SBPAR-01電力自動化及繼電保護綜合實訓系統
電力自動化及繼電保護綜合實訓系統、電力系統自動化綜合實驗室設備是面向電氣工程及其自動化專業學生的專業綜合實驗室，它主要承擔了《電力系統分析》、《電力系統繼電保護》等課程實驗教學任務。
電力自動化及繼電保護綜合實訓系統、電力系統自動化綜合教學綜合試驗平臺、電氣控制與繼電保護綜合試驗臺，可以模擬電力系統基本電路實驗情況，開設的實驗包括基礎性、設計性、綜合性地實驗，旨在讓學生熟悉和掌握電力調速、勵磁分析、常規繼電器、微機繼電器的工作原理，能熟練完成電力系統分析和輸電線路上的繼電保護分析任務，加強學生的動手能力和創新能力，培養學生分析問題和解決實際問題的能力，提高實際應用和設計能力。
一、技術指標
1、技術條件
1.輸入電源：三相 380V±5% 50Hz
2.工作環境：溫度-10℃-＋40℃ 相對濕度≤85% 海拔≤4000m
3.裝置容量：<3kVA
4.尺寸：1700mm×800mm×1800mm±50mm；
二、實驗平臺
▲1、實驗臺采用開放式模塊設計，以工業標準型材為主體框架，骨架主體采用4080重型鋁合金材料構成，型材壁厚度為2.5mm，表面電泳涂層工藝。面板采用印刷專用特制飛機儀表面板工藝，持久耐用，永不掉色，配置靈活。實訓臺四周采用鈑金封板。冷拉鋼板通過激光切割、折彎、焊接、打磨加工而成，表面平整、外表面鈑金經磷化酸洗等8道防銹工序、表面采用粉末靜電涂裝，紅外高溫快速凝固、漆膜厚度≥60um，保證膜厚均勻平整，保證平臺堅固耐用，整體顏色美觀協調。柜體后下側留有電源輸入線。
2、平臺底部安裝4個萬向可調節福馬輪，設備搬運移動時、調節駐停腳杯上升，萬向輪移動。調備駐停時，通過調節腳杯下降，用于鎖定設備停放固定位置、同時可設備進行水平調整。
3、平臺配置兩個大抽屜、柜門，用于放置工具、存放掛件及資料等。抽柜采用冷軋鋼板結構、表面啞光密紋噴塑，結實牢固、外形美觀大方。抽柜導軌為黑鋼靜音雙節導軌，穩定承重。
4、桌面采用E1級面板，甲醛釋放量≤1.0mg/L。熱膠封邊。采用優質膠水。四周PVC封邊。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。
三、實訓控制屏
▲實訓控制屏包括：電源控制模塊、電力智能管理監測保護系統、一次系統模擬接線圖、微機型繼電保護測試儀（用戶選配）、負載、模擬斷路器、各種帶燈操作按鈕等。
1.電源控制模塊
1）滿足國家標準，在實驗裝置的電源輸入端設有電流型、電壓型漏電器，控制屏內、外或強電輸出有漏電現象，即刻警告并切斷總電源，確保人身安全保護和設備安全保護。
2）調壓器輸出接有高靈敏度的電子線路過流保護和保險絲雙重保護功能，相間電源、線間電源過電流或直接短路均能自動保護。
3）高功率直流電源模塊提供220V(5A)勵磁電源及0～250V(5A)連續可調穩壓電樞電源(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復保護功能)各一組，并設有直流數顯電壓表及切換開關。
2. 電力智能管理監測保護系統
電力智能管理監測保護系統有短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定6大保護功能；可在PC端或手機App實時監測系統的相電流、平均相電流、相(線)電壓、平均相(線)電壓、頻率、各相有功功率、總有功功率、各相無功功率、總無功功率、各相視在功率、總視在功率、各相功率因數、平均功率因數。電源具有故障鎖定功能，發生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過PC端遠程清除故障后，才能上電成功；PC端具有統一管理功能，支持遠程送電、斷電、一鍵開關機功能，支持語音報警：當設備出現故障時PC端平臺有相應的語音報警提示，并以鮮明的顏色區分顯示該設備；模塊支持無線4G和有線以太網與手機APP和PC端云平臺通訊，也可以在沒有網絡的情況下，離線獨立運行。
1）智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色交互界面，實時監控設備運行情況，提供以太網或RS-485、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監測數值。能監控實驗室電源的故障類型和故障次數；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止。
