SBDLZ-02A型電力自動化及繼電保護實驗裝置
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一、概 述
“電力自動化及繼電保護實驗裝置”是綜合了目前高等院校《繼電保護》、《電氣設備》、《自動裝置》、《工廠供電》、《電力系統(tǒng)微機保護》等多門專業(yè)課程中的教學內(nèi)容，結(jié)合生產(chǎn)實際應用和發(fā)展，設計開發(fā)的新穎實驗裝置。它能對發(fā)電廠、變電所及工廠中常用的繼電保護、電氣二次控制回路及自動裝置等教學內(nèi)容進行操作實驗，能以真實直觀的實驗教學形式對學生進行專業(yè)技能訓練。本裝置的優(yōu)點是設備器件利用率高，實驗教學系統(tǒng)性強，占用實驗場地少，性價比高等優(yōu)點。
電力自動化及繼電保護實訓裝置采用掛件式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實驗內(nèi)容進行組合，安裝使用方便。實驗儀表精度高，具有數(shù)字化、智能化及人機對話等功能，用戶根據(jù)需要進行選擇。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，同時還設置了可靠的人身安全保護體系，避免因?qū)W生在實驗中的誤操作而造成實驗系統(tǒng)的損壞和人身傷害。
二、特 點
1.綜合性強 綜合了目前國內(nèi)各類院校中《電力自動化》及《繼電保護》等課程的實驗項目。
2.適應性強 能滿足各類院�！峨娏ψ詣踊泛汀独^電保護》相關課程的實驗教學要求，實驗的深度與廣度可根據(jù)實際需要作靈活調(diào)整。本裝置采用組件式掛箱結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，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、專用電源、繼電器及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，所提供部件的性能、規(guī)格等均能滿足實驗的需要。
4.直觀性強 各實驗掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確、操作、維護方便。
5.科學性強 裝置占地面積較少，節(jié)約了實驗用房，減少基建投資；配套的繼電器及其設備均采用電力系統(tǒng)自動化及繼電保護裝置中實際應用的現(xiàn)場設備，真實性強，并均經(jīng)特殊設計。裝置外形整齊美觀，能改善實驗環(huán)境；電力自動化及繼電保護實驗內(nèi)容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會，從事發(fā)電廠、變電所、工礦企業(yè)的供配電工作，繼電保護系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試、檢修等，打下良好的基礎。測量儀表采用數(shù)字式、智能化及人機對話等相結(jié)合，能滿足實驗教學的需要，使實現(xiàn)裝置測量手段的現(xiàn)代化；設有定時器報警記錄儀（服務管理器），為學生實驗技能的考核提供了一個統(tǒng)一的標準。
6.安全性強 控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內(nèi)、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(jiān)視及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經(jīng)過精心設計，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放性實驗創(chuàng)造了條件，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。
7.開放性強 提供RE-8000智能變配電監(jiān)控系統(tǒng)應用軟件運行環(huán)境。提供103、104規(guī)約代碼，便于教師、學生二次開發(fā)新程序。
三、技術性能
1.輸入電源：三相四線 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
本裝置將實驗所需的交流電源、高壓直流電源、交流測量儀表、直流測量儀表、電子秒表、各種規(guī)格的負載電阻及各種規(guī)格的繼電器等有機地結(jié)合在一起，配套齊全。用戶不需要購買任何配套設備，即可完成所有實驗。
本裝置由控制屏、實驗桌及實驗組件等組成。采用不同的掛件組合即可完成不同的實驗內(nèi)容。
五、實驗項目
(一)繼電器特性實驗
1)電磁型電流繼電器實驗
2)電磁型電壓繼電器實驗
3)電磁型時間繼電器實驗
4)信號繼電器實驗
5)中間繼電器實驗 、
6)負序電壓繼電器實驗
7)沖擊繼電器特性實驗
8)差動繼電器特性實驗
9)整流型方向阻抗繼電器特性實驗
10)反時限過流繼電器特性實驗
(二)繼電保護實驗及綜合實驗
1)6-10KV線路過電流保護實驗
2)低電壓起動過電流保護及過負荷保護實驗
3)復合電壓起動過電流保護實驗
4)流閉鎖電壓速斷保護實驗
5)發(fā)電機過電壓保護實驗
6)單側(cè)電源輻射式輸電線路三段式電流保護實驗
7)功率方向過流保護實驗
8)雙繞組變壓器差動保護實驗
9)三繞組變壓器差動保護實驗
10)距離保護及階段式方向距離保護整定實驗
11)模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運行方式實驗
12)模擬系統(tǒng)三相短路、單相短路實驗
13)反時限過流保護動作特性實驗
