電力系統繼電保護綜合實驗裝置

本裝置是根據《電力系統繼電保護》、《電力工程》、《電力自動化》、《電力系統微機保護》等課程的教學要求，并結合生產實際應用和發展而研發的微機線路保護實驗裝置。學生通過該實驗，可熟悉和掌握電力系統中常規電磁式繼電器保護和微機保護的原理，保護接線和整定試驗方法。裝置設計緊湊，整體性強，保護裝置功能完備，集保護、測量、控制、監測、通訊多種功能于一體，本裝置不僅能作為電力、電氣、自動化類專業線路保護的教學實驗平臺，而且也能作為學生熟悉和掌握電力通訊規約和多種編程軟件的硬件和軟件平臺。本裝置還配有RS-485/Modbus-RTU通信接口及上位機監控軟件。

一、裝置的安全保護體系

1. 三相四線制電源輸入后經隔離輸出（浮地設計），總電源由三相鑰匙開關控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示與保護。

2. 控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進行控制。

3. 屏上裝有電壓型漏電保護裝置和一套電流型漏電保護裝置，控制屏內、外或強電輸出若有漏電現象發生，即告警并切斷總電源，確保實驗安全。

4. 三相調壓器原、副邊設有過流保護技術，相間、線間過電流或直接短路均能自動保護。

5. 設有定時器兼報警記錄儀（服務管理器），對違章使用的次數進行記錄，為學生實驗技能的考核提供一個統一標準。

二、實驗項目

1. 系統實驗

(1) 模擬系統短路實驗

(2) 保護裝置靜態試驗

(3) 微機保護裝置基本功能試驗

(4) 微機定時限過電流保護

(5) 微機無時限電流速斷保護

(6) 微機帶時限電流速斷保護

(7) 階段式電流保護

(8) 電流電壓連鎖保護

(9) 階段式過電流保護與自動重合閘后加速

(10) 其它線路保護形式研究

(11) 零序電流保護實驗

(12) 過負荷保護實驗

(13) 低壓減載實驗

(14) 變壓器三段式復合電壓過流保護

(15) 變壓器反時限過流保護

(16) 變壓器兩段式定時限負序過流保護

(17) 變壓器定時限零序過流保護

(18) 變壓器反時限零序過流保護

(19) 變壓器過負荷保護

(20) 變壓器低電壓保護

(21) 非電量保護

2. 電磁型繼電器特性與保護

(1) 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗

(2) 電磁型時間繼電器實驗

(3) 電磁型中間繼電器實驗

(4) 信號繼電器實驗

(5) 6～10KV線路過電流保護實驗

(6) 電流速斷保護

(7) 兩段式過電流保護

(8) 電流閉鎖電壓速斷保護

3. SCADA實驗

(1) 遙測、遙控、遙信實驗

三、配置清單

四、配套教學資源

（一）、變電站監控軟件

1、概述

電力綜合自動化監控系統支持基于多種通訊方式的分布式體系結構，采用對象化的設備描述方法，系統的描述由傳統的面向遠動的數據列表方式變為層次方式，對象層次可以任意嵌套，能夠更直觀更方便地反映電力系統的構成。

2、監控系統的主要功能模塊

l 數據采集處理SCADA 模塊

l 事件顯示/打印/報警模塊

l 圖形畫面歷史報表顯示打印模塊

l 圖形編輯器模塊

l 數據庫定義模塊

l 報表編輯器模塊

l 規約管理器模塊

l 歷史存檔模塊

3、監控系統的特點      

1） 嵌入式實時庫與商用庫MS SQL Server 的無縫連接方式，以實時庫為核心，實時數據的讀寫*從內存獲得，系統實時數據庫是層次半關系型結構，滿足計算機監控系統對實時性的要求，數據及進程可動態遷移，保證系統負載的動態平衡，提高了系統的可靠性，優化了系統性能。

2） 采用*的網絡事件驅動技術，在多種協議之上建立有用于網絡消息傳送的SoftBus信道，系統中各網絡結點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅動的技術，使系統在網絡分布的形式下更好的遵守面向對象的設計思想，結構更加清晰。

3） 系統可根據不同的行政管理劃分、地理位置信息、傳輸量及實時性要求，提供多種手段和方法構筑一個完善的分布式應用拓撲網絡體系。

4） 采用組件對象模型的系統架構，其規范為IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970為SCADA/EMS 組件架構標準基礎是美國電科院的CCAPI IEC 61968 ，為 DMS/LMS 配網電能計量負荷管理的組件架構標準，它們均是CORBA 在電力系統自動化領域的實現。上述優點是提供統一的應用接入標準，提供統一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術，提供統一命令操作接口，優化分布式系統的效率。

5） 在與廠站或遠方其他客戶服務族互聯時，支持多種標準網絡通信協議，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墻Firewall 機制有效隔離廣播風暴。

6） 軟件開發是利用建立在ActiveX 基礎上的32 位的軟件編譯平臺，采用面向對象的設計思想，軟件功能模塊可重新組態，保證了系統的可擴展性及可維護性。

7） 具有多種類型的規約庫，包括部頒POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)規約等，可按透明半透明不透明方式進行規約轉換或轉發。

8） 系統具有遠程維護系統調試軟件更新故障排除等功能。

9）  基于SVG 圖形標準的統一界面，SVG 圖形標準被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件，能夠將它嵌入到其它的應用中，可以通過Web 向Internet 發布界面，與應用系統無關，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統一管理。

10）  在采用雙網結構時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網絡負載的功能，在進行擾動數據傳輸時此功能能更好地保證系統的實時性。

11）  提供一種功能強大直觀的高級計算處理語言，它所計算處理的對象直接選自實時數據庫，計算結果可帶時標存入數據庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數、LOG 函數、邏輯運算、位操作、系統時鐘條件判斷、循環語句、自定義過程調用、返回語句、函數調用、數據庫操作、用戶定義變量等。