HL-DLX25电力系统继电保护实训装置

HL-DLX25电力系统继电保护实训装置

一、总体概述

为熟悉各种继电器特性实验，变压器常规和微机差动保护实验，模拟线路电流电压常规保护和微机保护实验以及常规距离保护和微机距离保护实验设计的装置，设有各种常规电磁式继电器和线路模型、变压器和微机型继电保护装置等组成。主要特点有：

（1）装有漏电保护，确保实验进程安全。

（2）配置齐全，既有常规的各种电磁式继电器、常规和微机的电流电压保护和距离保护又有线路模型,还可以完成常规和微机的变压器差动保护。

（3）微机保护含有线路保护、阻抗保护、变压器差动保护多种功能。

（4）微机保护，具有良好的事故记录和事件顺序记录功能。能显示各种信息，调试方便，有利于教学活动。

二、各组成部分技术参数：

1、电力系统继电保护综合实验台参数：

包含电磁式继电器、微机保护装置、继电器、三相数字移相器、调压器、线路模型等设备，能够完成继电器特性、微机线路保护、距离保护、变压器保护、三相一次重合闸、电动机保护、电容器保护等实验内容。

实验模型包括变压器、两段输电线路以及各互感器二次接口。 

2、★多功能微机保护装置参数：

多功能微机保护装置采用湖南依中紫光电气科技有限公司生产的YZ2000多功能微机保护装置。

多功能微机保护装置采用7寸多彩触摸屏，显示直观生动，采用触控弹窗的方式，配备电阻触摸笔，信息输入方便，装置配置具有隔离的RS485通讯总线接口和LAN接口，向用户提供开放的通讯协议，与计算机联网通信，可将以上测量参数上传计算机显示，及下载装置的各种参数。

包括以下：

低压线路微机保护装置模块（含过流I/II/III段、反时限过流、加速段、过流电压闭锁、过流方向闭锁、零序过流I/II/III段、零序反时限、过负荷、低频减载、低压减载、TV断线、零序过压、低电压、高周、过电压、重合闸）

高压线路成组微机保护装置模块（含接地距离I/II/III段、相间距离I/II/III段、加速段、零序过流I/II/III段、零序过流方向闭锁、过负荷、PT断线、重合闸）

变压器保护装置模块（含差动速断、比例差动、二次谐波制动、高压后备过流I/II/III段、高压后备过流电压闭锁、高压后备过流方向闭锁、高压后备零序过流I/II段、高压后备非电量保护、零序电压、过负荷、间隙过流、低压后备过流I/II/III段、低压后备过流电压闭锁、低压后备过流方向闭锁、低压后备零序过流I/II段、非电量保护、零序电压、过负荷、间隙过流）

电容器微机保护装置模块（过流I/II段、反时限过流、零序过流I/II段、零序反时限、不平衡电压I/II/III段、不平衡电流、低电压、过电压、超温）

电动机微机保护装置模块（过流I/II/III段、负序过流、零序过流、过负荷、过热、非电量、低电压、过电压、零序过压）

电容器保护装置模块（过流I/II段、反时限过流、过电压、低电压、不平衡电压）

★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，可通过菜单选择不同的功能模块灵活实现。（提供权威检测机构出具的检验报告，检测报告内容应能体现以上功能，中国赛宝实验室出具的该设备产品性能检测报告复印件后附。）

为了方便实验接线，在实验台内部已经将多功能微机保护装置的电压、电流输入端子、保护跳闸和合闸信号以及断路器跳、合位开入状态信号引到实验台面板上。 

开放保护装置硬件原理图、PCB图及源代码，可通过编程软件学生可以参与编程。在学生掌握了ARM单片机的工作原理及编程方法的基础上，可以自主参与微机保护的编程。提供微机保护装置由显示模块、控制模块、采集模块、逻辑模块等组成，开放标准显示界面，显示参数完全标准通讯协议，学生只需对对应ID传输所需显示的值即可，可以实现简单的显示程序；针对数据采集、保护原理、保护逻辑等提供通道参数，出口控制参数，利用微机保护装置给出的编程接口和协议，学生可自主设计替代一部分源程序或全部源程序。

