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一、實驗臺整體功能概述：
1.1實驗臺能夠滿足《電力系統繼電保護》、《微機繼電保護原理及應用》、《配電網繼電保護與自動化》、《工廠供配電技術》、《電力工程》等課程中相關繼電保護實驗教學任務，并可完成課程設計、畢業設計、實習及某些研究課題等相關實驗要求；
1.2為了培養新一代繼保人才，使學生能夠在貼切真實電力現場環境下完成實驗，采用實驗控制及仿真操作軟件與真實現場繼保設備實操相結合的實驗方式，實驗臺主要包含有一次系統模型、常規繼電器部分、微機保護部分、故障模擬裝置、工控觸摸屏電腦、可編程控制器、配套學生實驗操作軟件、電力系統模型設計軟件、實驗操作結果自動考核系統、學生實驗報告動態記錄及生成軟件、教師端教學資源軟件等組成；
1.3實驗臺一次回路采用電力系統典型的一次系統接線圖，能夠涵蓋發電、變電、輸電、配電、用電各部分，并在電氣元件及線路模型上設置有效的故障點，通過對模型的計算，在監控屏幕上顯示本系統詳細的暫態的分析過程和計算數據，作為實驗及保護定值整定計算的依據；能很好幫助學生理解繼電保護原理及使用方法；
??1.4實驗臺還具有電力系統穩態分析和暫態分析的教學內容，能夠通過模型搭建、算法設計、過程演示等手段，向學生全面直觀的展示電力系統等值電路的模型搭建、等值參數的計算方法、電力系統潮流計算過程、電力系統不同類型的短路時序網分析，短路計算（可以給微機保護定值整定提供依據）等知識點，從而能強化學生自主學習的能力。
二、完成的實驗內容：
為了方便學生接線，要求學生接線的實驗在操作臺的人機界面中都具有動態教學過程，軟件運行在Windows環境下，老師也可以在課堂上作為教輔助教學使用！
2.1常規繼電器特性實驗：
1）電流繼電器動作特性實驗；2）電流繼電器動作時間測量實驗；3）電壓繼電器動作特性實驗；
4）時間繼電器動作特性實驗；5）兩段式過電流組合實驗；6）三段式過電流組合實驗；7）低電壓閉鎖的過電流組合實驗；8）其它可定制的電磁型繼電器特性實驗。
2.2發電機微機保護實驗：
1）縱聯差動保護實驗；2）差動速斷保護實驗；3）組合式差動保護實驗；4）差流告警實驗；
5）兩段式過電流保護實驗；6）過流I段拒動過電流保護實驗；7）復合電壓起動過電流保護實驗。
2.3變壓器微機保護實驗：1）縱聯差動保護實驗；2）差動速斷保護實驗；3）組合式差動保護實驗；4）差流告警實驗；5）兩段式過電流保護實驗；6）過流I段拒動過電流保護實驗；7）過負荷保護實驗；8）兩段式負序過電流保護實驗；9）負序過流I段拒動負序過流保護實驗；
（10）輕瓦斯告警實驗；11）重瓦斯跳閘實驗；12）超溫告警實驗；13）超溫跳閘實驗。
2.4 110kV輸電線路微機保護實驗：1）三段式相間距離保護實驗；2）I段和II段拒動相間距離保護實驗；3）三段式接地距離保護實驗；4）I段和II段拒動接地距離保護實驗；5）III段式零序過流保護實驗；6）三相一次重合閘實驗；7）三相一次重合加速跳閘實驗。
2.5 10kV輸電線路微機保護實驗：1）三段式過電流保護實驗；2）I段和II段拒動過電流保護實驗；3）反時限過電流保護實驗。
2.6電動機微機保護實驗：1）兩段式過電流保護實驗；2）I段拒動過電流保護實驗；3）過負荷保護實驗；4）兩段式負序過流保護實驗；5）I段拒動負序過電流保護實驗；6）低電壓保護實驗；7）失壓保護實驗。
2.7備自投微機實驗：1）進線備自投實驗；2）橋備自投實驗。
2.8電力系統模型設計實驗：1）發電機模型設計實驗；2）變壓器模型設計實驗；3）輸電線路模型設計實驗；4）多種負載模型設計實驗。
2.9電力系統分析教學：
1）電力系統模型設計原則教學；2）系統等值電路計算教學；3）電力系統潮流分析教學；4）電力系統暫態分析教學。
2.10電力系統繼電保護教學：
1）最大運行方式教學；2）最小運行方式教學；3）發電機繼電保護整定原則教學；4）變壓器繼電保護整定原則教學；5）110kV輸電線路繼電保護整定原則教學；6）10kV輸電線路繼電保護整定原則教學；7）電動機繼電保護整定原則教學；8）保護動作過程邏輯、向量圖變化暫態全過程教學。