2）手機APP：用電狀態界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠程控制智能開關的通斷。
3）PC端軟件：每個設備狀態信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統計；具有管理員信息修改與權限管理等功能。可一鍵開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關。
4）后臺系統：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶管理，設備管理：
①包含監控管理：實時視頻監控每個教室，可一鍵預覽所有設備的在線和運行情況，分析設備使用率及運行時間；
②包含設備節點：可顯示設備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報修管理：用戶可進行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。用戶管理：可連通手機號，對賬戶進行一對一的安全加密，實名認證，防止賬戶泄密、防盜，現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
3．設計要求
1）采用全封閉性安全實驗導線避免學生雙手模電而造成的觸電事故。
2)提供設備所完成的實訓項目，并提供相應的實驗指導書和電子文檔。
四、常規繼電器實訓模塊
1．繼電保護控制組件
繼電保護控制組件包含：電壓繼電器、電流繼電器、功率方向繼電器、出口中間繼電器、信號繼電器、時間繼電器、中間繼電器、閃光繼電器、沖擊繼電器、負序電壓繼電器、重合閘繼電器、差動繼電器、按制按鈕、開關、信號燈、指示燈、電鈴控制部件組成。
2.電氣二次控制回路組件
二次控制回路組件包含：光字牌組件、斷路器、斷路器觸頭、電動分合閘回路、手動分合閘回路、斷路器位置指示燈、分閘時間模擬繼電器、合閘時間模擬繼電器、萬能轉換開關、預告信號光字牌、分合閘位置指示燈、低壓斷路器等組成。
3.多功能儀表組件
多功能儀表組件包含：數字式電秒表、高精度直流數字電壓表、高精義直流數字電流表、真有效值交流電流表、真有效值交流電壓表、指鈕開關、指示燈組成。
4.可調電阻箱組件
可調電阻箱組件包含：20Ω/2.8A×2瓷盤電阻、72Ω/1.45A×2瓷盤電阻、800Ω/0.44A×2瓷盤電阻、16Ω/3.1A×2瓷盤電阻、37.2Ω/2.2A×2瓷盤電阻、2.5KΩ/0.25A×2瓷盤電阻、90Ω/1.3A×2瓷盤電阻、900Ω/0.41A×2瓷盤電阻、相序檢測元件部件組成。
五、電力系統自動化模塊
1）實驗發電機組件由：三相同步發電機、直流電動機、速度傳感器等相關部件組成。
2）微機調速系統組件由：人機交互界面、數字直流調速器等器件組成。
3）控制系統儀表組件由：相關電樞、勵磁、工作電源的電壓表、電流表、及功率、頻率表組成；
4）直流調速器
直流調速器由微處理器、三相全控晶閘管橋、反時限過電流、顯示模塊等組成。
5可控微機勵磁系統
▲可控微機勵磁系統由：人機交互界面、勵磁變壓器、三相晶閘管整流橋、滅磁回路、起勵回路、交、直流開關、交、直流電壓、電流表、各電量傳感器、接觸器等元件及控制回路組成。（提供可控微機勵磁系統組成設計方案作、功能原理圖作為評審依據，不提供或提供不符合要求視為不滿足。）
6）微機準同期控制器
微機準同期控制器系統電壓精度優于0.2%可滿足全自動準同期合閘、半自動準同期合閘、路器合閘時間測定、頻率差整定范圍：±0.5Hz。
7）可控勵磁發電系統控制回路。
可控勵磁發電系統控制回路具發電機并網控制回路、起勵回路、勵磁保護回路、滅磁回路、欠勵限制電路、過勵限制電路、移相觸發電路整流變壓器及整流主電路、發電機電壓檢測與調差電路、同步信號、手動/自動無擾動切換回路、過壓保護回路等。
六、微機線路保護測控裝置
1.采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進口器件，保證了裝置電氣設計上的高可靠性，產品通過了嚴格的型式試驗和電磁兼容測試，保證了產品在惡劣環境下的適應能力和可靠性。
