SBDLZ-02A型電力自動(dòng)化及繼電保護實(shí)驗裝置

　

一、概 述

電力自動(dòng)化及繼電保護實(shí)驗裝置是綜合了目前高等院�！独^電保護》、《電氣設備》、《自動(dòng)裝置》、《工廠(chǎng)供電》、《電力系統微機保護》等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程中的教學(xué)內容，結合生產(chǎn)實(shí)際應用和發(fā)展，設計開(kāi)發(fā)的新穎實(shí)驗裝置。它能對發(fā)電廠(chǎng)、變電所及工廠(chǎng)中常用的繼電保護、電氣二次控制回路及自動(dòng)裝置等教學(xué)內容進(jìn)行操作實(shí)驗，能以真實(shí)直觀(guān)的實(shí)驗教學(xué)形式對學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能訓練。 電力自動(dòng)化及繼電保護實(shí)驗裝置采用掛件式結構，可根據實(shí)驗內容進(jìn)行組合，安裝使用方便。實(shí)驗儀表精度高，具有數字化、智能化及人機對話(huà)等功能，用戶(hù)根據需要進(jìn)行選擇。裝置對控制屏及測量部件所涉及的電源、儀器儀表等均采取可靠的保護，同時(shí)還設置了可靠的人身安全保護體系，避免因學(xué)生在實(shí)驗中的誤操作而造成實(shí)驗系統的損壞和人身傷害。

參考圖片

二、特 點(diǎn)

1.綜合性強　綜合了目前國內各類(lèi)院校中《電力自動(dòng)化》及《繼電保護》等課程的實(shí)驗項目。

2.適應性強　能滿(mǎn)足各類(lèi)院�！峨娏ψ詣�(dòng)化》和《繼電保護》相關(guān)課程的實(shí)驗教學(xué)要求，實(shí)驗的深度與廣度可根據實(shí)際需要作靈活調整。本裝置采用組件式掛箱結構，更換便捷，如需要擴展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3.整套性強　該裝置從儀器儀表、專(zhuān)用電源、繼電器及其它實(shí)驗部件到實(shí)驗連接專(zhuān)用導線(xiàn)等均配套齊全，所提供部件的性能、規格等均能滿(mǎn)足實(shí)驗的需要。

4.直觀(guān)性強　各實(shí)驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線(xiàn)分明，各掛件任務(wù)明確、操作、維護方便。

5.科學(xué)性強　裝置占地面積較少，節約了實(shí)驗用房，減少基建投資；配套的繼電器及其設備均采用電力系統自動(dòng)化及繼電保護裝置中實(shí)際應用的現場(chǎng)設備，真實(shí)性強，并均經(jīng)特殊設計。裝置外形整齊美觀(guān)，能改善實(shí)驗環(huán)境；電力自動(dòng)化及繼電保護實(shí)驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學(xué)生走向社會(huì )，從事發(fā)電廠(chǎng)、變電所、工礦企業(yè)的供配電工作，繼電保護系統的設計、安裝、調試、檢修等，打下良好的基礎。測量?jì)x表采用數字式、智能化及人機對話(huà)等相結合，能滿(mǎn)足實(shí)驗教學(xué)的需要，使實(shí)現裝置測量手段的現代化；設有定時(shí)器報警記錄儀（服務(wù)管理器），為學(xué)生實(shí)驗技能的考核提供了一個(gè)統一的標準。

6.安全性強　控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內、外電壓型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監視及短路保護等功能，使用方便；各測量?jì)x表均有保護功能。整套裝置經(jīng)過(guò)精心設計，加上可靠的元器件質(zhì)量及可靠工藝作為保障，產(chǎn)品性能優(yōu)良。所有這些功能均為開(kāi)放性實(shí)驗創(chuàng )造了條件，有利于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

7.開(kāi)放性強 提供RE-8000智能變配電監控系統應用軟件運行環(huán)境。提供103、104規約代碼，便于教師、學(xué)生二次開(kāi)發(fā)新程序。

三、技術(shù)性能

1.輸入電源：三相四線(xiàn)　380V±10%　50Hz

2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃　相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