3、二次控制部分配置参数： 

3.1配置电流（4 个）、电压、中间（2 个）、时间（2 个）、等电磁型继电器、配置信号继电器、闪光继电器、重合闸等二次控制继电器以及控制回路模块。

3.2配置独立的微机型阻抗继电器，采用触摸屏设计。微机型阻抗继电器可以实现多边形阻抗、方向圆阻抗、全阻抗、直线特性阻抗等特性。

3.3配置独立的微机型差动继电器，采用触摸屏设计。微机型差动继电器可以实现比例系数、最小Id、最小Ir的整定设置。

3.4配置独立的微机型功率方向继电器，采用触摸屏设计。微机型功率方向继电器可以实现内角的整定设置。

3.5配置数字交流电压表、数字交流电流表、单相调压器、升流器等控制器件。 

工作环境：环境温度 -10℃－40℃ ；相对湿度 5%～95% ；大气压力 80kPa～ 110kPa；装置电源：AC220V  偏差：-20% -10%  纹波不大于5%。

4、三相数字式移相器参数：

输入电压：单相AC220V /50Hz，输出电压：三相0~95V/50Hz；每相幅值、相角均独立可调。

4.1移相范围：0~360°，调节步长为1°；

4.2工作温度：-10°C～+60°C。

★4.3输出幅值和输出相位均可以选择手动输入和跟随输入两种模式。移相通道可选择任意一相或者三相一起移相。提供界面截图证明。（界面截图后附）

4.4能同时显示输入电压和输出电压的幅值和角度。

4.5支持RS485通信。

4.6 7寸或以上触摸屏显示。

5、三相自耦调压器参数：

额定功率： 6kVA，额定输入线电压：400V，输出线电压范围：0-450V。 

6、三相滑线式变阻器参数：

6.1额定电流：10A；

6.2电阻调节范围：0~10Ω。

6.3 三相同步调节。

7、故障模拟系统参数：

故障位置选择开关：可以选择变压器和两段线路。

故障类型：支持设置故障相别。故障接入时间可设置，超时自动清除故障，保护设备安全。

短路距离由三相滑线式变阻器连续调节。 

8、直流电源：

可调直流电源。

9、电力系统分析仿真计算软件参数：

电力系统分析仿真软件主要用于电网主结线图设计、潮流计算和短路计算。

9.1用户可以以拖拉的方式自行编辑图形界面以适应电网主接线图。可以添加删除设备，修改线路、主变压器、电容器和电抗器等各个设备的参数。

9.2搭建好的电网络，可设置各元件的参数，对于变压器分接头、电源有功功率和无功功率的注入、电容器的容量、断路器的分合、负荷有功功率和无功功率可以进行方便的调整。

快速计算出简单网络和复杂网络的功率分布情况。还可对电网络各母线节点（PQ、PV、平衡）参数在运行中进行变更设置，即时观察调整后的电网络潮流分布情况。

9.3能够针对电力系统对称和不对称故障进行分析。故障可以设置在变压器、电力线路、母线等位置，故障类型可以设置单相接地、相间短路、两相接地和三相短路，故障性质可选择瞬时短路（故障时间可以设置）和永久短路。程序自动将电力网分解成正序、负序和零序网络，分别计算三序网络的各项参数并合并成短路电压电流。

9.4可以将微机保护装置仿真模块投入到搭建好的电网络中，可以设置保护装置的压板、定值等，并可根据电力网络计算出的数据进行相应的动作情况，如跳闸、重合闸、告警等，可以观察相关动作报告和SOE报告。

其主要包括如下模块：

1）、电力系统分析仿真计算软件图模一体化组态功能：可以自行编辑图形界面以适应电网主接线(输电网、配电网、变电站)的潮流变化，可以添加删除设备，修改线路、主变压器、电容器和电抗器等各个设备的参数。在此之上可以进行各种分析计算，输出计算结果。组态功能可自由选择电源、母线、变压器、线路、负载，且可以对选择的元件进行移动、缩放、旋转、删除及参数设置，以建立各种模型，形成各种计算的模型库；

2）、电力系统分析仿真计算软件计算分析功能：能根据图形组态形成的电网系统，自行形成电力网络拓扑图，便于进行计算分析。

3）、电力系统分析仿真计算软件短路计算功能：根据仿真变电站的主接线图上设定的故障类型，计算系统故障时的电压、电流。

★4）、继电保护仿真模块：提供多种微机保护装置的仿真模块，包括但不限于下列模块：10kV线路保护装置仿真模块、35kV线路保护装置仿真模块、110kV线路保护仿真模块、变压器主保护装置仿真模块、变压器后备保护装置仿真模块、电容器保护仿真模块等，微机保护装置可以与任意搭建的电力网络数据交换以实现多种微机继电保护功能。以潮流分析、短路计算为基础，可以进行任意方式的复杂故障计算。计算时可以考虑平行线零序互感的影响、发电机电势和负荷的作用，以及运行方式的变化。单个模型中最少可同时配置20台保护装置。所配置的微机保护装置操作包括在线监测、压板设置、定值整定、保护报告查看、SOE事件报告查看等。