2.12繼電保護輔助功能模塊教學：
1）學生實驗報告動態記錄及生成；2）學生操作全過程動態記錄及考核。
三、實驗臺主要配置及技術性能參數：
3.1實驗操作臺一臺：
1）實驗臺上面板上具有完整的一次線路模型，在模型上設有各種電量參數的測量點及故障點，學生可以進行各種故障模擬實驗操作，能夠驗證相應繼電保護的功能；
2）輸入電源：三相四線AC220V±10％ 50Hz；整機容量小于1kVA、5A；
3）實驗操作臺柜體：
①采用全鋼制結構外加噴塑工藝，鋼板厚度1.5mm，底部帶有萬向輪及固定裝置，柜內帶有兩組檢修燈及行程開關；參考尺寸：1680mm（長）*750mm（寬）*1800mm（高）；
②安全保障措施：總電源使用漏電保護開關控制，設置電源啟動和停止按鈕進行控制，緊急狀況下可按下急停按鈕開關，切除實驗臺上所有一、二次電源；符合電氣安全規范要求，提供國家相關部門出具的安全生產相關資格材料；
③為響應國家對產品向數字化、智能化等發展的要求，設備具有追根溯源身份標識，提供兩化融合評定資格材料。
3.2實驗故障模擬裝置一臺：
3.2.1主要功能：
1）可對各種繼電器及微機保護，如電流、電壓、反時限、功率方向、阻抗、差動、低周、同期、頻率、直流、中間、時間等進行測試及檢定；
2）電壓、電流、相位、功率、功率因數和頻率均為高精度、高穩定度標準信號輸出，軟件閉環；電壓、電流、相位的調節，可同時針對三相或任意一相進行；三相電壓之間、各相電壓和電流之間的相位均可360°調節；
3）三相三線/三相四線，正相序/逆相序四種狀態可任意組合輸出；可實時顯示二十幾種電參數；
4）電壓、電流、功率因數設有常用試驗點，一鍵到位，操作起來方便快捷；
5）具有即點即輸功能，極大地簡化了操作流程；為了后期方便維護檢修，裝置采用一體化設計方式（即電源部分、功能放大部分及物理輸出接口部分等都集成在標準的工業級機箱中）；
6）當因接線導致電壓回路短路時，裝置會自動啟動保護功能，并自動停止輸出，通過按鈕確認故障復位后，可恢復正常使用。
3.2.2主要技術指標：
1）采用工業級標準，可輸出6路電壓6路電流信號；
2）交流電壓輸出：量程：6*125V調節范圍：(0-120)%RG 調節細度：0.01%RG 準確度：0.2%RG穩定度：≤0.02%/2min 輸出負載：每相20VA 失真度：≤0.3%（非容性負載）；
3）交流電流輸出：量程：6*25A 調節范圍：(0～120)%RG 調節細度：0.01%RG 準確度：0.2%RG穩定度：≤0.02%/2min 輸出負載：每相20VA、失真度：≤0.3%（非容性負載）；
4）相位調節：0°～359.99°、調節細度：0.02°、準確度：0.1°；
5）頻率調節：10Hz～300Hz、調節細度：0.01Hz、準確度：0.01Hz；
6）裝置具有100M/1000M自適應以太網通訊接口，可以通過TCP/IP通訊協議，與上位機或其它遠程設備高速實時通訊；
7）實驗故障模擬裝置采用小低于1366*768 13寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作。
3.3微機綜合保護裝置一臺及技術指標：
1）采用工業現場級綜保裝置，裝置具有微機發電機保護、微機變壓器保護、微機線路保護、微機電動機保護、微機備自投等幾大類功能；
2）配套保護動作邏輯框圖軟件一套：可編輯，軟件以圖形化的方式直觀的展示出來，基于通用軟件C#環境下運行，學生可以通過動作邏輯軟件靈活選擇動作條件，便于學生學習研究微機保護在不同動作條件下的實際動作的整個過程；
3）測量精度：電流、電壓0.2級；有功、無功0.5級；遙信分辨率1ms；電流元件：動作電流0.1～20In、級差0.01A、誤差＜5%；電壓元件：動作電壓0.5-120V、級差0.1V、誤差＜5%；方向元件：動作范圍-90°～30°（相間保護）、誤差＜5°（接地保護）；頻率元件：動作范圍45Hz～55Hz、滑差閉鎖范圍0.5Hz～5Hz/S、級差0.01Hz；時間元件：工作范圍0～99.99S、級差0.01S、誤差10ms；
