电力自动化及继电保护实验装置

一、概 述

"电力自动化及继电保护实验装置"是综合了目前高等院校《继电保护》、《电气设备》、《自动装置》、《工厂供电》、《电力系统微机保护》等多门专业课程中的教学内容，结合生产实际应用和发展，设计开发的新颖实验装置。它能对发电厂、变电所及工厂中常用的继电保护、电气二次控制回路及自动装置等教学内容进行操作实验，能以真实直观的实验教学形式对学生进行专业技能训练。本装置的优点是设备器件利用率高，实验教学系统性强，占用实验场地少，性价比高等优点。

电力自动化及继电保护实验装置采用挂件式结构，可根据实验内容进行组合，安装使用方便。实验仪表精度高，具有数字化、智能化及人机对话等功能，用户根据需要进行选择。装置对控制屏及测量部件所涉及的电源、仪器仪表等均采取可靠的保护，同时还设置了可靠的人身安全保护体系，避免因学生在实验中的误操作而造成实验系统的损坏和人身伤害。

二、特 点

1.综合性强　综合了目前国内各类院校中《电力自动化》及《继电保护》等课程的实验项目。

2.适应性强　能满足各类院校《电力自动化》和《继电保护》相关课程的实验教学要求，实验的深度与广度可根据实际需要作灵活调整。本装置采用组件式挂箱结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。

3.整套性强　该装置从仪器仪表、专用电源、继电器及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，所提供部件的性能、规格等均能满足实验的需要。

4.直观性强　各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确、操作、维护方便。

5.科学性强　装置占地面积较少，节约了实验用房，减少基建投资；配套的继电器及其设备均采用电力系统自动化及继电保护装置中实际应用的现场设备，真实性强，并均经特殊设计。装置外形整齐美观，能改善实验环境；电力自动化及继电保护实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会，从事发电厂、变电所、工矿企业的供配电工作，继电保护系统的设计、安装、调试、检修等，打下良好的基础。测量仪表采用数字式、智能化及人机对话等相结合，能满足实验教学的需要，使实现装置测量手段的现代化；设有定时器报警记录仪（服务管理器），为学生实验技能的考核提供了一个统一的标准。

6.安全性强　控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监视及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良。所有这些功能均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。

7.开放性强   提供RE-8000智能变配电监控系统应用软件运行环境。提供103、104规约代码，便于教师、学生二次开发新程序。

三、技术性能

1.输入电源：三相四线　380V±10%　50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

3.装置容量：＜1.5kVA

4.外形尺寸：187cm×73cm×166cm

四、电力自动化及继电保护实验装置的配备

本装置将实验所需的交流电源、高压直流电源、交流测量仪表、直流测量仪表、电子秒表、各种规格的负载电阻及各种规格的继电器等有机地结合在一起，配套齐全。用户不需要购买任何配套设备，即可完成所有实验。

本装置由控制屏、实验桌及实验组件等组成。采用不同的挂件组合即可完成不同的实验内容。

微机保护装置特点

n 采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。

n 针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。

n 采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装。

n 具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。

n 交直流两用操作回路，自适应0.5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。

n 配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。

n 面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。

n 具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后各八个周波。

n ★装置具有模拟产生标准4相电压3相电流，方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可设置200V，精度:误差＜0.01V；电流三相可输出200A，精度:误差＜0.01A。相位范围: 360?，精度:误差＜0.1?；分辨率: 0.01?。可模拟微机测控装置在各运行工况下采样值，如：停运、正常、故障等工况下电参量，在各工况状态下自动切换所设定值，配合装置正确投切一次设备。