14)反時限保護各變量關系特性實驗
15)三段式電流保護實驗
(三)電氣二次控制回路實驗
1)重復動作手動復歸中央音響信號裝置實驗
2)重復動作自動復歸中央音響信號裝置實驗
3)具有燈光和音響監(jiān)視的斷路器控制回路實驗
4)方向距離保護及二次控制回路實驗
5)閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置實驗
6)裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實驗
7)方向距離保護及二次控制回路實驗
8)自動裝置實驗
9) 三相一次重合閘裝置實驗
10) 自動重合閘前加速保護實驗
11) 自動重合閘后加速保護實驗
12) 備用電源自動投入實驗
(四)微機線路、變壓器保護實驗
1) 具有常規(guī)線路保護和微機保護兩種功能
2) 模擬系統(tǒng)最大、最小、正常運行方式實驗
3) 模擬系統(tǒng)短路運行方式實驗
4) 模擬系統(tǒng)短路保護動作情況實驗
5) 低電壓閉鎖電流保護裝置的動作實驗
6) 電流速斷保護靈敏度檢查實驗
7) 微機帶時限電流速斷保護實驗
8) 微機階段式過流保護實驗
9) 過負荷保護實驗
10) 低電壓閉鎖速斷保護靈敏度檢查實驗
11) 最大、正常、最小運行方式對保護靈敏度影響實驗
12) 零序電流保護實驗
13) 模擬變壓器短路實驗
14) 微機保護的動作參數(shù)整定實驗
15) 模擬變壓器的過流保護實驗
（五）微機保護裝置開發(fā)設計性實驗（設計性、綜合性實驗，可進行二次開發(fā)）
六、裝置的安全保護體系
1.三相四線制電源輸入后經(jīng)隔離輸出（浮地設計），總電源由三相鑰匙開關控制，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起、停按鈕進行控制 。
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(nèi)、外或強電輸出若有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，確保實驗安全。
4.單、三相調(diào)壓器輸出處設有過流保護裝置，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(shù)進行記錄，為學生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)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(guī)格名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
|
1 |
DLZ01 |
電源控制屏 |
臺 |
1 |
|
2 |
DLZ02 |
實驗桌 |
臺 |
1 |
|
3 |
DL01 |
斷路器觸點及控制回路模擬組件 |
個 |
1 |
|
4 |
DL02 |
信號指示及萬能轉(zhuǎn)換開關掛箱 |
個 |
1 |
|
5 |
DL03 |
數(shù)字式電秒表及開關掛箱 |
個 |
1 |
|
6 |
DL04 |
空氣開關掛箱 |
個 |
1 |
|
7 |
DL05 |
光字牌掛箱（一） |
個 |
1 |
|
8 |
DL06 |
光字牌掛箱（二） |
個 |
1 |
|
9 |
DL07 |
繼電器掛箱（一） |
個 |
1 |
|
10 |
DL08 |
繼電器掛箱（二） |
個 |
1 |
|
11 |
DL09 |
繼電器掛箱（三） |
個 |
1 |
|
12 |
DL10 |
繼電器掛箱（四） |
個 |
1 |
|
13 |
DL11 |
繼電器掛箱（五） |
個 |
1 |
|
14 |
DL12 |
繼電器掛箱（六） |
個 |
1 |
|
15 |
DL13 |
繼電器掛箱（七） |
個 |
1 |
|
16 |
DL14 |
繼電器掛箱（八） |
個 |
1 |
|
17 |
DL15 |
重合閘繼電器及控制部件掛箱 |
個 |
1 |
|
18 |
DL16 |
差動繼電器掛箱 |
個 |
1 |
|
19 |
DL17 |
直流數(shù)字電壓、電流表掛箱（三只表） |
個 |
1 |
|
20 |
DL18 |
真有效值交流電流表掛箱（三只表） |
個 |
1 |
|
21 |
DL19 |
真有效值交流電壓表掛箱 |
個 |
1 |
|
22 |
DL20 |
可調(diào)電阻掛箱（一） |
個 |
1 |
|
23 |
DL21 |
可調(diào)電阻掛箱（二） |
個 |
1 |
|
24 |
DL22 |
可調(diào)電阻掛箱（三） |
個 |
1 |
|
25 |
DL23 |
可調(diào)電阻掛箱（四） |
個 |
1 |
|
26 |
DL-24 |
反時限過流繼電器掛箱 |
個 |
1 |
|
27 |
DL-25 |
整流型方向阻抗繼電器掛箱 |
個 |
1 |
|
28 |
DL-26 |
備用電源自動投入實驗掛箱 |
個 |
1 |
|
29 |
DL-41 |
微機線路保護裝置掛箱 |
個 |
1 |
|
30 |
DL-42 |
微機變壓器保護裝置掛箱 |
個 |
1 |
|
31 |
SB-1 |
電腦桌 |
臺 |
1 |
|
32 |
電腦 |
臺 |
1 | |
|
33 |
安全迭插型實驗導線 |
套 |
1 | |
|
34 |
學生凳子 |
個 |
2 |
八、RE-8000變電站監(jiān)控軟件
1、概述