3.裝置容量：＜1.5kVA

4.外形尺寸：187cm×73cm×166cm

四、裝置的配備

本裝置將實(shí)驗所需的交流電源、高壓直流電源、交流測量?jì)x表、直流測量?jì)x表、電子秒表、各種規格的負載電阻及各種規格的繼電器等有機地結合在一起，配套齊全。用戶(hù)不需要購買(mǎi)任何配套設備，即可完成所有實(shí)驗。

本裝置由控制屏、實(shí)驗桌及實(shí)驗組件等組成。采用不同的掛件組合即可完成不同的實(shí)驗內容。

五、實(shí)驗項目

(一)繼電器特性實(shí)驗

1)電磁型電流繼電器實(shí)驗

2)電磁型電壓繼電器實(shí)驗

3)電磁型時(shí)間繼電器實(shí)驗

4)信號繼電器實(shí)驗

5)中間繼電器實(shí)驗 、

6)負序電壓繼電器實(shí)驗

7)沖擊繼電器特性實(shí)驗

8)差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗

9)整流型方向阻抗繼電器特性實(shí)驗

10)反時(shí)限過(guò)流繼電器特性實(shí)驗

(二)繼電保護實(shí)驗及綜合實(shí)驗

1)6-10KV線(xiàn)路過(guò)電流保護實(shí)驗

2)低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護及過(guò)負荷保護實(shí)驗

3)復合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護實(shí)驗

4)流閉鎖電壓速斷保護實(shí)驗

5)發(fā)電機過(guò)電壓保護實(shí)驗

6)單側電源輻射式輸電線(xiàn)路三段式電流保護實(shí)驗

7)功率方向過(guò)流保護實(shí)驗

8)雙繞組變壓器差動(dòng)保護實(shí)驗

9)三繞組變壓器差動(dòng)保護實(shí)驗

10)距離保護及階段式方向距離保護整定實(shí)驗

11)模擬系統正常、最大、最小運行方式實(shí)驗

12)模擬系統三相短路、單相短路實(shí)驗

13)反時(shí)限過(guò)流保護動(dòng)作特性實(shí)驗

14)反時(shí)限保護各變量關(guān)系特性實(shí)驗

15)三段式電流保護實(shí)驗

(三)電氣二次控制回路實(shí)驗

1)重復動(dòng)作手動(dòng)復歸中央音響信號裝置實(shí)驗

2)重復動(dòng)作自動(dòng)復歸中央音響信號裝置實(shí)驗

3)具有燈光和音響監視的斷路器控制回路實(shí)驗

4)方向距離保護及二次控制回路實(shí)驗

5)閃光繼電器構成的閃光裝置實(shí)驗

6)裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實(shí)驗

7)方向距離保護及二次控制回路實(shí)驗

8)自動(dòng)裝置實(shí)驗

9) 三相一次重合閘裝置實(shí)驗

10) 自動(dòng)重合閘前加速保護實(shí)驗

11) 自動(dòng)重合閘后加速保護實(shí)驗

12) 備用電源自動(dòng)投入實(shí)驗

(四)微機線(xiàn)路、變壓器保護實(shí)驗

1) 具有常規線(xiàn)路保護和微機保護兩種功能

2) 模擬系統最大、最小、正常運行方式實(shí)驗

3) 模擬系統短路運行方式實(shí)驗

4) 模擬系統短路保護動(dòng)作情況實(shí)驗

5) 低電壓閉鎖電流保護裝置的動(dòng)作實(shí)驗

6) 電流速斷保護靈敏度檢查實(shí)驗

7) 微機帶時(shí)限電流速斷保護實(shí)驗

8) 微機階段式過(guò)流保護實(shí)驗

9) 過(guò)負荷保護實(shí)驗

10) 低電壓閉鎖速斷保護靈敏度檢查實(shí)驗

11) 最大、正常、最小運行方式對保護靈敏度影響實(shí)驗

12) 零序電流保護實(shí)驗

13) 模擬變壓器短路實(shí)驗

14) 微機保護的動(dòng)作參數整定實(shí)驗

15) 模擬變壓器的過(guò)流保護實(shí)驗

（五）微機保護裝置開(kāi)發(fā)設計性實(shí)驗（設計性、綜合性實(shí)驗，可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)）

