電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗裝置,電力自動化實驗臺
2023-06-05 14:43電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗裝置
電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗臺可單獨使用開出多門電氣工程專業(yè)課程的教學(xué)實驗，多套培訓(xùn)系統(tǒng)還可組成復(fù)雜電力網(wǎng)系統(tǒng)進行綜合實驗、實訓(xùn)，并由電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)電力網(wǎng)綜合監(jiān)控，也可組成任意數(shù)字智能變電站結(jié)構(gòu)。設(shè)備電源輸入設(shè)有多重安全防護，可有效防止老師、學(xué)生發(fā)生觸電危險；實驗系統(tǒng)控制電源（包括繼電器輔助電壓）均采用安全電壓（DC24V）電源；實驗信號要求按照電力系統(tǒng)二次標準輸出（100V、5A），且嚴格控制輸出功率，杜絕觸電隱患。
電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗臺提供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。 實驗臺由模擬一次主系統(tǒng)、多功能微機保護裝置、常規(guī)繼電器、二次電氣控制等構(gòu)成。
一、微機保護裝置模塊
1、10kV饋線微機保護裝置模塊
2、35kV線路微機裝置模塊
3、110kV線路成組微機保護裝置模塊
4、變壓器主保護裝置模塊
5、變壓器后備保護裝置模塊
6、電容器微機保護裝置模塊
7、電動機微機保護裝置模塊
8、發(fā)電機差動保護裝置模塊
9、發(fā)電機后備保護裝置模塊
10、數(shù)字式電流繼電器、數(shù)字式電壓繼電器、數(shù)字式功率方向繼電器、數(shù)字式差動繼電器、數(shù)字式阻抗繼電器、數(shù)字式反時限電流繼電器等數(shù)字式繼電器模塊
二、技術(shù)參數(shù)
1、工作電壓：AC220V、50Hz。
2、環(huán)境溫度：-10℃－+40℃范圍內(nèi)。
3、環(huán)境濕度：不低于95％（25℃）。
4、整機功耗：≤3kVA。
三、常規(guī)繼電器：
包括電磁型電流繼電器、電磁型電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、功率方向繼電器、阻抗繼電器、差動繼電器。
四、功率放大裝置：
1、電壓源
(1) 最大輸出電壓：6×125V
(2) 最大輸出功率：6×75VA
(3) 分辨率：1mV
(4) 精度：≤0.2%(5V-110V),≤0.5%(<5V或>110V)
(5) 諧波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相輸出幅值、頻率、相位獨立可調(diào)，并可以作為直 流電壓輸出，短路自動保護。
2、電流源
(1) 最大輸出電流：6×30A或1×180A
(2) 最大輸出功率：6×200VA或1×1200VA
(3) 分辨率：1mA
(4) 精度：≤0.2%(1A-30A),≤0.5%(0.2A-1A)
(5) 諧波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相輸出幅值、頻率、相位獨立可調(diào)，并可以作為直流電流輸出，過載自動保護。
3、相位
(1) 范圍：-360°——+360°
(2) 精度：0.1°
4、頻率
(1) 范圍：10-1000Hz
(2) 分辨率：50μHz
(3) 漂移：5ppm
5、開關(guān)量輸入
(1) 輸入端口數(shù)量：8 對
(2) 響應(yīng)時間：100μs
(3) 計時范圍：1ms-999,999.999s
(4) 輸入方式：空接點（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或帶電位，耐壓250V/DC
(5) 其它:防抖動時間可設(shè)置
6、開關(guān)量輸出
(1) 輸出端口數(shù)量:4 對
(2) 輸出方式:空接點,耐壓250V/DC，容量250VA
7、工作環(huán)境條件
(1) 環(huán)境溫度：－10℃~ 40℃
(2) 相對濕度：5%~ 95%
(3) 電源：220V±10%，50Hz±1%
五、高速數(shù)字物理接口箱：