電力綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)支持基于多種通訊方式的分布式體系結(jié)構(gòu)，采用對象化的設備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠動的數(shù)據(jù)列表方式變?yōu)閷哟畏绞�，對象層次可以任意嵌套，能夠更直觀更方便地反映電力系統(tǒng)的構(gòu)成。
2、監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊
數(shù)據(jù)采集處理SCADA 模塊
事件顯示/打印/報警模塊
圖形畫面歷史報表顯示打印模塊
圖形編輯器模塊
數(shù)據(jù)庫定義模塊
報表編輯器模塊
規(guī)約管理器模塊
歷史存檔模塊
3、監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)據(jù)的讀寫完全從內(nèi)存獲得，系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫是層次半關系型結(jié)構(gòu)，滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求，數(shù)據(jù)及進程可動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負載的動態(tài)平衡，提高了系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。
2）采用獨特的網(wǎng)絡事件驅(qū)動技術，在多種協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡消息傳送的SoftBus信道，系統(tǒng)中各網(wǎng)絡結(jié)點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅(qū)動的技術，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡分布的形式下更好的遵守面向?qū)ο蟮脑O計思想，結(jié)構(gòu)更加清晰。
3）系統(tǒng)可根據(jù)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(gòu)筑一個完善的分布式應用拓撲網(wǎng)絡體系。
4）采用組件對象模型的系統(tǒng)架構(gòu)，其規(guī)范為IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970為SCADA/EMS 組件架構(gòu)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(gòu)標準，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動化領域的實現(xiàn)。上述優(yōu)點是提供統(tǒng)一的應用接入標準，提供統(tǒng)一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術，提供統(tǒng)一命令操作接口，優(yōu)化分布式系統(tǒng)的效率。
5）在與廠站或遠方其他客戶服務族互聯(lián)時，支持多種標準網(wǎng)絡通信協(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暴。
6）軟件開發(fā)是利用建立在ActiveX 基礎上的32 位的軟件編譯平臺，采用面向?qū)ο蟮脑O計思想，軟件功能模塊可重新組態(tài)，保證了系統(tǒng)的可擴展性及可維護性。
7）具有多種類型的規(guī)約庫，包括部頒POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)規(guī)約等，可按透明半透明不透明方式進行規(guī)約轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)發(fā)。
8）系統(tǒng)具有遠程維護系統(tǒng)調(diào)試軟件更新故障排除等功能。
9）基于SVG 圖形標準的統(tǒng)一界面，SVG 圖形標準被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件，能夠?qū)⑺度氲狡渌膽弥�，可以通過Web 向Internet 發(fā)布界面，與應用系統(tǒng)無關，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統(tǒng)一管理。
10）在采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網(wǎng)絡負載的功能，在進行擾動數(shù)據(jù)傳輸時此功能能更好地保證系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫，計算結(jié)果可帶時標存入數(shù)據(jù)庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環(huán)境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數(shù)、LOG 函數(shù)、邏輯運算、位操作、系統(tǒng)時鐘條件判斷、循環(huán)語句、自定義過程調(diào)用、返回語句、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)庫操作、用戶定義變量等。
12）數(shù)據(jù)庫能在線生成、修改和擴充，所有數(shù)據(jù)按名稱訪問，數(shù)據(jù)讀寫與數(shù)據(jù)處理對象綁定，與數(shù)據(jù)駐存地無關。