4）安全與電磁兼容：抗靜電接觸放電試驗GB/T14598.14規定的嚴酷等級Ⅳ級試驗、浪涌干擾試驗IEC61000-4-5標準Ⅳ級，開路試驗電壓4kV的試驗、快速瞬變干擾試驗GB/T14598.10規定的嚴酷等級Ⅳ級試驗、電磁場干擾試驗GB/T14598.9規定的嚴酷等級Ⅳ級幅射試驗；
5）裝置具有RS485總線串行通信口，集成NARI LFP、MODBUS標準通信規約；具有雙以太網通信接口，支持網絡LFP、網絡103、MODBUS TCP等通信規約；
6）裝置動作出口的配有硬壓板，可以幫助學生理解微機保護裝置控制字、軟壓板、硬壓板的功能區別。
7）微機保護裝置采用在不低于1366*768 13寸彩色觸摸屏上顯示，方便學生察看及實驗操作。
3.4實驗臺具有的計量儀表部分：
1）交流電流表一塊 數字式、AC220V電源、量程AC 0-15A；
2）直流電壓表一塊 數字式、AC220V、量程DC 0-150V；
3）交流電壓表一塊 數字式、AC220V、量程AC 0-150V；
4）電秒表一塊?數字式、量程1～9999ms、采用88mm×88mm工裝標準、觸發方式可調。
3.5實驗臺常規保護部分：
1）電磁型電流繼電器三只 規格：DL-31、6A/2A；
2）電磁型電壓繼電器一只 規格：DY-32、15V-60V；
3）電磁型中間繼電器一只 規格：DZY-201X、DC24V；
4）電磁型時間繼電器兩只 規格：DS-32/2、DC24V；
5）電磁型閃光繼電器一只 規格：JX-4C、DC24V。
3.6為了學生實驗接線方便，實驗臺操作面板上具有的物理采集單元：
1）可控故障源電壓、電流輸出單元 一套；
2）開關狀態采集單元 一套；
3）保護交流采樣輸入 一套；
4）開關控制回路單元 一套；
5）保護裝置開入信號單元 一套；
6）保護裝置開出信號單元 一套；
7）PT/CT二次輸出單元 一套。
3.7電氣控制回路一套：至少包含操作按鈕、指標燈、光字牌、蜂鳴器等。
3.8可編程控制器（PLC）一臺：AC/DC繼電器，機載I/O：不少于24個 24V DC數字輸入，不少于16個2A繼電器數字輸出，內存不小于48Kbyte，RS485接口，RJ45以太網接口，傳輸速率不低于100Mbit/s。
3.9開關電源：輸入AC220V、輸出DC24V、功率150W。
3.10人機界面及配套的運行軟件
3.10.1人機界面一套：為了便于學生操作，工控觸摸屏電腦嵌入安裝在實驗臺操作面板上，屏幕尺寸采用不低于13寸工控觸摸屏電腦 ?高清LED ?鋁合金機身 抗干擾；內存4G，CPU主頻2.0GHz，硬盤：固態、64G；安裝有Windows操作系統；單臺就能夠對所有實驗內容進行操作；
3.10.2標配全方位智能控管軟件 一套：
1）控管系統基于通用軟件C#環境下開發，具備權限管理功能，分學生端和教師端，用戶可以自主設置登錄的身份和登錄信息，至少包括學生學號、姓名、班級等信息；
2）學生端系統具有完善的學生操作全過程動態記錄功能，實驗人員在啟動記錄功能后，系統將自動記錄的實驗人員的實驗操作過程，記錄內容及實時運行數據；并均以列表的形式展示，列表展示信息包括記錄信息序號、記錄信息時間、記錄信息內容等；同時，為便于記錄數據信息的檢索、查詢、保存，應具備按時間段為查詢條件進行記錄信息檢索功能、記錄信息刪除功能和記錄信息導出保存為Excel文檔的功能；提供帶有實時運行狀態下真實界面！！
3）電力系統分析功能模塊：鑒于繼電保護的相關定值整定需要在電力系統分析計算的數據下開展，軟件應具有電力系統穩態分析、電力系統暫態分析等教學模塊，學生可以對電力系統相關設備進行自主選型，系統會自動校對并對不合理的參數選型進行提示，同時，軟件會根據參數選型，自動計算穩態的相關數據，不僅可以強化學生對電力系統分析基礎知識的掌握，還可以為學生繼電保護定值整定提供依據；??
