SBPAR-01电力自动化及继电保护综合实训系统

电力自动化及继电保护综合实训系统、电力系统自动化综合实验室设备是面向电气工程及其自动化专业学生的专业综合实验室，它主要承担了《电力系统分析》、《电力系统继电保护》等课程实验教学任务。

电力自动化及继电保护综合实训系统、电力系统自动化综合教学综合试验平台、电气控制与继电保护综合试验台，可以模拟电力系统基本电路实验情况，开设的实验包括基础性、设计性、综合性地实验，旨在让学生熟悉和掌握电力调速、励磁分析、常规继电器、微机继电器的工作原理，能熟练完成电力系统分析和输电线路上的继电保护分析任务，加强学生的动手能力和创新能力，培养学生分析问题和解决实际问题的能力，提高实际应用和设计能力。

一、技术指标

1、技术条件

1.输入电源：三相 380V±5% 50Hz

2.工作环境：温度-10℃-＋40℃　相对湿度≤85% 海拔≤4000m

3.装置容量：<3kVA

4.尺寸：1700mm×800mm×1800mm±50mm；

二、实验平台

▲1、实验台采用开放式模块设计，以工业标准型材为主体框架，骨架主体采用4080重型铝合金材料构成，型材壁厚度为2.5mm，表面电泳涂层工艺。面板采用印刷专用特制飞机仪表面板工艺，持久耐用，永不掉色，配置灵活。实训台四周采用钣金封板。冷拉钢板通过激光切割、折弯、焊接、打磨加工而成，表面平整、外表面钣金经磷化酸洗等8道防锈工序、表面采用粉末静电涂装，红外高温快速凝固、漆膜厚度≥60um，保证膜厚均匀平整，保证平台坚固耐用，整体颜色美观协调。柜体后下侧留有电源输入线。

2、平台底部安装4个万向可调节福马轮，设备搬运移动时、调节驻停脚杯上升，万向轮移动。调备驻停时，通过调节脚杯下降，用于锁定设备停放固定位置、同时可设备进行水平调整。

3、平台配置两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。抽柜采用冷轧钢板结构、表面哑光密纹喷塑，结实牢固、外形美观大方。抽柜导轨为黑钢静音双节导轨，稳定承重。

4、桌面采用E1级面板，甲醛释放量≤1.0mg/L。热胶封边。采用优质胶水。四周PVC封边。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。

三、实训控制屏

▲实训控制屏包括：电源控制模块、电力智能管理监测保护系统、一次系统模拟接线图、微机型继电保护测试仪（用户选配）、负载、模拟断路器、各种带灯操作按钮等。

1.电源控制模块

1）满足国家标准，在实验装置的电源输入端设有电流型、电压型漏电器，控制屏内、外或强电输出有漏电现象，即刻警告并切断总电源，确保人身安全保护和设备安全保护。

2）调压器输出接有高灵敏度的电子线路过流保护和保险丝双重保护功能，相间电源、线间电源过电流或直接短路均能自动保护。

3）高功率直流电源模块提供220V(5A)励磁电源及0～250V(5A)连续可调稳压电枢电源(具有过压、过流、过热及短路软截止自动恢复保护功能)各一组，并设有直流数显电压表及切换开关。

2. 电力智能管理监测保护系统

电力智能管理监测保护系统有短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定6大保护功能；可在PC端或手机App实时监测系统的相电流、平均相电流、相(线)电压、平均相(线)电压、频率、各相有功功率、总有功功率、各相无功功率、总无功功率、各相视在功率、总视在功率、各相功率因数、平均功率因数。电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过PC端远程清除故障后，才能上电成功；PC端具有统一管理功能，支持远程送电、断电、一键开关机功能，支持语音报警：当设备出现故障时PC端平台有相应的语音报警提示，并以鲜明的颜色区分显示该设备；模块支持无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，也可以在没有网络的情况下，离线独立运行。

1）智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色交互界面，实时监控设备运行情况，提供以太网或RS-485、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止。

2）手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。

3）PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关。

4）后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：

①包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间；

②包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。

3．设计要求

1）采用全封闭性安全实验导线避免学生双手模电而造成的触电事故。

2)提供设备所完成的实训项目，并提供相应的实验指导书和电子文档。

四、常规继电器实训模块

1．继电保护控制组件

继电保护控制组件包含：电压继电器、电流继电器、功率方向继电器、出口中间继电器、信号继电器、时间继电器、中间继电器、闪光继电器、冲击继电器、负序电压继电器、重合闸继电器、差动继电器、按制按钮、开关、信号灯、指示灯、电铃控制部件组成。

2.电气二次控制回路组件

二次控制回路组件包含：光字牌组件、断路器、断路器触头、电动分合闸回路、手动分合闸回路、断路器位置指示灯、分闸时间模拟继电器、合闸时间模拟继电器、万能转换开关、预告信号光字牌、分合闸位置指示灯、低压断路器等组成。