六、裝置的安全保護體系

1.三相四線(xiàn)制電源輸入后經(jīng)隔離輸出（浮地設計），總電源由三相鑰匙開(kāi)關(guān)控制，設有三相帶燈熔斷器作為斷相指示。

2.控制屏電源由接觸器通過(guò)起、停按鈕進(jìn)行控制 。

3.屏上裝有兩套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，即告警并切斷總電源，確保實(shí)驗安全。

4.單、三相調壓器輸出處設有過(guò)流保護裝置，相間、線(xiàn)間過(guò)電流或直接短路均能自動(dòng)保護。

5.設有定時(shí)器兼報警記錄儀（服務(wù)管理器），對違章使用的次數進(jìn)行記錄，為學(xué)生實(shí)驗技能的考核提供一個(gè)統一標準。

6.各種電源及各種儀表均有完善的保護功能。

七、配置清單

序號	型號	規格名稱(chēng)	單位	數量
1	DLZ01	電源控制屏	臺	1
2	DLZ02	實(shí)驗桌	臺	1
3	DL01	斷路器觸點(diǎn)及控制回路模擬組件	個(gè)	1
4	DL02	信號指示及萬(wàn)能轉換開(kāi)關(guān)掛箱	個(gè)	1
5	DL03	數字式電秒表及開(kāi)關(guān)掛箱	個(gè)	1
6	DL04	空氣開(kāi)關(guān)掛箱	個(gè)	1
7	DL05	光字牌掛箱（一）	個(gè)	1
8	DL06	光字牌掛箱（二）	個(gè)	1
9	DL07	繼電器掛箱（一）	個(gè)	1
10	DL08	繼電器掛箱（二）	個(gè)	1
11	DL09	繼電器掛箱（三）	個(gè)	1
12	DL10	繼電器掛箱（四）	個(gè)	1
13	DL11	繼電器掛箱（五）	個(gè)	1
14	DL12	繼電器掛箱（六）	個(gè)	1
15	DL13	繼電器掛箱（七）	個(gè)	1
16	DL14	繼電器掛箱（八）	個(gè)	1
17	DL15	重合閘繼電器及控制部件掛箱	個(gè)	1
18	DL16	差動(dòng)繼電器掛箱	個(gè)	1
19	DL17	直流數字電壓、電流表掛箱（三只表）	個(gè)	1
20	DL18	真有效值交流電流表掛箱（三只表）	個(gè)	1
21	DL19	真有效值交流電壓表掛箱	個(gè)	1
22	DL20	可調電阻掛箱（一）	個(gè)	1
23	DL21	可調電阻掛箱（二）	個(gè)	1
24	DL22	可調電阻掛箱（三）	個(gè)	1
25	DL23	可調電阻掛箱（四）	個(gè)	1
26	DL-24	反時(shí)限過(guò)流繼電器掛箱	個(gè)	1
27	DL-25	整流型方向阻抗繼電器掛箱	個(gè)	1
28	DL-26	備用電源自動(dòng)投入實(shí)驗掛箱	個(gè)	1
29	DL-41	微機線(xiàn)路保護裝置掛箱	個(gè)	1
30	DL-42	微機變壓器保護裝置掛箱	個(gè)	1
31	SB-1	電腦桌	臺	1
32		電腦	臺	1
33		安全迭插型實(shí)驗導線(xiàn)	套	1
34		學(xué)生凳子	個(gè)	2