13）監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級應用軟件模塊：電壓無功控制VQC 應用模塊、故障錄波顯示分析應用模塊、小電流接地選線應用模塊、五防系統(tǒng)應用模塊等各個應用模塊。既可與監(jiān)控系統(tǒng)一體化運行，也可自成系統(tǒng)單獨運行。
14）具有網(wǎng)絡拓撲分析和動態(tài)著色功能，動態(tài)著色是根據(jù)電網(wǎng)拓撲監(jiān)視出的設備狀態(tài)信息，以不同的顏色直觀地顯示出電力系統(tǒng)各個設備的電氣狀態(tài)。
4、主要功能
4.1、數(shù)據(jù)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關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、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級工作站實現(xiàn)，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。
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(tǒng)一管理分類記錄并處理。
4 .5、歷史記錄功能
負責定期地將處理后的數(shù)據(jù)保留入歷史庫以供趨勢分析統(tǒng)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圖、地理圖、系統(tǒng)圖、曲線潮流圖、事件列表、保護信息報表、三維棒圖等，可人工自動或定時打印各種報表曲線事件等。
4.7、 操作票系統(tǒng)功能
能生成預演執(zhí)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(tǒng)采集的擾動數(shù)據(jù)處理保存并進行波形顯示故障分析打印等
4.10、 電壓無功控制功能
按十五區(qū)圖以手動或自動方式進行電壓無功控制VQC
4.11 、小電流接地選線功能
發(fā)生小電流單相接地時系統(tǒng)自動報警并顯示出接地的線路及相別
4.12、系統(tǒng)自診斷與自恢復功能
系統(tǒng)會不斷的進行自我診斷，如發(fā)生錯誤，會自行修復
4.13、遠動功能
可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及遠方控制
4.14 、遠程監(jiān)視和維護功能
利用Modem 實現(xiàn)遠程監(jiān)視及維護
4.15、 OPC服務器功能
可以作為OPC服務器使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無界限共享
5、主要技術指標
5.1、系統(tǒng)最大容量
遙測量2048 個
遙信量4096 個
遙控量256 個
遙調(diào)量128 個
電度量128 個
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 遙控動作成功率
遙控動作成功率 100%
5.3有實時數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應時間
畫面調(diào)入 2s
數(shù)據(jù)刷新 1s(可設定)
5.4數(shù)據(jù)處理速度
從數(shù)據(jù)采集到主站顯示 3s
遙調(diào)命令傳輸時間 2s(可設定)
遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時間1s(可設定)
5.5數(shù)據(jù)通信
5.5.1 站內(nèi)通信
以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡、ModBus-RTU
5.5.2遠方轉(zhuǎn)發(fā)
主備信道自動切換
速率300～64000 bps
5.6 歷史數(shù)據(jù)存檔
測量數(shù)據(jù)存檔最小時間間隔為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(tǒng)可用率
系統(tǒng)可用率 99.98%
5.8 平均無故障時間
平均無故障時間(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、二次開發(fā)軟件PGDev產(chǎn)品概況
1、 軟件簡介
PGDev是PG系列低壓保護開發(fā)平臺的一個重要組成部分，屬于平臺的PC側(cè)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發(fā)。
PGDev的主要完成如下三個方面的工作：
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
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：
1．軟件界面簡潔友好，方便用戶快速上手使用；
2．高效的編輯功能，用戶在編輯過程中可使用復制、剪切、粘貼等操作提高開發(fā)效率；
3．完善的排錯功能，可快速檢測出文件編輯中出現(xiàn)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(cè)軟件部分）一起配合使用，單獨使用本軟件沒有實用價值。
另外，PGDev是在Win32平臺上開發(fā)的，所以請在Windows系列操作系統(tǒng)下運行本軟件，如Windows 2000 或 Windows XP。
