电力系统继电保护综合实验装置,电力自动化实验台
2023-06-05 14:43电力系统继电保护综合实验装置
电力系统继电保护综合实验台可单独使用开出多门电气工程专业课程的教学实验，多套培训系统还可组成复杂电力网系统进行综合实验、实训，并由电力自动化监控系统实现电力网综合监控，也可组成任意数字智能变电站结构。设备电源输入设有多重安全防护，可有效防止老师、学生发生触电危险；实验系统控制电源（包括继电器辅助电压）均采用安全电压（DC24V）电源；实验信号要求按照电力系统二次标准输出（100V、5A），且严格控制输出功率，杜绝触电隐患。
电力系统继电保护综合实验台提供一个典型的电力系统运行一次主系统，同时为继电保护实验提供一次系统平台。 实验台由模拟一次主系统、多功能微机保护装置、常规继电器、二次电气控制等构成。
一、微机保护装置模块
1、10kV馈线微机保护装置模块
2、35kV线路微机装置模块
3、110kV线路成组微机保护装置模块
4、变压器主保护装置模块
5、变压器后备保护装置模块
6、电容器微机保护装置模块
7、电动机微机保护装置模块
8、发电机差动保护装置模块
9、发电机后备保护装置模块
10、数字式电流继电器、数字式电压继电器、数字式功率方向继电器、数字式差动继电器、数字式阻抗继电器、数字式反时限电流继电器等数字式继电器模块
二、技术参数
1、工作电压：AC220V、50Hz。
2、环境温度：-10℃－+40℃范围内。
3、环境湿度：不低于95％（25℃）。
4、整机功耗：≤3kVA。
三、常规继电器：
包括电磁型电流继电器、电磁型电压继电器、中间继电器、时间继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器。
四、功率放大装置：
1、电压源
(1) 最大输出电压：6×125V
(2) 最大输出功率：6×75VA
(3) 分辨率：1mV
(4) 精度：≤0.2%(5V-110V),≤0.5%(<5V或>110V)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直 流电压输出，短路自动保护。
2、电流源
(1) 最大输出电流：6×30A或1×180A
(2) 最大输出功率：6×200VA或1×1200VA
(3) 分辨率：1mA
(4) 精度：≤0.2%(1A-30A),≤0.5%(0.2A-1A)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电流输出，过载自动保护。
3、相位
(1) 范围：-360°——+360°
(2) 精度：0.1°
4、频率
(1) 范围：10-1000Hz
(2) 分辨率：50μHz
(3) 漂移：5ppm
5、开关量输入
(1) 输入端口数量：8 对
(2) 响应时间：100μs
(3) 计时范围：1ms-999,999.999s
(4) 输入方式：空接点（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或带电位，耐压250V/DC
(5) 其它:防抖动时间可设置
6、开关量输出
(1) 输出端口数量:4 对
(2) 输出方式:空接点,耐压250V/DC，容量250VA
7、工作环境条件
(1) 环境温度：－10℃~ 40℃
(2) 相对湿度：5%~ 95%
(3) 电源：220V±10%，50Hz±1%
五、高速数字物理接口箱：
主机内置高性能CPU和高速数字信号处理器，16位DAC模块、自带≥10英寸的多彩电阻式触摸屏。内置多种特性测试模块以及多个线路模型，可通过触摸屏修改模型参数，改变系统运行状态来计算并输出不同运行状态下的电流电压信号。既可单机独立运行，亦可联接其它电脑运行。特性测试模块包括：通用特性测试、阻抗继电器特性测试、差动继电器特性测试、反时限电流继电器特性测试等模块。
线路模型包括：10kV/35kV/110kV线路整组模型、变压器整组模型、电动机保护整组模型、电容器保护整组模型、发电机保护整组模型等；每种类型的模型均可保存4组参数。