主機內(nèi)置高性能CPU和高速數(shù)字信號處理器，16位DAC模塊、自帶≥10英寸的多彩電阻式觸摸屏。內(nèi)置多種特性測試模塊以及多個線路模型，可通過觸摸屏修改模型參數(shù)，改變系統(tǒng)運行狀態(tài)來計算并輸出不同運行狀態(tài)下的電流電壓信號。既可單機獨立運行，亦可聯(lián)接其它電腦運行。特性測試模塊包括：通用特性測試、阻抗繼電器特性測試、差動繼電器特性測試、反時限電流繼電器特性測試等模塊。
線路模型包括：10kV/35kV/110kV線路整組模型、變壓器整組模型、電動機保護整組模型、電容器保護整組模型、發(fā)電機保護整組模型等；每種類型的模型均可保存4組參數(shù)。
1、強大的聯(lián)網(wǎng)功能：多臺高速數(shù)字高速數(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，由微機保護測試儀同步發(fā)出各測控點的二次電流、電壓信號。
2、通訊方式要求：以太網(wǎng)通信接口，必須保證通訊速率不低于100Mb/s。
3、參數(shù)指標要求：
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。
六、實驗項目
（一）常規(guī)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、常規(guī)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、常規(guī)電流速斷保護實驗
9、常規(guī)電流電壓連鎖速斷保護實驗
（二） 微機保護實驗
1、數(shù)字式繼電器特性實驗（包括以下6種數(shù)字式繼電器實驗）
(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、10kV-35kV微機保護綜合實驗
(1) 可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ�，并能進行故障錄波和實驗過程回放*大、*小運行方式下三段電流保護實驗
(2) 10kV線路過電流保護實驗
(3) 35kV線路電流電壓聯(lián)鎖速斷保護實驗
(4) 方向性過電流保護實驗
(5) 反時限電流保護實驗
(6) 過電流保護與自動重合閘前加速保護實驗
(7) 過電流保護與自動重合閘后加速保護實驗
(8) 零序電壓保護實驗
3、110kV微機保護綜合實驗
(1) 可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ停⒛苓M行故障錄波和實驗過程回放方向圓相間距離保護實驗
(2) 方向圓接地距離保護實驗
(3) 三段式距離保護實驗
(4) 零序電流保護實驗
(5) 零序方向保護實驗
(6) 零序電壓閉鎖實驗
(7) 距離保護與自動重合閘實驗
(8) 零序電流保護與自動重合閘實驗
4、變壓器保護綜合實驗
(1) 差動類保護與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護
(2) 變壓器電流速斷保護實驗
(3) 變壓器差動速斷保護實驗
(4) 變壓器比率制動差動保護實驗
(5) 變壓器過電流保護實驗
(6) 變壓器低電壓起動過電流保護實驗
(7) 變壓器復(fù)合電壓起動過電流保護實驗
(8) 變壓器過負荷保護實驗
(9) 模擬重瓦斯告警、跳閘實驗
(10) 模擬輕瓦斯告警實驗
(11) 模擬超溫告警、跳閘實驗
(12) 模擬過溫告警實驗
5、.電容器保護綜合實驗
(1) 電容器限時電流速斷保護實驗
(2) 電容器過電流保護實驗
(3) 電容器過電壓保護實驗
(4) 電容器母線失壓保護實驗
6、電動機保護綜合實驗
(1) 電動機過電流保護實驗
(2) 電動機不平衡保護實驗
(3) 電動機接地保護實驗
(4) 電動機低電壓保護實驗
7、發(fā)電機差動保護實驗
(1) 差動類保護與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護
(2) 發(fā)電機差動速斷保護實驗
(3) 發(fā)電機比率制動差動保護實驗
(4) 發(fā)電機模擬超溫保護實驗
(5) 發(fā)電機模擬過溫保護實驗
8、發(fā)電機后備保護實驗
(1) 發(fā)電機過電流保護實驗
(2) 發(fā)電機過電壓保護實驗
(3) 發(fā)電機低電壓保護實驗
(4) 發(fā)電機過負荷保護實驗
（三）電力系統(tǒng)分析課程實驗
1、電力系統(tǒng)電氣主接線圖的設(shè)計與組態(tài)
2、開式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算
3、環(huán)網(wǎng)的潮流計算
4、電力網(wǎng)的電壓和功率分布
5、電力系統(tǒng)不對稱故障的分析計算
