成。

5可控微機(jī)勵磁系統(tǒng)

▲可控微機(jī)勵磁系統(tǒng)由：人機(jī)交互界面、勵磁變壓器、三相晶閘管整流橋、滅磁回路、起勵回路、交、直流開關(guān)、交、直流電壓、電流表、各電量傳感器、接觸器等元件及控制回路組成。（提供可控微機(jī)勵磁系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)方案作、功能原理圖作為評審依據(jù)，不提供或提供不符合要求視為不滿足。）

6）微機(jī)準(zhǔn)同期控制器

微機(jī)準(zhǔn)同期控制器系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.2%可滿足全自動準(zhǔn)同期合閘、半自動準(zhǔn)同期合閘、路器合閘時(shí)間測定、頻率差整定范圍：±0.5Hz。

7）可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)控制回路。

可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)控制回路具發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制回路、起勵回路、勵磁保護(hù)回路、滅磁回路、欠勵限制電路、過勵限制電路、移相觸發(fā)電路整流變壓器及整流主電路、發(fā)電機(jī)電壓檢測與調(diào)差電路、同步信號、手動/自動無擾動切換回路、過壓保護(hù)回路等。

六、微機(jī)線路保護(hù)測控裝置

1.采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進(jìn)口器件，保證了裝置電氣設(shè)計(jì)上的高可靠性，產(chǎn)品通過了嚴(yán)格的型式試驗(yàn)和電磁兼容測試，保證了產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力和可靠性。

2.針對35kV及以下主變壓器、配電系統(tǒng)饋線、電容器、電動機(jī)、變壓器和備自投等而設(shè)計(jì)。除了具有完善的保護(hù)功能外，還具有對設(shè)備的電氣量的測量功能及對設(shè)備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)和信息傳送至上位機(jī)（監(jiān)控、調(diào)度計(jì)算機(jī)），同時(shí)接受上位機(jī)的分、合閘等控制命令。

3.采用一體化型材機(jī)箱，安裝方便靈活，適用于固定式及混合式的柜型，也可集中組屏安裝。

4.具有多路開關(guān)量輸入和輸出，可根據(jù)用戶需求在標(biāo)準(zhǔn)版本上擴(kuò)充開入和開出，所有的開入均為交直流兩用。

5.交直流兩用操作回路，自適應(yīng)0.5～5A開關(guān)跳合閘電流；操作回路配置了防跳回路。

6.配置工業(yè)級寬溫型160×160點(diǎn)陣液晶，全中文操作菜單及事故報(bào)文顯示。

7.面板上顯示設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行工況，如：電流、電壓、功率，開關(guān)位置等等，并有完善的預(yù)告、告警功能。

8.具有故障錄波功能，可分別記錄保護(hù)啟動前、保護(hù)動作前各兩周波，保護(hù)啟動后、保護(hù)動作后各八個周波。

9.★裝置具有模擬產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)4相電壓3相電流，方便地進(jìn)行各種組合輸出進(jìn)行各種類型保護(hù)試驗(yàn)。每相電壓可設(shè)置200V，精度:誤差＜0.01V；電流三相可輸出200A，精度:誤差＜0.01A。相位范圍: 360?，精度:誤差＜0.1?； 分辨率: 0.01?。可模擬微機(jī)測控裝置在各運(yùn)行工況下采樣值，如：停運(yùn)、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態(tài)下自動切換所設(shè)定值，配合裝置正確投切一次設(shè)備。

10.具有 1 個標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 通訊接口(Modbus RTU 通訊協(xié)議)，

11.兩路以太網(wǎng)通訊（IEC60870-5-103通訊規(guī)約）。

12.整機(jī)靜態(tài)功耗小于10W。

13.高抗干擾性，通過10項(xiàng)電磁兼容認(rèn)證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。

七、開展實(shí)驗(yàn)的模塊及連接線配件

相關(guān)功能模塊、高可靠實(shí)驗(yàn)連接線、配套工具、備品、資料等。

八、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1、繼電器構(gòu)造、工作原理和特性實(shí)驗(yàn)

1）電磁型電流繼電器實(shí)驗(yàn)

2）電磁型電壓繼電器實(shí)驗(yàn)

3）電磁型時(shí)間繼電器實(shí)驗(yàn)

4）信號繼電器實(shí)驗(yàn)

5）中間繼電器實(shí)驗(yàn)

6）差動繼電器特性實(shí)驗(yàn)

7）晶體管負(fù)序電壓繼電器實(shí)驗(yàn)

8）沖擊繼電器特性實(shí)驗(yàn)

9）功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)

10）反時(shí)限過流繼電器特性實(shí)驗(yàn)

11）變壓器差動保護(hù)實(shí)驗(yàn)

2、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)及綜合實(shí)驗(yàn)

1) 6~10KV 線路過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

2）線路過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

3) 低電壓起動過電流保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

4) 復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

5）電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

6) 電壓閉鎖電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

7) 單側(cè)電源輻射式輸電線路三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)。

8）功率方向過流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

9）發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

10）非同期閉鎖原理實(shí)驗(yàn)

11）反時(shí)限過流保護(hù)動作特性實(shí)驗(yàn)

12）反時(shí)限保護(hù)各變量關(guān)系特性實(shí)驗(yàn)

3、電氣二次控制回路實(shí)驗(yàn)

1）重復(fù)動作手動復(fù)歸中央音響信號裝置實(shí)驗(yàn)

2）重復(fù)動作自動復(fù)歸中央音響信號裝置實(shí)驗(yàn)

3）具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路實(shí)驗(yàn)

4）裝設(shè)跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實(shí)驗(yàn)

5）閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置實(shí)驗(yàn)

4、微機(jī)線路保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）模擬系統(tǒng)短路

2）微機(jī)線路保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

3）無時(shí)限電流速斷保護(hù)

4）帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

5）定時(shí)限過電流保護(hù)

6）★方向過電流保護(hù)

7）過電流三相一次重合閘保護(hù)

8）反時(shí)限過電流保護(hù)

9）電流電壓連鎖保護(hù)

10）零序電流保護(hù)

11）零序電壓保護(hù)

5、勵磁發(fā)電系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)、考核實(shí)驗(yàn)

1) 各種信號與波形觀測；

2）手動準(zhǔn)同期和自同期并列綜合實(shí)驗(yàn)；

3）準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)；

4）同步發(fā)電勵磁控制實(shí)驗(yàn)；

5）同步發(fā)電機(jī)參數(shù)測定綜合實(shí)驗(yàn)；

6）同步發(fā)電機(jī)起勵實(shí)驗(yàn)；

7）同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵實(shí)驗(yàn)；

8）不同a（控制角）的勵磁電壓波形觀測實(shí)驗(yàn)；

9）不同控制方式運(yùn)行調(diào)節(jié)及其相互切換實(shí)驗(yàn)；

10) 過勵限制實(shí)驗(yàn)；

11）欠勵限制實(shí)驗(yàn)；

12) 調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)；

15）勵磁系統(tǒng)相序和極性檢測實(shí)驗(yàn)；

16）可控功率整流主電路實(shí)驗(yàn)；

17）可控勵磁系統(tǒng)主電路保護(hù)實(shí)驗(yàn)；

18）可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)控制、保護(hù)、信號電路綜合實(shí)驗(yàn)；

19）人機(jī)交換式可編程控制數(shù)字調(diào)試系統(tǒng)核心的調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

20）人機(jī)交換式可編程控制為核心的勵磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

九、配置清單