1、强大的联网功能：多台高速数字高速数字物理接口箱可联网构成二次信号源网络，在上位PC机设计组态和电力系统分析计算软件完成各个电压等级的一次输配电网络的真实组态；输入一次设备的真实参数，即可完成系统的潮流计算和针对系统中任意点发生任意故障的短路计算；输入各测控点真实电流互感器和电压互感器的变比，即可得到该测控点真实的二次电流、电压值；系统中装设测控点，可以同步向该测控点的微机保护硬件平台发送该点真实二次电流、电压模拟信号，以检验各保护的动作情况。由组态软件组态的一次主接线直观、真实，输入真实的设备参数，可以在系统中任意点设置故障类型，很方便的进行潮流计算和短路计算，由微机保护测试仪同步发出各测控点的二次电流、电压信号。
2、通讯方式要求：以太网通信接口，必须保证通讯速率不低于100Mb/s。
3、参数指标要求：
包括机箱、CPU板等基本配置，AO板1块，DI板、DO板和电源板各1块。
AO板：每块有10路通道，共地输出，电平范围：-10V~+10V，分辨率≥16bit，绝对精度优于2mV。
DI板：每块有12路通道，既可用于电平输入，也可用于空节点输入，电平输入：0V/24V。
DO板：每块有8路通道，其中8路为电平输入，8路为空节点输入，电平输出：0V/24V。
六、实验项目
（一）常规继电器特性实验
1、常规电流继电器特性实验
2、常规电压继电器特性实验
3、常规功率方向继电器特性实验
4、常规差动继电器特性实验
5、常规阻抗继电器特性实验
6、时间继电器实验
7、中间继电器实验
8、常规电流速断保护实验
9、常规电流电压连锁速断保护实验
（二） 微机保护实验
1、数字式继电器特性实验（包括以下6种数字式继电器实验）
(1) 数字式电流继电器特性实验
(2) 数字式电压继电器特性实验
(3) 数字式功率方向继电器特性实验
(4) 数字式差动继电器特性实验
(5) 数字式阻抗继电器特性实验
(6) 数字式反时限电器特性实验
2、10kV-35kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放*大、*小运行方式下三段电流保护实验
(2) 10kV线路过电流保护实验
(3) 35kV线路电流电压联锁速断保护实验
(4) 方向性过电流保护实验
(5) 反时限电流保护实验
(6) 过电流保护与自动重合闸前加速保护实验
(7) 过电流保护与自动重合闸后加速保护实验
(8) 零序电压保护实验
3、110kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放方向圆相间距离保护实验
(2) 方向圆接地距离保护实验
(3) 三段式距离保护实验
(4) 零序电流保护实验
(5) 零序方向保护实验
(6) 零序电压闭锁实验
(7) 距离保护与自动重合闸实验
(8) 零序电流保护与自动重合闸实验
4、变压器保护综合实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 变压器电流速断保护实验
(3) 变压器差动速断保护实验
(4) 变压器比率制动差动保护实验
(5) 变压器过电流保护实验
(6) 变压器低电压起动过电流保护实验
(7) 变压器复合电压起动过电流保护实验
(8) 变压器过负荷保护实验
(9) 模拟重瓦斯告警、跳闸实验
(10) 模拟轻瓦斯告警实验
(11) 模拟超温告警、跳闸实验
(12) 模拟过温告警实验
5、.电容器保护综合实验
(1) 电容器限时电流速断保护实验
(2) 电容器过电流保护实验
(3) 电容器过电压保护实验
(4) 电容器母线失压保护实验
6、电动机保护综合实验
(1) 电动机过电流保护实验
(2) 电动机不平衡保护实验
(3) 电动机接地保护实验
(4) 电动机低电压保护实验
7、发电机差动保护实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 发电机差动速断保护实验
(3) 发电机比率制动差动保护实验
(4) 发电机模拟超温保护实验
(5) 发电机模拟过温保护实验
8、发电机后备保护实验
(1) 发电机过电流保护实验
(2) 发电机过电压保护实验
(3) 发电机低电压保护实验
(4) 发电机过负荷保护实验
（三）电力系统分析课程实验
1、电力系统电气主接线图的设计与组态
2、开式电力网络的潮流计算
3、环网的潮流计算
4、电力网的电压和功率分布
5、电力系统不对称故障的分析计算
6、电力系统三相短路的分析计算
7、电力系统潮流分析实验
8、电力系统短路计算实验
（四）变电站综合自动化实验
1、变电站监控实验
2、遥测、遥控、遥信操作功能实验
3、变电站倒闸操作实验、实训
4、变电站送电操作实训
5、变电站停电操作实训
6、继电保护接线实验
7、110kV线路保护实验
8、变压器保护实验