4）學生考核評價管理功能模塊：可以實現對所有學生信息錄入及考核評價，在界面上可以通過檢索條件實時查詢或篩考核評價數據，并可導出為Excel文檔。
3.11學生實驗操作軟件一套：
1）操作軟件基于通用軟件C#環境下開發，學生可以通過實驗操作軟件選擇所需要的實驗內容，所有實驗項目都帶有動態教學功能；
2）實驗操作軟件具有向量圖變化顯示暫態全過程界面；提供實時運行狀態下真實界面！
3）配有錄波及運行波形監測功能模塊：①采用在不低于13寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作；②本模塊是通過采集網絡節點的實時數據，系統自動生成實時運行波形，設置歷史波形和實時波形兩種狀態任意切換，同時可以對波形實時存儲，可以有效直觀的監測在穩態運行和暫態運行狀態下的電氣量的變化過程，幫助學生理解故障運行時繼電保護動作原理；軟件可以實時顯示和錄制穩態、暫態運行時的波形數據，同時可以實時存儲為文件，便于導出用于教學分析等功能；實時運行波形可全屏、縮小、平移顯示，也可查看任意一點的坐標數據；提供實時運行狀態下真實界面！
3.12電力系統模型設計軟件 一套
學生可以對電力系統相關設備進行自主選型，至少包括發電機、變壓器、輸電線路、PT/CT、電動機及其它負載等，系統會自動校驗并對不合理的參數進行提示，同時，軟件會根據參數計算穩態的相關數據和進行序網圖分析、計算并演示暫態計算的全過程，強化學生對電力系統分析基礎知識的掌握；提供實時運行狀態下真實界面！
3.13實驗操作結果自動考核系統一套：
學生根據具體的實驗內容通過實驗導線連接實驗操作面板上的接線柱，實驗臺能夠自動判斷學生自主接線是否正確，通過不低于13寸的觸摸屏顯示得出考核結果；提供滿足要求的佐證材料！
3.14學生實驗報告動態記錄及生成軟件一套：
1）基于通用軟件C#環境下開發，至少包括學生學號、姓名、班級、實驗名稱等信息內容；提供真實界面！
2）學生針對具體實驗時的操作步驟、表格中的實驗數據記錄、實驗波形都能實時同步自動記錄并填充到實驗報告表格中；提供真實操作過程界面！
3）實驗報告能夠導出為PDF格式并可發送給教師端；提供滿足上述功能的真實操作過程界面！
4）配有一套教師端軟件：能夠接收所有學生端提交的實驗報告進行匯總并保存，教師可以打印每一份學生實驗報告并進行評價；提供真實操作過程界面！
四、其它配套：
4.1實驗導線：滿足所有實驗接線的要求；
4.2實驗指導書：提供相配套的實驗指導書；
4.3電纜及布線安裝：供方根據實驗室現場布線（包括設備就位、設備安裝、電纜的敷設、整體聯調聯試等；具備承裝、修、試電力實施資格能力）。
