HL-DLX25電力系統(tǒng)繼電保護實訓(xùn)裝置
一、總體概述
為熟悉各種繼電器特性實驗，變壓器常規(guī)和微機差動保護實驗，模擬線路電流電壓常規(guī)保護和微機保護實驗以及常規(guī)距離保護和微機距離保護實驗設(shè)計的裝置，設(shè)有各種常規(guī)電磁式繼電器和線路模型、變壓器和微機型繼電保護裝置等組成。主要特點有：
（1）裝有漏電保護，確保實驗進程安全。
（2）配置齊全，既有常規(guī)的各種電磁式繼電器、常規(guī)和微機的電流電壓保護和距離保護又有線路模型,還可以完成常規(guī)和微機的變壓器差動保護。
（3）微機保護含有線路保護、阻抗保護、變壓器差動保護多種功能。
（4）微機保護，具有良好的事故記錄和事件順序記錄功能。能顯示各種信息，調(diào)試方便，有利于教學(xué)活動。
二、各組成部分技術(shù)參數(shù)：
1、電力系統(tǒng)繼電保護綜合實驗臺參數(shù)：
包含電磁式繼電器、微機保護裝置、繼電器、三相數(shù)字移相器、調(diào)壓器、線路模型等設(shè)備，能夠完成繼電器特性、微機線路保護、距離保護、變壓器保護、三相一次重合閘、電動機保護、電容器保護等實驗內(nèi)容。
實驗?zāi)Ｐ桶ㄗ儔浩?、兩段輸電線路以及各互感器二次接口。
2、★多功能微機保護裝置參數(shù)：
多功能微機保護裝置采用湖南依中紫光電氣科技有限公司生產(chǎn)的YZ2000多功能微機保護裝置。
多功能微機保護裝置采用7寸多彩觸摸屏，顯示直觀生動，采用觸控彈窗的方式，配備電阻觸摸筆，信息輸入方便，裝置配置具有隔離的RS485通訊總線接口和LAN接口，向用戶提供開放的通訊協(xié)議，與計算機聯(lián)網(wǎng)通信，可將以上測量參數(shù)上傳計算機顯示，及下載裝置的各種參數(shù)。
包括以下：
低壓線路微機保護裝置模塊（含過流I/II/III段、反時限過流、加速段、過流電壓閉鎖、過流方向閉鎖、零序過流I/II/III段、零序反時限、過負(fù)荷、低頻減載、低壓減載、TV斷線、零序過壓、低電壓、高周、過電壓、重合閘）
高壓線路成組微機保護裝置模塊（含接地距離I/II/III段、相間距離I/II/III段、加速段、零序過流I/II/III段、零序過流方向閉鎖、過負(fù)荷、PT斷線、重合閘）
變壓器保護裝置模塊（含差動速斷、比例差動、二次諧波制動、高壓后備過流I/II/III段、高壓后備過流電壓閉鎖、高壓后備過流方向閉鎖、高壓后備零序過流I/II段、高壓后備非電量保護、零序電壓、過負(fù)荷、間隙過流、低壓后備過流I/II/III段、低壓后備過流電壓閉鎖、低壓后備過流方向閉鎖、低壓后備零序過流I/II段、非電量保護、零序電壓、過負(fù)荷、間隙過流）
電容器微機保護裝置模塊（過流I/II段、反時限過流、零序過流I/II段、零序反時限、不平衡電壓I/II/III段、不平衡電流、低電壓、過電壓、超溫）
電動機微機保護裝置模塊（過流I/II/III段、負(fù)序過流、零序過流、過負(fù)荷、過熱、非電量、低電壓、過電壓、零序過壓）
電容器保護裝置模塊（過流I/II段、反時限過流、過電壓、低電壓、不平衡電壓）
★數(shù)字式電流繼電器、數(shù)字式電壓繼電器、數(shù)字式功率方向繼電器、數(shù)字式差動繼電器、數(shù)字式阻抗繼電器、數(shù)字式反時限電流繼電器等數(shù)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(xiàn)。（提供檢測機構(gòu)出具的檢驗報告，檢測報告內(nèi)容應(yīng)能體現(xiàn)以上功能，中國賽寶實驗室出具的該設(shè)備產(chǎn)品性能檢測報告復(fù)印件后附。）
為了方便實驗接線，在實驗臺內(nèi)部已經(jīng)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(tài)信號引到實驗臺面板上。