八、RE-8000變電站監控軟件
1、概述
電力綜合自動(dòng)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(dòng)的數據列表方式變?yōu)閷哟畏绞�，對象層次可以任意嵌套，能夠更直觀(guān)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
數據采集處理SCADA 模塊
事件顯示/打印/報警模塊
圖形畫(huà)面歷史報表顯示打印模塊
圖形編輯器模塊
數據庫定義模塊
報表編輯器模塊
規約管理器模塊
歷史存檔模塊
3、監控系統的特點(diǎn)     
1）嵌入式實(shí)時(shí)庫與商用庫MS SQL Server 的無(wú)縫連接方式，以實(shí)時(shí)庫為核心，實(shí)時(shí)數據的讀寫(xiě)完全從內存獲得，系統實(shí)時(shí)數據庫是層次半關(guān)系型結構，滿(mǎn)足計算機監控系統對實(shí)時(shí)性的要求，數據及進(jìn)程可動(dòng)態(tài)遷移，保證系統負載的動(dòng)態(tài)平衡，提高了系統的可靠性，優(yōu)化了系統性能。
2）采用獨特的網(wǎng)絡(luò )事件驅動(dòng)技術(shù)，在多種協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡(luò )消息傳送的SoftBus信道，系統中各網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)均可通過(guò)它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅動(dòng)的技術(shù)，使系統在網(wǎng)絡(luò )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(shí)時(shí)性要求，提供多種手段和方法構筑一個(gè)完善的分布式應用拓撲網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)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(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)現。上述優(yōu)點(diǎn)是提供統一的應用接入標準，提供統一信息交換通道，即過(guò)去的SOFTBUS 技術(shù)，提供統一命令操作接口，優(yōu)化分布式系統的效率。
5）在與廠(chǎng)站或遠方其他客戶(hù)服務(wù)族互聯(lián)時(shí)，支持多種標準網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)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(fēng)暴。
6）軟件開(kāi)發(fā)是利用建立在A(yíng)ctiveX 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(tài)，保證了系統的可擴展性及可維護性。
7）具有多種類(lèi)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(jìn)行規約轉換或轉發(fā)。
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(guò)Web 向Internet 發(fā)布界面，與應用系統無(wú)關(guān)，僅僅是工程畫(huà)面操作界面的制作便于統一管理。
10）在采用雙網(wǎng)結構時(shí)不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網(wǎng)絡(luò )負載的功能，在進(jìn)行擾動(dòng)數據傳輸時(shí)此功能能更好地保證系統的實(shí)時(shí)性。
11）提供一種功能強大直觀(guān)的高級計算處理語(yǔ)言，它所計算處理的對象直接選自實(shí)時(shí)數據庫，計算結果可帶時(shí)標存入數據庫，使用戶(hù)能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環(huán)境提供的語(yǔ)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(shí)鐘條件判斷、循環(huán)語(yǔ)句、自定義過(guò)程調用、返回語(yǔ)句、函數調用、數據庫操作、用戶(hù)定義變量等。
12）數據庫能在線(xiàn)生成、修改和擴充，所有數據按名稱(chēng)訪(fǎng)問(wèn)，數據讀寫(xiě)與數據處理對象綁定，與數據駐存地無(wú)關(guān)。
13）監控系統包含了變電站的一些高級應用軟件模塊：電壓無(wú)功控制VQC 應用模塊、故障錄波顯示分析應用模塊、小電流接地選線(xiàn)應用模塊、五防系統應用模塊等各個(gè)應用模塊。既可與監控系統一體化運行，也可自成系統單獨運行。
14）具有網(wǎng)絡(luò )拓撲分析和動(dòng)態(tài)著(zhù)色功能，動(dòng)態(tài)著(zhù)色是根據電網(wǎng)拓撲監視出的設備狀態(tài)信息，以不同的顏色直觀(guān)地顯示出電力系統各個(gè)設備的電氣狀態(tài)。
4、主要功能
4.1、數據采集及處理功能
按電氣間隔分布配置或集中配置綜合測控終端完成開(kāi)關(guān)量模擬量脈沖量等信息的采集及處理，并將處理后的信息上傳。
4.2、控制操作功能
控制各電氣間隔的斷路器、電動(dòng)隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級工作站實(shí)現，也可在各間隔層測控終端通過(guò)手動(dòng)操作完成。
4.3、防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能可以設計操作閉鎖邏輯，達到防誤操作。
4.4、報警及事件記錄功能
將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE 、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統一管理分類(lèi)記錄并處理。
4 .5、歷史記錄功能     
負責定期地將處理后的數據保留入歷史庫以供趨勢分析統計計算之用。
4.6、顯示打印功能
支持多窗口分層顯示各種接線(xiàn)圖、地理圖、系統圖、曲線(xiàn)潮流圖、事件列表、保護信息報表、三維棒圖等，可人工自動(dòng)或定時(shí)打印各種報表曲線(xiàn)事件等。
4.7、 操作票系統功能
能生成預演執行管理及打印操作票
4.8、保護設備管理功能
保護設備庫管理、定值召喚及設置保護信息的處理等。
4.9、故障錄波分析功能
對系統采集的擾動(dòng)數據處理保存并進(jìn)行波形顯示故障分析打印等
4.10、 電壓無(wú)功控制功能
按十五區圖以手動(dòng)或自動(dòng)方式進(jìn)行電壓無(wú)功控制VQC
4.11 、小電流接地選線(xiàn)功能
發(fā)生小電流單相接地時(shí)系統自動(dòng)報警并顯示出接地的線(xiàn)路及相別
4.12、系統自診斷與自恢復功能     
系統會(huì )不斷的進(jìn)行自我診斷，如發(fā)生錯誤，會(huì )自行修復
4.13、遠動(dòng)功能     
可以實(shí)現數據的上傳及遠方控制
4.14 、遠程監視和維護功能
利用Modem 實(shí)現遠程監視及維護
4.15、 OPC服務(wù)器功能
可以作為OPC服務(wù)器使用，實(shí)現數據的無(wú)界限共享
5、主要技術(shù)指標
5.1、系統最大容量
遙測量2048 個(gè)
遙信量4096 個(gè)
遙控量256 個(gè)
遙調量128 個(gè)
電度量128 個(gè)
5.2、測控精度
5.2.1、模擬量測量準確度
交流電流電壓量 0.2%
直流電流電壓量 0.2%
功率電度量 0.5%
頻率 0.02Hz
5.2.2 脈沖輸入量
允許脈沖寬度 10ms
允許脈沖電平 30V
5.2.3 事故順序記錄
記錄分辨率 2ms
5.2.4 遙控動(dòng)作成功率
遙控動(dòng)作成功率 100%
5.3有實(shí)時(shí)數據的畫(huà)面整幅調出響應時(shí)間
畫(huà)面調入 2s
數據刷新 1s(可設定) 
5.4數據處理速度
從數據采集到主站顯示 3s
遙調命令傳輸時(shí)間 2s(可設定)
遙控命令選擇執行或撤銷(xiāo)傳輸時(shí)間1s(可設定)
5.5數據通信
5.5.1 站內通信
以太網(wǎng)結構網(wǎng)絡(luò )、ModBus-RTU
5.5.2遠方轉發(fā)     
主備信道自動(dòng)切換
速率300～64000 bps
5.6 歷史數據存檔
測量數據存檔最小時(shí)間間隔為1Min 生存周期為2年
保護信息事件記錄越限記錄等生存周期為1年
5.7 系統可用率
系統可用率 99.98%
5.8 平均無(wú)故障時(shí)間
平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF) 50000h
5.9 使用環(huán)境
環(huán)境溫度 間隔層設備-20℃～+60℃
相對濕度 32%