2.針對35kV及以下主變壓器、配電系統饋線、電容器、電動機、變壓器和備自投等而設計。除了具有完善的保護功能外，還具有對設備的電氣量的測量功能及對設備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過現場總線將數據和信息傳送至上位機（監控、調度計算機），同時接受上位機的分、合閘等控制命令。
3.采用一體化型材機箱，安裝方便靈活，適用于固定式及混合式的柜型，也可集中組屏安裝。
4.具有多路開關量輸入和輸出，可根據用戶需求在標準版本上擴充開入和開出，所有的開入均為交直流兩用。
5.交直流兩用操作回路，自適應0.5～5A開關跳合閘電流；操作回路配置了防跳回路。
6.配置工業級寬溫型160×160點陣液晶，全中文操作菜單及事故報文顯示。
7.面板上顯示設備的實時信息，監視設備的運行工況，如：電流、電壓、功率，開關位置等等，并有完善的預告、告警功能。
8.具有故障錄波功能，可分別記錄保護啟動前、保護動作前各兩周波，保護啟動后、保護動作后各八個周波。
9.★裝置具有模擬產生標準4相電壓3相電流，方便地進行各種組合輸出進行各種類型保護試驗。每相電壓可設置200V，精度:誤差＜0.01V；電流三相可輸出200A，精度:誤差＜0.01A。相位范圍: 360?，精度:誤差＜0.1?； 分辨率: 0.01?。可模擬微機測控裝置在各運行工況下采樣值，如：停運、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態下自動切換所設定值，配合裝置正確投切一次設備。
10.具有 1 個標準的 RS485 通訊接口(Modbus RTU 通訊協議)，
11.兩路以太網通訊（IEC60870-5-103通訊規約）。
12.整機靜態功耗小于10W。
13.高抗干擾性，通過10項電磁兼容認證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。
七、開展實驗的模塊及連接線配件
相關功能模塊、高可靠實驗連接線、配套工具、備品、資料等。
八、實訓內容
1、繼電器構造、工作原理和特性實驗
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）差動繼電器特性實驗
7）晶體管負序電壓繼電器實驗
8）沖擊繼電器特性實驗
9）功率方向繼電器特性實驗
10）反時限過流繼電器特性實驗
11）變壓器差動保護實驗
2、繼電保護實驗及綜合實驗
1) 6~10KV 線路過電流保護實驗；
2）線路過電流保護實驗
3) 低電壓起動過電流保護及過負荷保護實驗；
4) 復合電壓起動過電流保護實驗；
5）電流閉鎖電壓速斷保護實驗
6) 電壓閉鎖電流速斷保護實驗；
7) 單側電源輻射式輸電線路三段式電流保護實驗。
8）功率方向過流保護實驗
9）發電機過電壓保護實驗
10）非同期閉鎖原理實驗
11）反時限過流保護動作特性實驗
12）反時限保護各變量關系特性實驗
3、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）具有燈光監視的斷路器控制回路實驗
4）裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實驗
5）閃光繼電器構成的閃光裝置實驗
4、微機線路保護實驗
1）模擬系統短路
2）微機線路保護裝置參數整定操作
3）無時限電流速斷保護
4）帶時限電流速斷保護
5）定時限過電流保護
6）★方向過電流保護
7）過電流三相一次重合閘保護
8）反時限過電流保護
9）電流電壓連鎖保護
10）零序電流保護
11）零序電壓保護
5、勵磁發電系統綜合實訓、考核實驗
1) 各種信號與波形觀測；
2）手動準同期和自同期并列綜合實驗；
3）準同期并列實驗；
4）同步發電勵磁控制實驗；
5）同步發電機參數測定綜合實驗；
6）同步發電機起勵實驗；
7）同步發電機強勵實驗；
8）不同a（控制角）的勵磁電壓波形觀測實驗；
9）不同控制方式運行調節及其相互切換實驗；
10) 過勵限制實驗；
11）欠勵限制實驗；
12) 調差特性實驗；
15）勵磁系統相序和極性檢測實驗；
16）可控功率整流主電路實驗；
17）可控勵磁系統主電路保護實驗；
18）可控勵磁發電系統控制、保護、信號電路綜合實驗；
19）人機交換式可編程控制數字調試系統核心的調試系統設計；
20）人機交換式可編程控制為核心的勵磁系統設計；
九、配置清單
序號 | 名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 實訓屏 |