3.多功能仪表组件

多功能仪表组件包含：数字式电秒表、高精度直流数字电压表、高精义直流数字电流表、真有效值交流电流表、真有效值交流电压表、指钮开关、指示灯组成。

4.可调电阻箱组件

可调电阻箱组件包含：20Ω/2.8A×2瓷盘电阻、72Ω/1.45A×2瓷盘电阻、800Ω/0.44A×2瓷盘电阻、16Ω/3.1A×2瓷盘电阻、37.2Ω/2.2A×2瓷盘电阻、2.5KΩ/0.25A×2瓷盘电阻、90Ω/1.3A×2瓷盘电阻、900Ω/0.41A×2瓷盘电阻、相序检测元件部件组成。

五、电力系统自动化模块

1）实验发电机组件由：三相同步发电机、直流电动机、速度传感器等相关部件组成。

2）微机调速系统组件由：人机交互界面、数字直流调速器等器件组成。

3）控制系统仪表组件由：相关电枢、励磁、工作电源的电压表、电流表、及功率、频率表组成；

4）直流调速器

直流调速器由微处理器、三相全控晶闸管桥、反时限过电流、显示模块等组成。

5可控微机励磁系统

▲可控微机励磁系统由：人机交互界面、励磁变压器、三相晶闸管整流桥、灭磁回路、起励回路、交、直流开关、交、直流电压、电流表、各电量传感器、接触器等元件及控制回路组成。（提供可控微机励磁系统组成设计方案作、功能原理图作为评审依据，不提供或提供不符合要求视为不满足。）

6）微机准同期控制器

微机准同期控制器系统电压精度优于0.2%可满足全自动准同期合闸、半自动准同期合闸、路器合闸时间测定、频率差整定范围：±0.5Hz。

7）可控励磁发电系统控制回路。

可控励磁发电系统控制回路具发电机并网控制回路、起励回路、励磁保护回路、灭磁回路、欠励限制电路、过励限制电路、移相触发电路整流变压器及整流主电路、发电机电压检测与调差电路、同步信号、手动/自动无扰动切换回路、过压保护回路等。

六、微机线路保护测控装置

1.采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。

2.针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。

3.采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装。

4.具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。

5.交直流两用操作回路，自适应0.5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。

6.配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。

7.面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。

8.具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后各八个周波。

9.★装置具有模拟产生标准4相电压3相电流，方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可设置200V，精度:误差＜0.01V；电流三相可输出200A，精度:误差＜0.01A。相位范围: 360?，精度:误差＜0.1?； 分辨率: 0.01?。可模拟微机测控装置在各运行工况下采样值，如：停运、正常、故障等工况下电参量，在各工况状态下自动切换所设定值，配合装置正确投切一次设备。

10.具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)，

11.两路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。

12.整机静态功耗小于10W。

13.高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰等）。

七、开展实验的模块及连接线配件

相关功能模块、高可靠实验连接线、配套工具、备品、资料等。

八、实训内容

1、继电器构造、工作原理和特性实验

1）电磁型电流继电器实验

2）电磁型电压继电器实验

3）电磁型时间继电器实验

4）信号继电器实验

5）中间继电器实验

6）差动继电器特性实验

7）晶体管负序电压继电器实验

8）冲击继电器特性实验

9）功率方向继电器特性实验

10）反时限过流继电器特性实验

11）变压器差动保护实验

2、继电保护实验及综合实验

1) 6~10KV 线路过电流保护实验；

2）线路过电流保护实验

3) 低电压起动过电流保护及过负荷保护实验；

4) 复合电压起动过电流保护实验；

5）电流闭锁电压速断保护实验

6) 电压闭锁电流速断保护实验；

7) 单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验。

8）功率方向过流保护实验

9）发电机过电压保护实验

10）非同期闭锁原理实验

11）反时限过流保护动作特性实验

12）反时限保护各变量关系特性实验

3、电气二次控制回路实验

1）重复动作手动复归中央音响信号装置实验

2）重复动作自动复归中央音响信号装置实验

3）具有灯光监视的断路器控制回路实验

4）装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验

5）闪光继电器构成的闪光装置实验

4、微机线路保护实验

1）模拟系统短路

2）微机线路保护装置参数整定操作

3）无时限电流速断保护

4）带时限电流速断保护

5）定时限过电流保护

6）★方向过电流保护

7）过电流三相一次重合闸保护

8）反时限过电流保护

9）电流电压连锁保护

10）零序电流保护

11）零序电压保护

5、励磁发电系统综合实训、考核实验

1) 各种信号与波形观测；

2）手动准同期和自同期并列综合实验；

3）准同期并列实验；

4）同步发电励磁控制实验；

5）同步发电机参数测定综合实验；

6）同步发电机起励实验；

7）同步发电机强励实验；

8）不同a（控制角）的励磁电压波形观测实验；

9）不同控制方式运行调节及其相互切换实验；

10) 过励限制实验；

11）欠励限制实验；

12) 调差特性实验；

15）励磁系统相序和极性检测实验；

16）可控功率整流主电路实验；

17）可控励磁系统主电路保护实验；

18）可控励磁发电系统控制、保护、信号电路综合实验；

19）人机交换式可编程控制数字调试系统核心的调试系统设计；

20）人机交换式可编程控制为核心的励磁系统设计；

九、配置清单