六、二次開(kāi)發(fā)軟件PGDev產(chǎn)品概況
1、 軟件簡(jiǎn)介
PGDev是PG系列低壓保護開(kāi)發(fā)平臺的一個(gè)重要組成部分，屬于平臺的PC側軟件部分，用于保護裝置軟硬件屬性配置和算法邏輯圖的開(kāi)發(fā)。
PGDev的主要完成如下三個(gè)方面的工作：
1．裝置軟件和硬件屬性文件的創(chuàng )建、配置，編譯生成供裝置解析的軟件和硬件配置文件；
2．保護算法功能邏輯圖文件的創(chuàng )建、編輯，編譯生成供裝置解析的邏輯圖文件；
3．將上面生成的文件下載到裝置中，也可將裝置中保存的文件上傳到PC機中。
2 、軟件特點(diǎn)
PGDev將軟硬件配置和邏輯圖的編輯、編譯、下載集成在一起，功能強大，使用方便。PGDev具有如下特點(diǎn)：
1．軟件界面簡(jiǎn)潔友好，方便用戶(hù)快速上手使用；
2．高效的編輯功能，用戶(hù)在編輯過(guò)程中可使用復制、剪切、粘貼等操作提高開(kāi)發(fā)效率；
3．完善的排錯功能，可快速檢測出文件編輯中出現的錯誤，確保下載到裝置中的文件的正確性；
4．可靠的通訊功能，可在裝置和PC機間進(jìn)行文件的可靠傳輸。
3、適用范圍
PGDev必須跟平臺的其他部分（硬件裝置部分、裝置側軟件部分）一起配合使用，單獨使用本軟件沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
另外，PGDev是在Win32平臺上開(kāi)發(fā)的，所以請在Windows系列操作系統下運行本軟件，如Windows 2000 或 Windows XP。