開放保護裝置硬件原理圖、PCB圖及源代碼，可通過編程軟件學(xué)生可以參與編程。在學(xué)生掌握了ARM單片機的工作原理及編程方法的基礎(chǔ)上，可以自主參與微機保護的編程。提供微機保護裝置由顯示模塊、控制模塊、采集模塊、邏輯模塊等組成，開放標(biāo)準(zhǔn)顯示界面，顯示參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，學(xué)生只需對對應(yīng)ID傳輸所需顯示的值即可，可以實現(xiàn)簡單的顯示程序；針對數(shù)據(jù)采集、保護原理、保護邏輯等提供通道參數(shù)，出口控制參數(shù)，利用微機保護裝置給出的編程接口和協(xié)議，學(xué)生可自主設(shè)計替代一部分源程序或全部源程序。
3、二次控制部分配置參數(shù)：
3.1配置電流（4 個）、電壓、中間（2 個）、時間（2 個）、等電磁型繼電器、配置信號繼電器、閃光繼電器、重合閘等二次控制繼電器以及控制回路模塊。
3.2配置獨立的微機型阻抗繼電器，采用觸摸屏設(shè)計。微機型阻抗繼電器可以實現(xiàn)多邊形阻抗、方向圓阻抗、全阻抗、直線特性阻抗等特性。
3.3配置獨立的微機型差動繼電器，采用觸摸屏設(shè)計。微機型差動繼電器可以實現(xiàn)比例系數(shù)、最小Id、最小Ir的整定設(shè)置。
3.4配置獨立的微機型功率方向繼電器，采用觸摸屏設(shè)計。微機型功率方向繼電器可以實現(xiàn)內(nèi)角的整定設(shè)置。
3.5配置數(shù)字交流電壓表、數(shù)字交流電流表、單相調(diào)壓器、升流器等控制器件。
工作環(huán)境：環(huán)境溫度 -10℃－40℃ ；相對濕度 5%～95% ；大氣壓力 80kPa～ 110kPa；裝置電源：AC220V 偏差：-20% -10% 紋波不大于5%。
4、三相數(shù)字式移相器參數(shù)：
輸入電壓：單相AC220V /50Hz，輸出電壓：三相0~95V/50Hz；每相幅值、相角均獨立可調(diào)。
4.1移相范圍：0~360°，調(diào)節(jié)步長為1°；
4.2工作溫度：-10°C～+60°C。
★4.3輸出幅值和輸出相位均可以選擇手動輸入和跟隨輸入兩種模式。移相通道可選擇任意一相或者三相一起移相。提供界面截圖證明。（界面截圖后附）
4.4能同時顯示輸入電壓和輸出電壓的幅值和角度。
4.5支持RS485通信。
4.6 7寸或以上觸摸屏顯示。
5、三相自耦調(diào)壓器參數(shù)：
額定功率： 6kVA，額定輸入線電壓：400V，輸出線電壓范圍：0-450V。
6、三相滑線式變阻器參數(shù)：
6.1額定電流：10A；
6.2電阻調(diào)節(jié)范圍：0~10Ω。
6.3 三相同步調(diào)節(jié)。
7、故障模擬系統(tǒng)參數(shù)：
故障位置選擇開關(guān)：可以選擇變壓器和兩段線路。
故障類型：支持設(shè)置故障相別。故障接入時間可設(shè)置，超時自動清除故障，保護設(shè)備安全。
短路距離由三相滑線式變阻器連續(xù)調(diào)節(jié)。
8、直流電源：
可調(diào)直流電源。
9、電力系統(tǒng)分析仿真計算軟件參數(shù)：
電力系統(tǒng)分析仿真軟件主要用于電網(wǎng)主結(jié)線圖設(shè)計、潮流計算和短路計算。
9.1用戶可以以拖拉的方式自行編輯圖形界面以適應(yīng)電網(wǎng)主接線圖?？梢蕴砑觿h除設(shè)備，修改線路、主變壓器、電容器和電抗器等各個設(shè)備的參數(shù)。
9.2搭建好的電網(wǎng)絡(luò)，可設(shè)置各元件的參數(shù)，對于變壓器分接頭、電源有功功率和無功功率的注入、電容器的容量、斷路器的分合、負(fù)荷有功功率和無功功率可以進行方便的調(diào)整。
快速計算出簡單網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的功率分布情況。還可對電網(wǎng)絡(luò)各母線節(jié)點（PQ、PV、平衡）參數(shù)在運行中進行變更設(shè)置，即時觀察調(diào)整后的電網(wǎng)絡(luò)潮流分布情況。