| 臺 | 1 |
|
2 | 實訓桌 |
| 張 | 1 |
|
3 | 實訓掛箱 | PR01 斷路器觸點及控制回路模擬箱 | 個 | 1 |
|
4 | 實訓掛箱 | RP02信號指示及萬能轉換箱 | 個 | 1 |
|
5 | 實訓掛箱 | RP03數字式電秒表、相位儀及開關掛箱 | 個 | 1 |
|
6 | 實訓掛箱 | RP04空氣開關掛箱 | 個 | 1 |
|
7 | 實訓掛箱 | RP05光字牌掛箱 | 個 | 1 |
|
8 | 實訓掛箱 | RP06繼電器掛箱（一） | 個 | 1 |
|
9 | 實訓掛箱 | RP07繼電器掛箱（二） | 個 | 1 |
|
10 | 實訓掛箱 | RP08繼電器掛箱（三） | 個 | 1 |
|
11 | 實訓掛箱 | RP09繼電器掛箱（四） | 個 | 1 |
|
12 | 實訓掛箱 | RP10繼電器掛箱（五） | 個 | 1 |
|
13 | 實訓掛箱 | RP11繼電器掛箱（六） | 個 | 1 |
|
14 | 實訓掛箱 | RP12繼電器掛箱（七） | 個 | 1 |
|
15 | 實訓掛箱 | RP13重合閘繼電器及控制部件掛箱 | 個 | 1 |
|
16 | 實訓掛箱 | RP16差動繼電器掛箱 | 個 | 1 |
|
17 | 實訓掛箱 | RP14反時限繼電器及方向阻抗繼電器掛箱 | 個 | 1 |
|
18 | 實訓掛箱 | RP15功率方向繼電器掛箱 | 個 | 1 |
|
19 | 實訓掛箱 | RP16直流數字電壓、電流表 | 個 | 1 |
|
20 | 實訓掛箱 | RP17真有效值交流電流表 | 個 | 1 |
|
21 | 實訓掛箱 | RP18真有效值交流電壓表 | 個 | 1 |
|
22 | 實訓掛箱 | RP19可調電阻箱（一） | 個 | 1 |
|
23 | 實訓掛箱 | RP20可調電阻箱（二） | 個 | 1 |
|
26 | 實訓掛箱 | RP21可調電阻箱（三） | 個 | 1 |
|
27 | 實訓掛箱 | RP30微機線路測控保護裝置掛箱 | 個 | 1 |
|
28 | 實訓掛箱 | RP40智能故障設置與考核模塊掛箱 | 個 | 1 |
|
29 | 實訓掛箱 | RP50微機調速控制系統掛箱 | 個 | 1 |
|
30 | 實訓掛箱 | RP51微機勵磁控制系統掛箱 | 個 | 1 |
|
31 | 實訓掛箱 | RP52微機同期控制系統掛箱 | 個 | 1 |
|
32 | 發電機組 |
| 套 | 1 |
|
33 | 學生凳 | 鋼木方凳 | 張 | 1 |
|
34 | 軟件 | 供配電系統綜合教學仿真軟件 | 套 | 1 | 全室 |
35 | 說明書 |
| 本 | 1 |
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26 | 疊插連接線 | A1 黃 1米 | 條 | 10 |
|
37 | 疊插連接線 | A1 綠 1米 | 條 | 10 |
|
38 | 疊插連接線 | A1 紅 1米 | 條 | 10 |
|
39 | 疊插連接線 | A1 黑 1米 | 條 | 10 |
|
40 | 疊插連接線 | A1 藍 1米 | 條 | 5 |
|
41 | 疊插連接線 | A1 黃 0.5米 | 條 | 5 |
|
42 | 疊插連接線 | A1 綠 0.5米 | 條 | 5 |
|
43 | 疊插連接線 | A1 紅 0.5米 | 條 | 5 |
|
44 | 疊插連接線 | A1 黑 0.5米 | 條 | 5 |
|
45 | 疊插連接線 | A1 藍 0.5米 | 條 | 2 |
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46 | 疊插連接線 | A1 黃 0.2米 | 條 | 4 |
|
47 | 疊插連接線 | A1 綠 0.2米 | 條 | 4 |
|
48 | 疊插連接線 | A1 紅 0.2米 | 條 | 4 |
|
49 | 疊插連接線 | A1 黑 0.2米 | 條 | 4 |
|
50 | 疊插連接線 | A1 藍 0.2米 | 條 | 2 |
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