n 具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)，

n 两路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。

n 整机静态功耗小于10W。

高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰等）。

五、实验项目

(一)继电器特性实验

1)电磁型电流继电器实验

2)电磁型电压继电器实验

3)电磁型时间继电器实验

4)信号继电器实验

5)中间继电器实验

6)负序电压继电器实验

7)冲击继电器特性实验

8)差动继电器特性实验

9)整流型方向阻抗继电器特性实验

10)反时限过流继电器特性实验

(二)继电保护实验及综合实验

1)6-10KV线路过电流保护实验

2)低电压起动过电流保护及过负荷保护实验

3)复合电压起动过电流保护实验

4)电流闭锁电压速断保护实验

5)发电机过电压保护实验

6)单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验

7)功率方向过流保护实验

8)双绕组变压器差动保护实验

9)三绕组变压器差动保护实验

10)距离保护及阶段式方向距离保护整定实验

11)模拟系统正常、Z大、Z小运行方式实验

12)模拟系统三相短路、单相短路实验

13)反时限过流保护动作特性实验

14)反时限保护各变量关系特性实验

15)三段式电流保护实验

(三)电气二次控制回路实验

1)重复动作手动复归中央音响信号装置实验

2)重复动作自动复归中央音响信号装置实验

3)具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验

4)方向距离保护及二次控制回路实验

5)闪光继电器构成的闪光装置实验

6)装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验

7)方向距离保护及二次控制回路实验

8)自动装置实验

9)三相一次重合闸装置实验

10)自动重合闸前加速保护实验

11)自动重合闸后加速保护实验

12)备用电源自动投入实验

（四）微机线路保护实验

1)模拟系统短路

2)微机线路保护装置参数整定操作

3)无时限电流速断保护

4)带时限电流速断保护

5)定时限过电流保护

6)★方向过电流保护

7)过电流三相一次重合闸保护

8)反时限过电流保护

9)电流电压连锁保护

10)零序电流保护

11)零序电压保护

（五）微机变压器保护实验

1)变压器过流保护

2)变压器反时限过流保护

3)变压器过负荷保护

4)变压器零序过流保护

5)变压器零序电压保护

6)变压器低电压保护

7)变压器瓦斯、超温等非电量保护

六、装置的安全保护体系

智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止。

2、手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。

3、PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关。

4、后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：1、包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间。2、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。

现场需对功能逐一演示，提供有效、权威的证明文件，证实该产品的可靠、安全、先进性。

七、电力自动化及继电保护实验装置配置清单

序号	型号	产品名称	单位	数量
1	DLZ01	电源控制屏	台	1
2	DLZ02	实验桌	台	1
3	DL01	断路器触点及控制回路模拟组件	个	1
4	DL02	信号指示及万能转换开关挂箱	个	1
5	DL03	数字式电秒表及开关挂箱	个	1
6	DL04	空气开关挂箱	个	1
7	DL05	光字牌挂箱（一）	个	1
8	DL06	光字牌挂箱（二）	个	1
9	DL07	继电器挂箱（一）	个	1
10	DL08	继电器挂箱（二）	个	1
11	DL09	继电器挂箱（三）	个	1
12	DL10	继电器挂箱（四）	个	1
13	DL11	继电器挂箱（五）	个	1
14	DL12	继电器挂箱（六）	个	1
15	DL13	继电器挂箱（七）	个	1
16	DL14	继电器挂箱（八）	个	1
17	DL15	重合闸继电器及控制部件挂箱	个	1
18	DL16	差动继电器挂箱	个	1
19	DL17	直流数字电压、电流表挂箱（三只表）	个	1
20	DL18	真有效值交流电流表挂箱（三只表）	个	1
21	DL19	真有效值交流电压表挂箱	个	1
22	DL20	可调电阻挂箱（一）	个	1
23	DL21	可调电阻挂箱（二）	个	1
24	DL22	可调电阻挂箱（三）	个	1
25	DL23	可调电阻挂箱（四）	个	1
26	DL-24	反时限过流继电器挂箱	个	1
27	DL-25	整流型方向阻抗继电器挂箱	个	1
28	DL-26	备用电源自动投入实验挂箱	个	1
29	DL-41	微机线路保护装置挂箱	个	1
30	DL-42	微机变压器保护装置挂箱	个	1
31	SB-1	电脑桌	台	1
32		电脑(用户自备)	台	1
33		安全迭插型实验导线	套	1
34		学生凳子	个	2