9.3能夠針對電力系統(tǒng)對稱和不對稱故障進行分析。故障可以設(shè)置在變壓器、電力線路、母線等位置，故障類型可以設(shè)置單相接地、相間短路、兩相接地和三相短路，故障性質(zhì)可選擇瞬時短路（故障時間可以設(shè)置）和短路。程序自動將電力網(wǎng)分解成正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)，分別計算三序網(wǎng)絡(luò)的各項參數(shù)并合并成短路電壓電流。
9.4可以將微機保護裝置仿真模塊投入到搭建好的電網(wǎng)絡(luò)中，可以設(shè)置保護裝置的壓板、定值等，并可根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)計算出的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的動作情況，如跳閘、重合閘、告警等，可以觀察相關(guān)動作報告和SOE報告。
其主要包括如下模塊：
1）、電力系統(tǒng)分析仿真計算軟件圖模一體化組態(tài)功能：可以自行編輯圖形界面以適應(yīng)電網(wǎng)主接線(輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、變電站)的潮流變化，可以添加刪除設(shè)備，修改線路、主變壓器、電容器和電抗器等各個設(shè)備的參數(shù)。在此之上可以進行各種分析計算，輸出計算結(jié)果。組態(tài)功能可自由選擇電源、母線、變壓器、線路、負(fù)載，且可以對選擇的元件進行移動、縮放、旋轉(zhuǎn)、刪除及參數(shù)設(shè)置，以建立各種模型，形成各種計算的模型庫；
2）、電力系統(tǒng)分析仿真計算軟件計算分析功能：能根據(jù)圖形組態(tài)形成的電網(wǎng)系統(tǒng)，自行形成電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，便于進行計算分析。
3）、電力系統(tǒng)分析仿真計算軟件短路計算功能：根據(jù)仿真變電站的主接線圖上設(shè)定的故障類型，計算系統(tǒng)故障時的電壓、電流。
★4）、繼電保護仿真模塊：提供多種微機保護裝置的仿真模塊，包括但不限于下列模塊：10kV線路保護裝置仿真模塊、35kV線路保護裝置仿真模塊、110kV線路保護仿真模塊、變壓器主保護裝置仿真模塊、變壓器后備保護裝置仿真模塊、電容器保護仿真模塊等，微機保護裝置可以與任意搭建的電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換以實現(xiàn)多種微機繼電保護功能。以潮流分析、短路計算為基礎(chǔ)，可以進行任意方式的復(fù)雜故障計算。計算時可以考慮平行線零序互感的影響、發(fā)電機電勢和負(fù)荷的作用，以及運行方式的變化。單個模型中最少可同時配置20臺保護裝置。所配置的微機保護裝置操作包括在線監(jiān)測、壓板設(shè)置、定值整定、保護報告查看、SOE事件報告查看等。
5）、提供30個碼。
10、虛擬仿真繼電保護實驗軟件參數(shù)：
基于動態(tài)過程仿真軟件運行平臺開發(fā)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，提供典型的繼電保護實驗資源，算法完善，利用快速計算及單步運行功能反映元器件動作信息，滿足復(fù)雜電力系統(tǒng)繼電保護虛擬仿真實驗的要求。
10.1可用于校內(nèi)外電氣工程專業(yè)本科生電力系統(tǒng)繼電保護課程的虛擬仿真實驗，能夠有效地改進教學(xué)模式，提升教學(xué)效果。依托虛擬現(xiàn)實和電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)知識，構(gòu)建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，讓學(xué)生了解實驗系統(tǒng)的原理、構(gòu)成。
10.2基于動態(tài)過程仿真軟件運行平臺開發(fā)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，提供典型的繼電保護實驗資源，算法完善，利用快速計算及單步運行功能反映元器件動作信息，滿足復(fù)雜電力系統(tǒng)繼電保護虛擬仿真實驗的要求。
