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》、《電力系統微機保護》等多門專業課程中的教學內容，結合生產實際應用和發展，設計開發的新穎實驗裝置。它能對發電廠、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技能訓練。本裝置的優點是設備器件利用率高，實驗教學系統性強，占用實驗場地少，性價比高等優點。
電力自動化及繼電保護實訓裝置采用掛件式結構，可根據實驗內容進行組合，安裝使用方便。實驗儀表精度高，具有數字化、智能化及人機對話等功能，用戶根據需要進行選擇。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，避免因學生在實驗中的誤操作而造成實驗系統的損壞和人身傷害。
二、特 點
1.綜合性強 綜合了目前國內各類院校中《電力自動化》及《繼電保護》等課程的實驗項目。
2.適應性強 能滿足各類院校《電力自動化》和《繼電保護》相關課程的實驗教學要求，實驗的深度與廣度可根據實際需要作靈活調整。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發新實驗，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構形式，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自動化及繼電保護裝置中實際應用的現場設備，真實性強，并均經特殊設計。裝置外形整齊美觀，能改善實驗環境；電力自動化及繼電保護實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會，從事發電廠、變電所、工礦企業的供配電工作，繼電保護系統的設計、安裝、調試、檢修等，打下良好的基礎。測量儀表采用數字式、智能化及人機對話等相結合，能滿足實驗教學的需要，使實現裝置測量手段的現代化；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；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠工藝作為保障，產品性能優良。所有這些功能均為開放性實驗創造了條件，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智能變配電監控系統應用軟件運行環境。提供103、104規約代碼，便于教師、學生二次開發新程序。
三、技術性能
1.輸入電源：三相四線 380V±10% 50Hz
2.工作環境：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)發電機過電壓保護實驗
6)單側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)模擬系統正常、最大、最小運行方式實驗
12)模擬系統三相短路、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) 具有常規線路保護和微機保護兩種功能
2) 模擬系統最大、最小、正常運行方式實驗
3) 模擬系統短路運行方式實驗
4) 模擬系統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）微機保護裝置開發設計性實驗（設計性、綜合性實驗，可進行二次開發）
六、裝置的安全保護體系
1.三相四線制電源輸入后經隔離輸出（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、外或強電輸出若有漏電現象，即告警并切斷總電源，確保實驗安全。
4.單、三相調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），對違章使用的次數進行記錄，為學生實驗技能的考核提供一個統一標準。
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 |
單位 |
數量 |
|
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 |
信號指示及萬能轉換開關掛箱 |
個 |
1 |
|
5 |
DL03 |
數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 |
可調電阻掛箱（一） |
個 |
1 |
|
23 |
DL21 |
可調電阻掛箱（二） |
個 |
1 |
|
24 |
DL22 |
可調電阻掛箱（三） |
個 |
1 |
|
25 |
DL23 |
可調電阻掛箱（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變電站監控軟件
1、概述
電力綜合自動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的數據列表方式變為層次方式，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
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，實時數據的讀寫完全從內存獲得，系統實時數據庫是層次半關系型結構，滿足計算機監控系統對實時性的要求，數據及進程可動態遷移，保證系統負載的動態平衡，提高了系統的可靠性，優化了系統性能。
2）采用獨特的網絡事件驅動技術，在多種協議之上建立有用于網絡消息傳送的SoftBus信道，系統中各網絡結點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅動的技術，使系統在網絡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、傳輸量及實時性要求，提供多種手段和方法構筑一個完善的分布式應用拓撲網絡體系。
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 在電力系統自動化領域的實現。上述優點是提供統一的應用接入標準，提供統一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術，提供統一命令操作接口，優化分布式系統的效率。
5）在與廠站或遠方其他客戶服務族互聯時，支持多種標準網絡通信協議，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）軟件開發是利用建立在ActiveX 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，保證了系統的可擴展性及可維護性。
7）具有多種類型的規約庫，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行規約轉換或轉發。
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Web 向Internet 發布界面，與應用系統無關，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統一管理。
10）在采用雙網結構時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網絡負載的功能，在進行擾動數據傳輸時此功能能更好地保證系統的實時性。
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據庫，計算結果可帶時標存入數據庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數、LOG 函數、邏輯運算、位操作、系統時鐘條件判斷、循環語句、自定義過程調用、返回語句、函數調用、數據庫操作、用戶定義變量等。
12）數據庫能在線生成、修改和擴充，所有數據按名稱訪問，數據讀寫與數據處理對象綁定，與數據駐存地無關。
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、五防系統應用模塊等各個應用模塊。既可與監控系統一體化運行，也可自成系統單獨運行。
14）具有網絡拓撲分析和動態著色功能，動態著色是根據電網拓撲監視出的設備狀態信息，以不同的顏色直觀地顯示出電力系統各個設備的電氣狀態。
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，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圖、地理圖、系統圖、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
對系統采集的擾動數據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
發生小電流單相接地時系統自動報警并顯示出接地的線路及相別
4.12、系統自診斷與自恢復功能
系統會不斷的進行自我診斷，如發生錯誤，會自行修復
4.13、遠動功能
可以實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 實現遠程監視及維護
4.15、 OPC服務器功能
可以作為OPC服務器使用，實現數據的無界限共享
5、主要技術指標
5.1、系統最大容量
遙測量2048 個
遙信量4096 個
遙控量256 個
遙調量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有實時數據的畫面整幅調出響應時間
畫面調入 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
遙調命令傳輸時間 2s(可設定)
遙控命令選擇執行或撤銷傳輸時間1s(可設定)
5.5數據通信
5.5.1 站內通信
以太網結構網絡、ModBus-RTU
5.5.2遠方轉發
主備信道自動切換
速率300～64000 bps
5.6 歷史數據存檔
測量數據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 系統可用率
系統可用率 99.98%
5.8 平均無故障時間
平均無故障時間(MTBF) 50000h
5.9 使用環境
環境溫度 間隔層設備-20℃～+60℃
相對濕度 32%
六、二次開發軟件PGDev產品概況
1、 軟件簡介
PGDev是PG系列低壓保護開發平臺的一個重要組成部分，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發。
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，單獨使用本軟件沒有實用價值。
另外，PGDev是在Win32平臺上開發的，所以請在Windows系列操作系統下運行本軟件，如Windows 2000 或 Windows XP。