9、10kV线路保护实验
10、电容器保护实验
11、电动机保护实验
（五）电气工程专业课程设计、毕业设计及创新科研平台
可用于进行发电厂电气、电力网、继电保护课程设计，方便地检验课程设计成果。系统通信协议开放，可作为保护、测控、变电站综合自动化等相关方向的毕业设计和创新科研平台。
电力系统继电保护综合实验台提供一个典型的电力系统运行一次主系统，同时为继电保护实验提供一次系统平台。 实验台由模拟一次主系统、多功能微机保护装置、常规继电器、二次电气控制等构成。
1、10kV馈线微机保护装置模块
2、35kV线路微机装置模块
3、110kV线路成组微机保护装置模块
4、变压器主保护装置模块
5、变压器后备保护装置模块
6、电容器微机保护装置模块
7、电动机微机保护装置模块
8、发电机差动保护装置模块
9、发电机后备保护装置模块
10、数字式电流继电器、数字式电压继电器、数字式功率方向继电器、数字式差动继电器、数字式阻抗继电器、数字式反时限电流继电器等数字式继电器模块
二、技术参数
1、工作电压：AC220V、50Hz。
2、环境温度：-10℃－+40℃范围内。
3、环境湿度：不低于95％（25℃）。
4、整机功耗：≤3kVA。
三、常规继电器：
包括电磁型电流继电器、电磁型电压继电器、中间继电器、时间继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器。
四、功率放大装置：
1、电压源
(1) 最大输出电压：6×125V
(2) 最大输出功率：6×75VA
(3) 分辨率：1mV
(4) 精度：≤0.2%(5V-110V),≤0.5%(<5V或>110V)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直 流电压输出，短路自动保护。
2、电流源
(1) 最大输出电流：6×30A或1×180A
(2) 最大输出功率：6×200VA或1×1200VA
(3) 分辨率：1mA
(4) 精度：≤0.2%(1A-30A),≤0.5%(0.2A-1A)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电流输出，过载自动保护。
3、相位
(1) 范围：-360°——+360°
(2) 精度：0.1°
4、频率
(1) 范围：10-1000Hz
(2) 分辨率：50μHz
(3) 漂移：5ppm
5、开关量输入
(1) 输入端口数量：8 对
(2) 响应时间：100μs
(3) 计时范围：1ms-999,999.999s
(4) 输入方式：空接点（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或带电位，耐压250V/DC
(5) 其它:防抖动时间可设置
6、开关量输出
(1) 输出端口数量:4 对
(2) 输出方式:空接点,耐压250V/DC，容量250VA
7、工作环境条件
(1) 环境温度：－10℃~ 40℃
(2) 相对湿度：5%~ 95%
(3) 电源：220V±10%，50Hz±1%
五、高速数字物理接口箱：
主机内置高性能CPU和高速数字信号处理器，16位DAC模块、自带≥10英寸的多彩电阻式触摸屏。内置多种特性测试模块以及多个线路模型，可通过触摸屏修改模型参数，改变系统运行状态来计算并输出不同运行状态下的电流电压信号。既可单机独立运行，亦可联接其它电脑运行。特性测试模块包括：通用特性测试、阻抗继电器特性测试、差动继电器特性测试、反时限电流继电器特性测试等模块。
线路模型包括：10kV/35kV/110kV线路整组模型、变压器整组模型、电动机保护整组模型、电容器保护整组模型、发电机保护整组模型等；每种类型的模型均可保存4组参数。
1、强大的联网功能：多台高速数字高速数字物理接口箱可联网构成二次信号源网络，在上位PC机设计组态和电力系统分析计算软件完成各个电压等级的一次输配电网络的真实组态；输入一次设备的真实参数，即可完成系统的潮流计算和针对系统中任意点发生任意故障的短路计算；输入各测控点真实电流互感器和电压互感器的变比，即可得到该测控点真实的二次电流、电压值；系统中装设测控点，可以同步向该测控点的微机保护硬件平台发送该点真实二次电流、电压模拟信号，以检验各保护的动作情况。由组态软件组态的一次主接线直观、真实，输入真实的设备参数，可以在系统中任意点设置故障类型，很方便的进行潮流计算和短路计算，由微机保护测试仪同步发出各测控点的二次电流、电压信号。
