電力自動化及繼電保護綜合實驗系統是一個自動化程度很高的多功能試驗平臺，可單獨使用開出多門電氣工程專業課程的教學實驗，多套培訓系統還可組成復雜電力網系統進行綜合實驗、實訓，并由電力自動化監控系統實現電力網綜合監控，也可組成任意數字智能變電站結構。

設備入口均設有漏電保護器。

整個實驗系統控制電源（包括繼電器輔助電壓）均采用安全電壓以內的直流24V電源。實驗信號要求按照電力系統二次標準輸出，且嚴格控制輸出功率，杜絕觸電隱患。 

1、電力自動化及繼電保護綜合實驗系統

電力自動化及繼電保護綜合實驗系統提供了一個典型的電力系統運行一次主系統，同時為繼電保護實驗提供一次系統平臺。

實驗臺由模擬一次主系統、多功能微機保護裝置、常規繼電器、二次電氣控制等構成。

多功能微機保護裝置：

多功能微機保護裝置既可用于各種繼電保護實驗，也可在電力系統實驗中作為線路保護裝置使用。

要求包括以下：

10kV饋線微機保護裝置模塊

35kV線路微機裝置模塊

110kV線路成組微機保護裝置模塊

變壓器主保護裝置模塊

變壓器后備保護裝置模塊

電容器微機保護裝置模塊

電動機微機保護裝置模塊

發電機差動保護裝置模塊

發電機后備保護裝置模塊

數字式電流繼電器、數字式電壓繼電器、數字式功率方向繼電器、數字式差動繼電器、數字式阻抗繼電器、數字式反時限電流繼電器等數字式繼電器模塊，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實現。

為了方便實驗接線，在實驗臺內部已經將多功能微機保護裝置的電壓、電流輸入端子、保護跳閘和合閘信號以及斷路器跳、合位開入狀態信號引到實驗臺面板上。由于線路保護、變壓器主保護和后備保護的接線不同，因此面板上設置有不同的保護接線端子區。

提供配套微機保護圖形化編程軟件。 

微機保護圖形化編程軟件用于微機保護裝置的在線設置及監控，包括通訊監視、讀取定值、下載定值、讀取報告、讀取SOE報告、讀取錄波數據等功能。圖形化保護裝置操作方式與對應的多功能微機保護裝置操作方式一致。通過以太網口與多功能微機保護裝置硬件連接，對微機保護裝置實現同步監測及同步設置，包括10kV線路保護、35kV線路保護、110kV線路保護、變壓器主保護、變壓器后備保護、電動機保護、電容器保護、PT保護、備自投、發電機差動保護、發電機后備保護、無功補償等多種裝置功能的在線設置和檢測。能夠實現在程序運行的過程中監測、跟蹤和記錄信號數據，用信號記錄可獲得程序執行期間的數據，將采集到的信號上傳到主機用于顯示、分析。 可通過以太網接口將上位機設置數據（如定值、壓板、系統參數）下載至實際保護裝置。

2、常規繼電器及二次控制

至少包括

電磁型電流繼電器

電磁型電壓繼電器

中間繼電器

時間繼電器

功率方向繼電器

阻抗繼電器

差動繼電器

閃光繼電器

信號繼電器

重合繼電器

沖擊繼電器

二次控制回路模塊

負序電壓繼電器

蜂鳴器

指示燈

可調直流電源

3、功率放大裝置

技術參數如下：

工作環境條件

環境溫度：－10℃~ 40℃

相對濕度：5%~ 95%

交流電源電壓：220V±10%，50Hz±1%

可調交流電壓輸出

輸出范圍：四相，每相0~90V（有效值）

輸出功率：每相30VA

響應速度：<200us

輸出電壓精度：≤0.5%

可調交流電流輸出

輸出范圍：六相，每相0~20A（有效值）。

輸出功率：每相100VA

響應速度：<200us  

4、高速數字物理接口箱

高速數字物理接口箱主機內置高性能CPU和高速數字信號處理器，16位DAC模塊、自帶大尺寸多彩電阻式觸摸屏。

內置多種特性測試模塊以及多個線路模型，可通過觸摸屏修改模型參數，改變系統運行狀態來計算并輸出不同運行狀態下的電流電壓信號。既可單機獨立運行，亦可聯接其它電腦運行。

特性測試模塊包括：通用特性測試、阻抗繼電器特性測試、差動繼電器特性測試、反時限電流繼電器特性測試等模塊。

線路模型包括：10kV/35kV/110kV線路整組模型、變壓器整組模型、電動機保護整組模型、電容器保護整組模型、發電機保護整組模型等；每種類型的模型均可保存4組參數。

