电力系统继电保护综合实验装置_电力自动化实验台

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电力系统继电保护综合实验装置

LG-DLK05B型 电力系统继电保护综合实验台可单独使用开出多门电气工程专业课程的教学实验，多套培训系统还可组成复杂电力网系统进行综合实验、实训，并由电力自动化监控系统实现电力网综合监控，也可组成任意数字智能变电站结构。设备电源输入设有多重安全防护，可有效防止老师、学生发生触电危险；实验系统控制电源（包括继电器辅助电压）均采用安全电压（DC24V）电源；实验信号要求按照电力系统二次标准输出（100V、5A），且严格控制输出功率，杜绝触电隐患。
LG-DLK05B型 电力系统继电保护综合实验台提供一个典型的电力系统运行一次主系统，同时为继电保护实验提供一次系统平台。实验台由模拟一次主系统、多功能微机保护装置、常规继电器、二次电气控制等构成。

一、微机保护装置模块
1、10kV馈线微机保护装置模块
2、35kV线路微机装置模块
3、110kV线路成组微机保护装置模块
4、变压器主保护装置模块
5、变压器后备保护装置模块
6、电容器微机保护装置模块
7、电动机微机保护装置模块
8、发电机差动保护装置模块
9、发电机后备保护装置模块
10、数字式电流继电器、数字式电压继电器、数字式功率方向继电器、数字式差动继电器、数字式阻抗继电器、数字式反时限电流继电器等数字式继电器模块
二、技术参数
1、工作电压：AC220V、50Hz。
2、环境温度：-10℃－+40℃范围内。
3、环境湿度：不低于95％（25℃）。
4、整机功耗：≤3kVA。
三、常规继电器：
包括电磁型电流继电器、电磁型电压继电器、中间继电器、时间继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器。
四、功率放大装置：
1、电压源
(1) 最大输出电压：6×125V
(2) 最大输出功率：6×75VA
(3) 分辨率：1mV
(4) 精度：≤0.2%(5V-110V),≤0.5%(<5V或>110V)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电压输出，短路自动保护。
2、电流源
(1) 最大输出电流：6×30A或1×180A
(2) 最大输出功率：6×200VA或1×1200VA
(3) 分辨率：1mA
(4) 精度：≤0.2%(1A-30A),≤0.5%(0.2A-1A)
(5) 谐波失真：≤0.1%
(6) 其它：各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电流输出，过载自动保护。
3、相位
(1) 范围：-360°——+360°
(2) 精度：0.1°
4、频率
(1) 范围：10-1000Hz
(2) 分辨率：50μHz
(3) 漂移：5ppm
5、开关量输入
(1) 输入端口数量：8 对
(2) 响应时间：100μs
(3) 计时范围：1ms-999,999.999s
(4) 输入方式：空接点（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或带电位，耐压250V/DC
(5) 其它:防抖动时间可设置
6、开关量输出
(1) 输出端口数量:4 对
(2) 输出方式:空接点,耐压250V/DC，容量250VA
7、工作环境条件
(1) 环境温度：－10℃~ 40℃
(2) 相对湿度：5%~ 95%
(3) 电源：220V±10%，50Hz±1%
五、高速数字物理接口箱：
主机内置高性能CPU和高速数字信号处理器，16位DAC模块、自带≥10英寸的多彩电阻式触摸屏。内置多种特性测试模块以及多个线路模型，可通过触摸屏修改模型参数，改变系统运行状态来计算并输出不同运行状态下的电流电压信号。既可单机独立运行，亦可联接其它电脑运行。特性测试模块包括：通用特性测试、阻抗继电器特性测试、差动继电器特性测试、反时限电流继电器特性测试等模块。
线路模型包括：10kV/35kV/110kV线路整组模型、变压器整组模型、电动机保护整组模型、电容器保护整组模型、发电机保护整组模型等；每种类型的模型均可保存4组参数。
1、强大的联网功能：多台高速数字高速数字物理接口箱可联网构成二次信号源网络，在上位PC机设计组态和电力系统分析计算软件完成各个电压等级的一次输配电网络的真实组态；输入一次设备的真实参数，即可完成系统的潮流计算和针对系统中任意点发生任意故障的短路计算；输入各测控点真实电流互感器和电压互感器的变比，即可得到该测控点真实的二次电流、电压值；系统中装设测控点，可以同步向该测控点的微机保护硬件平台发送该点真实二次电流、电压模拟信号，以检验各保护的动作情况。由组态软件组态的一次主接线直观、真实，输入真实的设备参数，可以在系统中任意点设置故障类型，很方便的进行潮流计算和短路计算，由微机保护测试仪同步发出各测控点的二次电流、电压信号。