2、通讯方式要求：以太网通信接口，必须保证通讯速率不低于100Mb/s。
3、参数指标要求：
包括机箱、CPU板等基本配置，AO板1块，DI板、DO板和电源板各1块。
AO板：每块有10路通道，共地输出，电平范围：-10V~+10V，分辨率≥16bit，绝对精度优于2mV。
DI板：每块有12路通道，既可用于电平输入，也可用于空节点输入，电平输入：0V/24V。
DO板：每块有8路通道，其中8路为电平输入，8路为空节点输入，电平输出：0V/24V。
六、实验项目
（一）常规继电器特性实验
1、常规电流继电器特性实验
2、常规电压继电器特性实验
3、常规功率方向继电器特性实验
4、常规差动继电器特性实验
5、常规阻抗继电器特性实验
6、时间继电器实验
7、中间继电器实验
8、常规电流速断保护实验
9、常规电流电压连锁速断保护实验
（二） 微机保护实验
1、数字式继电器特性实验（包括以下6种数字式继电器实验）
(1) 数字式电流继电器特性实验
(2) 数字式电压继电器特性实验
(3) 数字式功率方向继电器特性实验
(4) 数字式差动继电器特性实验
(5) 数字式阻抗继电器特性实验
(6) 数字式反时限电器特性实验
2、10kV-35kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放*大、*小运行方式下三段电流保护实验
(2) 10kV线路过电流保护实验
(3) 35kV线路电流电压联锁速断保护实验
(4) 方向性过电流保护实验
(5) 反时限电流保护实验
(6) 过电流保护与自动重合闸前加速保护实验
(7) 过电流保护与自动重合闸后加速保护实验
(8) 零序电压保护实验
3、110kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放方向圆相间距离保护实验
(2) 方向圆接地距离保护实验
(3) 三段式距离保护实验
(4) 零序电流保护实验
(5) 零序方向保护实验
(6) 零序电压闭锁实验
(7) 距离保护与自动重合闸实验
(8) 零序电流保护与自动重合闸实验
4、变压器保护综合实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 变压器电流速断保护实验
(3) 变压器差动速断保护实验
(4) 变压器比率制动差动保护实验
(5) 变压器过电流保护实验
(6) 变压器低电压起动过电流保护实验
(7) 变压器复合电压起动过电流保护实验
(8) 变压器过负荷保护实验
(9) 模拟重瓦斯告警、跳闸实验
(10) 模拟轻瓦斯告警实验
(11) 模拟超温告警、跳闸实验
(12) 模拟过温告警实验
5、.电容器保护综合实验
(1) 电容器限时电流速断保护实验
(2) 电容器过电流保护实验
(3) 电容器过电压保护实验
(4) 电容器母线失压保护实验
6、电动机保护综合实验
(1) 电动机过电流保护实验
(2) 电动机不平衡保护实验
(3) 电动机接地保护实验
(4) 电动机低电压保护实验
7、发电机差动保护实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 发电机差动速断保护实验
(3) 发电机比率制动差动保护实验
(4) 发电机模拟超温保护实验
(5) 发电机模拟过温保护实验
8、发电机后备保护实验
(1) 发电机过电流保护实验
(2) 发电机过电压保护实验
(3) 发电机低电压保护实验
(4) 发电机过负荷保护实验
（三）电力系统分析课程实验
1、电力系统电气主接线图的设计与组态
2、开式电力网络的潮流计算
3、环网的潮流计算
4、电力网的电压和功率分布
5、电力系统不对称故障的分析计算
6、电力系统三相短路的分析计算
7、电力系统潮流分析实验
8、电力系统短路计算实验
（四）变电站综合自动化实验
1、变电站监控实验
2、遥测、遥控、遥信操作功能实验
3、变电站倒闸操作实验、实训
4、变电站送电操作实训
5、变电站停电操作实训
6、继电保护接线实验
7、110kV线路保护实验
8、变压器保护实验
9、10kV线路保护实验
10、电容器保护实验
11、电动机保护实验
（五）电气工程专业课程设计、毕业设计及创新科研平台
可用于进行发电厂电气、电力网、继电保护课程设计，方便地检验课程设计成果。系统通信协议开放，可作为保护、测控、变电站综合自动化等相关方向的毕业设计和创新科研平台。