10.3可以設(shè)置元器件技術(shù)特性參數(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護的仿真；
10.4主要包括多功能微機保護裝置、微機型繼電保護測試儀、常規(guī)繼電器及配套開關(guān)設(shè)備的模擬操作。
★10.5虛擬連線功能：提供參考原理圖，鼠標(biāo)點擊接線柱連線，系統(tǒng)對接線結(jié)果進行判斷并對錯誤連線給出錯誤提示，只有正確的情況下才能進行實驗操作。（提供虛擬仿真繼電保護實驗軟件的功能演示視頻，演示內(nèi)容至少包含虛擬連線、保護動作、動作報告等內(nèi)容和實驗過程。）
★10.6復(fù)雜故障方式的計算功能：可在實驗?zāi)Ｐ椭凶杂稍O(shè)置故障點以及故障參數(shù)，如故障性質(zhì)、故障類型、故障距離、過渡電阻等。
10.7配有實驗指導(dǎo)資料，可以展示實驗內(nèi)容及目的、實驗原理、實驗設(shè)計、實驗裝置流程圖和實驗步驟等。
功能參數(shù)：
★1)、微機保護虛擬仿真模塊：微機保護虛擬仿真模塊：能虛擬仿真完成10kV饋線微機保護、35kV線路微機保護、110kV線路微機保護、變壓器主保護、變壓器后備保護、電容器微機保護、電動機微機保護、發(fā)電機差動保護、發(fā)電機后備保護等微機保護功能，操作方式及實驗原理與實際保護裝置一致?？晌C保護裝置均可設(shè)置軟壓板，自由修改定值，并具有保護報告和SOE事件報告功能。微機保護虛擬仿真模塊虛擬接線端子包括電流、電壓接線端子，位置開關(guān)量輸入以及保護出口。與仿真系統(tǒng)其他模塊連線實現(xiàn)實驗功能。
2)、繼電器虛擬仿真模塊：可仿真的數(shù)字式繼電器至少包括數(shù)字式電流繼電器、數(shù)字式電壓繼電器、數(shù)字式功率方向繼電器、數(shù)字式差動繼電器、數(shù)字式阻抗繼電器、數(shù)字式反時限繼電器、數(shù)字式負(fù)序繼電器。
3)、一次系統(tǒng)虛擬仿真模塊：典型的繼電保護一次原理圖，提供模擬斷路器、電流互感器、電壓互感器二次接線端，能虛擬仿真多種線路模型，可修改模型參數(shù)，改變系統(tǒng)運行狀態(tài)來計算。
★4)、繼電保護測試虛擬仿真模塊：能虛擬仿真不同電壓等級的整組保護線路模型以及典型的繼電保護特性測試程序。繼電保護特性測試功能可實現(xiàn)程控和手動實驗方式，變量及步長自由設(shè)置，可根據(jù)實驗需求選擇返回方式及變化范圍，程控模型下可自動計算并輸出實驗結(jié)果。
阻抗繼電器特性測試、差動繼電器特性測試、反時限繼電器特性測試等模塊能自動測試掃描并輸出圖形化特性曲線。
★5)、整組試驗仿真模塊：至少可保存12組實驗?zāi)Ｐ?，模型中發(fā)電廠、變壓器、線路、負(fù)荷、故障等參數(shù)均可修改。
12、能完成的實驗項目
12.1繼電器特性實驗
12.2繼電保護實驗及綜合實驗
12.3電氣二次控制回路實驗
12.4微機線路保護實驗、綜合實驗
12.5微機變壓器保護實驗
12.6微機距離保護實驗
12.7多臺微機保護裝置聯(lián)網(wǎng)及通訊實驗
12.8數(shù)字式電流繼電器特性實驗
12.9數(shù)字式電壓繼電器特性實驗
12.10 數(shù)字式功率方向繼電器特性實驗
12.11 數(shù)字式阻抗繼電器特性實驗
12.12 三相一次重合閘實驗
12.13虛擬仿真實驗
虛擬仿真繼電器特性實驗
虛擬仿真微機保護綜合實驗
虛擬仿真變壓器保護綜合實驗
虛擬仿真電容器保護綜合實驗
虛擬仿真電動機保護綜合實驗
虛擬仿真發(fā)電機差動保護實驗
虛擬仿真發(fā)電機后備保護實驗等實驗
12.14電力系統(tǒng)分析課程實驗
電力系統(tǒng)電氣主接線圖的設(shè)計與組態(tài)
開式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算
環(huán)網(wǎng)的潮流計算
電力網(wǎng)的電壓和功率分布
電力系統(tǒng)不對稱故障的分析計算
電力系統(tǒng)三相短路的分析計算
電力系統(tǒng)潮流分析實驗
電力系統(tǒng)短路計算實驗