2、通讯方式要求：以太网通信接口，必须保证通讯速率不低于100Mb/s。
3、参数指标要求：
包括机箱、CPU板等基本配置，AO板1块，DI板、DO板和电源板各1块。
AO板：每块有10路通道，共地输出，电平范围：-10V~+10V，分辨率≥16bit，绝对精度优于2mV。
DI板：每块有12路通道，既可用于电平输入，也可用于空节点输入，电平输入：0V/24V。
DO板：每块有8路通道，其中8路为电平输入，8路为空节点输入，电平输出：0V/24V。
六、电力系统自动化虚拟仿真软件
软件再现电力系统继电保护实验系统各环节操作过程和运行状态，让学生了解实验系统的原理、构成，在虚拟平台进行实验操作完成实验预习、虚拟仿真实验。解决学生对实验教学的需求与实验室供给能力之间矛盾，减少真实物理环境的实验投入，避免实验过程中的外在风险。
学生除了到实验室实地操作进行实验课程外，也可以通过虚拟实验平台完成相关的实验，这种方式大大提高了实验教学的伸缩性和适应性，克服了实验场地、实验器材、课时数等对学生实践能力培养的限制。
参数：
1、全程真实场景化教学，操作界面与实验台完全一致，实验模型与实验台统一，无论从感觉上、操作上还是从行动处理上的反馈都会表现的与真实实验台的反应高度一致，从而达到在虚拟平台上完全熟悉实验台的操作。
2、虚拟实验时可自动显示参考实验接线原理图。
3、通过用户名、密码进行登录操作，学员的操作记录，均保存至数据库中，以方便进行回看复习。
4、微机保护虚拟仿真模块：能虚拟仿真完成10kV馈线微机保护、35kV线路微机保护、110kV线路微机保护、变压器主保护、变压器后备保护、电容器微机保护、电动机微机保护、发电机差动保护、发电机后备保护等微机保护功能，操作方式及实验原理与实际保护装置完全一致。
5、物理接口箱虚拟仿真模块：能虚拟仿真多种特性测试模块以及多个线路模型，可修改模型参数，改变系统运行状态来计算。同时可实现通用特性测试、阻抗继电器特性测试、差动继电器特性测试、反时限电流继电器特性测试等继电保护测试功能，操作方式及实验原理与实际物理接口箱完全一致。
6、继电器虚拟仿真模块：能虚拟仿真电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等继电器功能，操作方式及实验原理与实验台上配置的继电器完全一致。
7、在虚拟实验平台可完成继电器特性实验、10kV-35kV微机保护综合实验、110kV微机保护综合实验、变压器保护综合实验、电容器保护综合实验、电动机保护综合实验、发电机差动保护实验、发电机后备保护实验等实验。
8、通过网络可以观看各个实验的操作讲解视频。
9、可自动生成实验报告。
10、本项目提供不低于30个虚拟平台账号。
★投标时提供电力系统自动化虚拟仿真软件著作权证书原件备查。
七、电力系统监控软件
1、最大容量
(1) 子站最大数量：500
(2) 单个子站下设备最大数量：500
(3) 单台设备下遥测最大数量：6000
(4) 单台设备下遥信最大数量：6000
(5) 单台设备下虚遥信最大数量：1000
(6) 单台设备下累计量最大数量：500
(7) 单台设备下遥控最大数量：500
(8) 单台设备下事件顺序记录(SOE)最大数量：6000
(9) 单台设备下定值组最大套数：50
(10) 单套定值组下定值最大数量：1000
(11) 总加模拟量最大数量：1000
(12) 总加数字量最大数量：1000
(13) 最大区域数量：50
(14) 最大线路数量：500
(15) 最大用户数量：50
(16) 最大网络节点数量：25
2、数据精度
(1) 事件顺序记录(SOE)分辨率：≤2ms
(2) 模拟量测量综合误差：≤0.5%
(3) 电网频率测量误差：≤±0.01hz
(4) GPS校时精度：≤1ms
(5) 遥控操作正确率：100%
(6) 遥控动作成功率：100%
(7) 模数转换分辨率：14位
3、系统响应时间
(1) 遥测信息响应时间：≤2s
(2) 遥信变化响应时间：≤1.5s
(3) 遥控、遥调命令传送时间：≤1s
(4) 画面实时数据更新周期模拟量：≤1s
(5) 画面实时数据更新周期开关量：≤1s
4、主备机切换时间
主备机切换时间：≤30s
5、可靠性指标
(1) 双机系统可用率：≥99.98%
(2) 事故时遥信年正确动作率：≥99%
(3) 系统平均无故障时间(MTBF）：≥50000h
(4) 间隔级测控单元平均无故障间隔时间：≥50000h