5）、提供30个授权码。

10、虚拟仿真继电保护实验软件参数： 

基于动态过程仿真软件运行平台开发，利用虚拟现实技术，提供典型的继电保护实验资源，算法完善，利用快速计算及单步运行功能反映元器件动作信息，满足复杂电力系统继电保护虚拟仿真实验的要求。

10.1可用于校内外电气工程专业本科生电力系统继电保护课程的虚拟仿真实验，能够有效地改进教学模式，提升教学效果。依托虚拟现实和电力系统继电保护专业知识，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生了解实验系统的原理、构成。

10.2基于动态过程仿真软件运行平台开发，利用虚拟现实技术，提供典型的继电保护实验资源，算法完善，利用快速计算及单步运行功能反映元器件动作信息，满足复杂电力系统继电保护虚拟仿真实验的要求。

10.3可以设置元器件技术特性参数，实现电力系统继电保护的仿真；

10.4主要包括多功能微机保护装置、微机型继电保护测试仪、常规继电器及配套开关设备的模拟操作。

★10.5虚拟连线功能：提供参考原理图，鼠标点击接线柱连线，系统对接线结果进行判断并对错误连线给出错误提示，只有正确的情况下才能进行实验操作。（提供虚拟仿真继电保护实验软件的功能演示视频，演示内容至少包含虚拟连线、保护动作、动作报告等内容和实验过程。）

★10.6复杂故障方式的计算功能：可在实验模型中自由设置故障点以及故障参数，如故障性质、故障类型、故障距离、过渡电阻等。

10.7配有实验指导资料，可以展示实验内容及目的、实验原理、实验设计、实验装置流程图和实验步骤等。

功能参数：

★1)、微机保护虚拟仿真模块：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。可微机保护装置均可设置软压板，自由修改定值，并具有保护报告和SOE事件报告功能。微机保护虚拟仿真模块虚拟接线端子包括电流、电压接线端子，位置开关量输入以及保护出口。与仿真系统其他模块连线实现实验功能。

2)、继电器虚拟仿真模块：可仿真的数字式继电器至少包括数字式电流继电器、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、数字式反时限继电器、数字式负序继电器。

3)、一次系统虚拟仿真模块：典型的继电保护一次原理图，提供模拟断路器、电流互感器、电压互感器二次接线端，能虚拟仿真多种线路模型，可修改模型参数，改变系统运行状态来计算。

★4)、继电保护测试虚拟仿真模块：能虚拟仿真不同电压等级的整组保护线路模型以及典型的继电保护特性测试程序。继电保护特性测试功能可实现程控和手动实验方式，变量及步长自由设置，可根据实验需求选择返回方式及变化范围，程控模型下可自动计算并输出实验结果。

阻抗继电器特性测试、差动继电器特性测试、反时限继电器特性测试等模块能自动测试扫描并输出图形化特性曲线。

★5)、整组试验仿真模块：至少可保存12组实验模型，模型中发电厂、变压器、线路、负荷、故障等参数均可修改。

12、能完成的实验项目

12.1继电器特性实验

12.2继电保护实验及综合实验

12.3电气二次控制回路实验

12.4微机线路保护实验、综合实验

12.5微机变压器保护实验

12.6微机距离保护实验

12.7多台微机保护装置联网及通讯实验

12.8数字式电流继电器特性实验

12.9数字式电压继电器特性实验

12.10 数字式功率方向继电器特性实验

12.11 数字式阻抗继电器特性实验

12.12 三相一次重合闸实验

12.13虚拟仿真实验

虚拟仿真继电器特性实验

虚拟仿真微机保护综合实验

虚拟仿真变压器保护综合实验

虚拟仿真电容器保护综合实验

虚拟仿真电动机保护综合实验

虚拟仿真发电机差动保护实验

虚拟仿真发电机后备保护实验等实验

12.14电力系统分析课程实验

电力系统电气主接线图的设计与组态

开式电力网络的潮流计算

环网的潮流计算

电力网的电压和功率分布

电力系统不对称故障的分析计算

电力系统三相短路的分析计算

电力系统潮流分析实验

电力系统短路计算实验