1）、強大的聯網功能：多臺高速數字高速數字物理接口箱可聯網構成二次信號源網絡，在上位PC機設計組態和電力系統分析計算軟件完成各個電壓等級的一次輸配電網絡的真實組態；輸入一次設備的真實參數，即可完成系統的潮流計算和針對系統中任意點發生任意故障的短路計算；輸入各測控點真實電流互感器和電壓互感器的變比，即可得到該測控點真實的二次電流、電壓值；系統中裝設測控點，可以同步向該測控點的微機保護硬件平臺發送該點真實二次電流、電壓模擬信號，以檢驗各保護的動作情況。由組態軟件組態的一次主接線直觀、真實，輸入真實的設備參數，可以在系統中任意點設置故障類型，很方便的進行潮流計算和短路計算，由微機保護測試儀同步發出各測控點的二次電流、電壓信號。

2）、通訊方式：以太網通信接口，必須保證通訊速率不低于100Mb/s。

3）參數指標：

包括機箱、CPU板等基本配置，AO板1塊，DI板、DO板和電源板各1塊。

AO板：每塊有10路通道，共地輸出，電平范圍：-10V~+10V，分辨率16bit，絕對精度優于2mV。

DI板：每塊有12路通道，既可用于電平輸入，也可用于空節點輸入，電平輸入：0V/24V。

DO板：每塊有8路通道，其中8路為電平輸入，8路為空節點輸入，電平輸出：0V/24V。

三、實驗項目

（一）常規繼電器實驗

常規電流繼電器特性實驗

常規電壓繼電器特性實驗

常規功率方向繼電器特性實驗

常規差動繼電器特性實驗

常規阻抗繼電器特性實驗

時間繼電器實驗

中間繼電器實驗

常規電流速斷保護實驗

常規電流電壓連鎖速斷保護實驗

信號繼電器實驗

負序電壓繼電器實驗

復合電壓啟動過電流保護實驗

過電壓保護實驗

三相一次重合閘裝置實驗

自動重合閘前加速保護實驗

自動重合閘后加速保護實驗

單側電源輻射式輸電線路三段式電流保護實驗

過流保護與三相自動重合閘裝置綜合實驗與考核

（二）發電廠電氣實驗

沖擊繼電器實驗

重復動作手動復歸中央信號裝置實驗

重復動作自動復歸中央音響信號裝置實驗

具有燈光監視的斷路器控制回路實驗

具有燈光和音響監視的斷路器控制回路實驗

閃光繼電器構成的閃光裝置實驗

裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實驗

（三） 微機保護實驗

1. 數字式繼電器特性實驗

數字式電流繼電器特性實驗

數字式電壓繼電器特性實驗

數字式功率方向繼電器特性實驗

數字式差動繼電器特性實驗

數字式阻抗繼電器特性實驗  

數字式反時限電器特性實驗  

2. 10kV-35kV微機保護綜合實驗

最大、最小運行方式下三段電流保護實驗
10kV線路過電流保護實驗
35kV線路電流電壓聯鎖速斷保護實驗
雙電源供電方向性過電流保護實驗
反時限電流保護實驗
過電流保護與自動重合閘前加速保護實驗
過電流保護與自動重合閘后加速保護實驗
零序電壓保護實驗

低頻減載

3. 110kV微機保護綜合實驗

110kV線路方向圓相間距離保護實驗
110kV線路方向圓接地距離保護實驗
三段式距離保護實驗
零序電流保護實驗
零序方向保護實驗
零序電壓閉鎖實驗
距離保護與自動重合閘實驗
零序電流保護與自動重合閘實驗

4、變壓器保護綜合實驗

變壓器電流速斷保護實驗
變壓器差動速斷保護實驗
變壓器比率制動差動保護實驗
變壓器過電流保護實驗
變壓器低電壓起動過電流保護實驗
變壓器復合電壓起動過電流保護實驗
變壓器過負荷保護實驗

模擬重瓦斯告警、跳閘實驗

模擬輕瓦斯告警實驗

模擬超溫告警、跳閘實驗

模擬過溫告警實驗

5、電容器保護綜合實驗

電容器限時電流速斷保護實驗
電容器過電流保護實驗
電容器過電壓保護實驗
電容器母線失壓保護實驗

6、電動機保護綜合實驗

電動機過電流保護實驗
電動機不平衡保護實驗
電動機接地保護實驗
電動機堵轉保護實驗
電動機起動時間過長保護實驗
電動機低電壓保護實驗
電動機過熱保護實驗

7、發電機差動保護實驗

發電機差動速斷保護實驗

發電機比率制動差動保護實驗

發電機模擬超溫保護實驗

發電機模擬過溫保護實驗

8、發電機后備保護實驗

發電機過電流保護實驗

發電機低電壓閉鎖過電流保護實驗

發電機復合電壓閉鎖過電流保護實驗

發電機過電壓保護實驗

發電機零序過壓保護實驗

發電機負序過壓保護實驗

發電機低電壓保護實驗

發電機過負荷保護實驗

發電機模擬超溫保護實驗

發電機模擬過溫告警實驗

（四）電力系統分析課程實驗

電力系統電氣主接線圖的設計與組態

開式電力網絡的潮流計算

環網的潮流計算

電力網的電壓和功率分布

電力系統不對稱故障的分析計算

電力系統三相短路的分析計算

電力系統潮流分析實驗

電力系統短路計算實驗

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