6、電力系統(tǒng)三相短路的分析計算
7、電力系統(tǒng)潮流分析實驗
8、電力系統(tǒng)短路計算實驗
（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、畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新科研平臺
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。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。
電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗臺提供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。 實驗臺由模擬一次主系統(tǒng)、多功能微機保護裝置、常規(guī)繼電器、二次電氣控制等構(gòu)成。
1、10kV饋線微機保護裝置模塊
2、35kV線路微機裝置模塊
3、110kV線路成組微機保護裝置模塊
4、變壓器主保護裝置模塊
5、變壓器后備保護裝置模塊
6、電容器微機保護裝置模塊
7、電動機微機保護裝置模塊
8、發(fā)電機差動保護裝置模塊
9、發(fā)電機后備保護裝置模塊
10、數(shù)字式電流繼電器、數(shù)字式電壓繼電器、數(shù)字式功率方向繼電器、數(shù)字式差動繼電器、數(shù)字式阻抗繼電器、數(shù)字式反時限電流繼電器等數(shù)字式繼電器模塊
二、技術(shù)參數(shù)
1、工作電壓：AC220V、50Hz。
2、環(huán)境溫度：-10℃－+40℃范圍內(nèi)。
3、環(huán)境濕度：不低于95％（25℃）。
4、整機功耗：≤3kVA。
三、常規(guī)繼電器：
包括電磁型電流繼電器、電磁型電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、功率方向繼電器、阻抗繼電器、差動繼電器。
四、功率放大裝置：
1、電壓源
(1) 最大輸出電壓：6×125V
(2) 最大輸出功率：6×75VA
(3) 分辨率：1mV
(4) 精度：≤0.2%(5V-110V),≤0.5%(<5V或>110V)
(5) 諧波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相輸出幅值、頻率、相位獨立可調(diào)，并可以作為直 流電壓輸出，短路自動保護。
2、電流源
(1) 最大輸出電流：6×30A或1×180A
(2) 最大輸出功率：6×200VA或1×1200VA
(3) 分辨率：1mA
(4) 精度：≤0.2%(1A-30A),≤0.5%(0.2A-1A)
(5) 諧波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相輸出幅值、頻率、相位獨立可調(diào)，并可以作為直流電流輸出，過載自動保護。
3、相位
(1) 范圍：-360°——+360°
(2) 精度：0.1°
4、頻率
(1) 范圍：10-1000Hz
(2) 分辨率：50μHz
(3) 漂移：5ppm
5、開關(guān)量輸入
(1) 輸入端口數(shù)量：8 對
(2) 響應(yīng)時間：100μs
(3) 計時范圍：1ms-999,999.999s
(4) 輸入方式：空接點（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或帶電位，耐壓250V/DC
(5) 其它:防抖動時間可設(shè)置
6、開關(guān)量輸出
(1) 輸出端口數(shù)量:4 對
(2) 輸出方式:空接點,耐壓250V/DC，容量250VA
7、工作環(huán)境條件
(1) 環(huán)境溫度：－10℃~ 40℃
(2) 相對濕度：5%~ 95%
(3) 電源：220V±10%，50Hz±1%
五、高速數(shù)字物理接口箱：
主機內(nèi)置高性能CPU和高速數(shù)字信號處理器，16位DAC模塊、自帶≥10英寸的多彩電阻式觸摸屏。內(nèi)置多種特性測試模塊以及多個線路模型，可通過觸摸屏修改模型參數(shù)，改變系統(tǒng)運行狀態(tài)來計算并輸出不同運行狀態(tài)下的電流電壓信號。既可單機獨立運行，亦可聯(lián)接其它電腦運行。特性測試模塊包括：通用特性測試、阻抗繼電器特性測試、差動繼電器特性測試、反時限電流繼電器特性測試等模塊。
線路模型包括：10kV/35kV/110kV線路整組模型、變壓器整組模型、電動機保護整組模型、電容器保護整組模型、發(fā)電機保護整組模型等；每種類型的模型均可保存4組參數(shù)。