八、无线智能实验室管理考核系统
采用不低于240*128点阵蓝底背光液晶显示屏及PVC轻触键盘，中文显示，试题显示直观。能实现所有维修电工挂箱任意点的故障设置。
1、可选择指定故障考核方式或随机故障考核方式。
2、随机故障考核方式下系统具有自动随机出题功能，使每次维修的故障都不相同。
3、随机故障考核方式可设置故障范围及故障数量。
4、掉电后不会丢失所设置的参数及考核结果。
5、具有自动评分参数设置、考核时间设置及倒计时、重复考号报警等功能。
6、自动保存80位考生的考号、分数、误排次数、剩余故障、剩余时间等。
7、每个故障点都默认设置为开路故障，可根据要求改变为短路故障。
8、考核系统未上电时，电气线路能正常工作。上电后，电气线路的工作状态取决于上一次考核系统断电时的情况，但在随机故障考核方式下故障点位置与上次不一样。
9、系统由教师用上位机统一设置故障（随机故障和指定故障），由无线网络输至学生实训台进行排故训练或考核，实训考核人员条件与机会均等，客观、科学判断实训考核结果，保证考核结果的公平公正。故障点设置方便、快捷，训练考核成绩自动记录、排序、打印，极大方便实训室的管理，大大减轻教师的工作量。
10、考核系统有很好的通用性，通过与不同实训设备的组合，既可锻炼学员动手连接训练电路，掌握实操技能，又可通过智能化考核系统科学公正考核学员所学专业知识，有效的提高了学校的实训考核管理能力。
11、系统采用独立开关电源供电，电路设计优化合理，生产工艺严格完善，保证机器的可靠性和稳定性。
12、系统所有的数据交换都是通过无线网络传输，可以方便快捷组网，任意添加组网设备数量（最高不低于255台），而且不需要进行繁琐的网络布线，极大的简化了实验室的安装，从而降低了组建实验室的成本。
13、系统兼容单机考核系统，当没有安装上位机时，本机亦可单独使用。除成绩的整理、打印等不能实现以外，其他所有功能均可在本机实现。
▲投标时提供无线智能实验室管理考核系统软件著作权证书复印件加盖生产厂家公章原件备查并现场演示功能。
九、实验室智能电源管理系统
实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。
主要功能：
1、上电系统自测
（1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。
（2）故障内容有相应文字显示。
（3）对故障进行语音报警。
2、运行检测保护
（1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。
（2）对故障进行语音报警。
（3）保护阀值可进行现场设置。
3、漏电功能测试
（1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。
（2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。
4、过压保护
（1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的“过压相”进行文字显示。
（3）语音播报“线路过压，请注意”。
5、过流保护
（1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的“过流相”进行文字提示。
（3）语音播报“线路过流，请注意”
6、漏电保护
（1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对“漏电”进行文字显示。
（3）语音播报“线路漏电，请注意”。
7、电源监控
（1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V
（2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±
（3）高压保护电压设置：
1）设置范围<300V，输入1A;
2）动作时间：2-5S，输入单位0.1S
（4）欠压保护电压设置：
1）设置范围：>154V，输入单位1V
2）动作时间：2-5S，输入单位0.1S
(5)过流保护电流设置：
1）设置范围：<20A,输入单位0.01A;
2）动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S
★投标时现场演示功能
十、云智能实验室安全管理系统
本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。
1、电压、电流等模拟量数据显示
2、输入开关监控，输出开关等数字量控制。
3、远程控制启停状态，给定输出电压值的。
4、显示输入输出电压值的历史数据