1、強大的聯(lián)網(wǎng)功能：多臺高速數(shù)字高速數(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，由微機保護測試儀同步發(fā)出各測控點的二次電流、電壓信號。
2、通訊方式要求：以太網(wǎng)通信接口，必須保證通訊速率不低于100Mb/s。
3、參數(shù)指標要求：
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。
六、實驗項目
（一）常規(guī)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、常規(guī)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、常規(guī)電流速斷保護實驗
9、常規(guī)電流電壓連鎖速斷保護實驗
（二） 微機保護實驗
1、數(shù)字式繼電器特性實驗（包括以下6種數(shù)字式繼電器實驗）
(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、10kV-35kV微機保護綜合實驗
(1) 可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ�，并能進行故障錄波和實驗過程回放*大、*小運行方式下三段電流保護實驗
(2) 10kV線路過電流保護實驗
(3) 35kV線路電流電壓聯(lián)鎖速斷保護實驗
(4) 方向性過電流保護實驗
(5) 反時限電流保護實驗
(6) 過電流保護與自動重合閘前加速保護實驗
(7) 過電流保護與自動重合閘后加速保護實驗
(8) 零序電壓保護實驗
3、110kV微機保護綜合實驗
(1) 可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ停⒛苓M行故障錄波和實驗過程回放方向圓相間距離保護實驗
(2) 方向圓接地距離保護實驗
(3) 三段式距離保護實驗
(4) 零序電流保護實驗
(5) 零序方向保護實驗
(6) 零序電壓閉鎖實驗
(7) 距離保護與自動重合閘實驗
(8) 零序電流保護與自動重合閘實驗
4、變壓器保護綜合實驗
(1) 差動類保護與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護
(2) 變壓器電流速斷保護實驗
(3) 變壓器差動速斷保護實驗
(4) 變壓器比率制動差動保護實驗
(5) 變壓器過電流保護實驗
(6) 變壓器低電壓起動過電流保護實驗
(7) 變壓器復(fù)合電壓起動過電流保護實驗
(8) 變壓器過負荷保護實驗
(9) 模擬重瓦斯告警、跳閘實驗
(10) 模擬輕瓦斯告警實驗
(11) 模擬超溫告警、跳閘實驗
(12) 模擬過溫告警實驗
5、.電容器保護綜合實驗
(1) 電容器限時電流速斷保護實驗
(2) 電容器過電流保護實驗
(3) 電容器過電壓保護實驗
(4) 電容器母線失壓保護實驗
6、電動機保護綜合實驗
(1) 電動機過電流保護實驗
(2) 電動機不平衡保護實驗
(3) 電動機接地保護實驗
(4) 電動機低電壓保護實驗
7、發(fā)電機差動保護實驗
(1) 差動類保護與現(xiàn)場保護一致是三相差動保護
(2) 發(fā)電機差動速斷保護實驗
(3) 發(fā)電機比率制動差動保護實驗
(4) 發(fā)電機模擬超溫保護實驗
(5) 發(fā)電機模擬過溫保護實驗
8、發(fā)電機后備保護實驗
(1) 發(fā)電機過電流保護實驗
(2) 發(fā)電機過電壓保護實驗
(3) 發(fā)電機低電壓保護實驗
(4) 發(fā)電機過負荷保護實驗
（三）電力系統(tǒng)分析課程實驗
1、電力系統(tǒng)電氣主接線圖的設(shè)計與組態(tài)
2、開式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算
3、環(huán)網(wǎng)的潮流計算
4、電力網(wǎng)的電壓和功率分布
5、電力系統(tǒng)不對稱故障的分析計算
6、電力系統(tǒng)三相短路的分析計算
7、電力系統(tǒng)潮流分析實驗
8、電力系統(tǒng)短路計算實驗
（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、畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新科研平臺
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。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。