5、可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。
6、报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备。
7、通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。
8、数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。
9、联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。
★投标时提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查。
十一、实验项目
（一）常规继电器特性实验
1、常规电流继电器特性实验
2、常规电压继电器特性实验
3、常规功率方向继电器特性实验
4、常规差动继电器特性实验
5、常规阻抗继电器特性实验
6、时间继电器实验
7、中间继电器实验
8、常规电流速断保护实验
9、常规电流电压连锁速断保护实验
（二）微机保护实验
1、数字式继电器特性实验（包括以下6种数字式继电器实验）
(1) 数字式电流继电器特性实验
(2) 数字式电压继电器特性实验
(3) 数字式功率方向继电器特性实验
(4) 数字式差动继电器特性实验
(5) 数字式阻抗继电器特性实验
(6) 数字式反时限电器特性实验
2、10kV-35kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放*大、*小运行方式下三段电流保护实验
(2) 10kV线路过电流保护实验
(3) 35kV线路电流电压联锁速断保护实验
(4) 方向性过电流保护实验
(5) 反时限电流保护实验
(6) 过电流保护与自动重合闸前加速保护实验
(7) 过电流保护与自动重合闸后加速保护实验
(8) 零序电压保护实验
3、110kV微机保护综合实验
(1) 可设置任意实验模型，并能进行故障录波和实验过程回放方向圆相间距离保护实验
(2) 方向圆接地距离保护实验
(3) 三段式距离保护实验
(4) 零序电流保护实验
(5) 零序方向保护实验
(6) 零序电压闭锁实验
(7) 距离保护与自动重合闸实验
(8) 零序电流保护与自动重合闸实验
4、变压器保护综合实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 变压器电流速断保护实验
(3) 变压器差动速断保护实验
(4) 变压器比率制动差动保护实验
(5) 变压器过电流保护实验
(6) 变压器低电压起动过电流保护实验
(7) 变压器复合电压起动过电流保护实验
(8) 变压器过负荷保护实验
(9) 模拟重瓦斯告警、跳闸实验
(10) 模拟轻瓦斯告警实验
(11) 模拟超温告警、跳闸实验
(12) 模拟过温告警实验
5、.电容器保护综合实验
(1) 电容器限时电流速断保护实验
(2) 电容器过电流保护实验
(3) 电容器过电压保护实验
(4) 电容器母线失压保护实验
6、电动机保护综合实验
(1) 电动机过电流保护实验
(2) 电动机不平衡保护实验
(3) 电动机接地保护实验
(4) 电动机低电压保护实验
7、发电机差动保护实验
(1) 差动类保护与现场保护一致是三相差动保护
(2) 发电机差动速断保护实验
(3) 发电机比率制动差动保护实验
(4) 发电机模拟超温保护实验
(5) 发电机模拟过温保护实验
8、发电机后备保护实验
(1) 发电机过电流保护实验
(2) 发电机过电压保护实验
(3) 发电机低电压保护实验
(4) 发电机过负荷保护实验
（三）电力系统分析课程实验
1、电力系统电气主接线图的设计与组态
2、开式电力网络的潮流计算
3、环网的潮流计算
4、电力网的电压和功率分布
5、电力系统不对称故障的分析计算
6、电力系统三相短路的分析计算
7、电力系统潮流分析实验
8、电力系统短路计算实验
（四）变电站综合自动化实验
1、变电站监控实验
2、遥测、遥控、遥信操作功能实验
3、变电站倒闸操作实验、实训
4、变电站送电操作实训
5、变电站停电操作实训
6、继电保护接线实验
7、110kV线路保护实验
8、变压器保护实验
9、10kV线路保护实验
10、电容器保护实验
11、电动机保护实验
（五）电气工程专业课程设计、毕业设计及创新科研平台
可用于进行发电厂电气、电力网、继电保护课程设计，方便地检验课程设计成果。系统通信协议开放，可作为保护、测控、变电站综合自动化等相关方向的毕业设计和创新科研平台。

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