電力自動化及繼電保護(hù)實驗裝置

KCDLD-02B型電力自動化及繼電保護(hù)實驗裝置

一、技術(shù)指標(biāo)

1、技術(shù)條件

1.輸入電源：三相 380V±5% 50Hz

2.工作環(huán)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(shè)計，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型材為主體框架，骨架主體采用4080重型鋁合金材料構(gòu)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(jī)儀表面板工藝，持久耐用，永不掉色，配置靈活。實訓(xùn)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(jīng)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(xié)調(diào)。柜體后下側(cè)留有電源輸入線。

2.平臺底部安裝4個萬向可調(diào)節(jié)腳輪，設(shè)備搬運移動時、調(diào)節(jié)駐停腳杯上升，萬向輪移動。調(diào)備駐停時，通過調(diào)節(jié)腳杯下降，用于鎖定設(shè)備停放固定位置、同時可設(shè)備進(jìn)行水平調(diào)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(jié)構(gòu)、表面啞光密紋噴塑，結(jié)實牢固、外形美觀大方。抽柜導(dǎo)軌為黑鋼靜音雙節(jié)導(dǎo)軌，穩(wěn)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(yōu)質(zhì)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(xùn)控制屏

▲實訓(xùn)控制屏包括：電源控制模塊、電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置套件、一次系統(tǒng)模擬接線圖、微機(jī)型繼電保護(hù)測試儀、智能故障設(shè)置與考核模塊、負(fù)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(biāo)準(zhǔn)，在實驗裝置的電源輸入端設(shè)有電流型、電壓型漏電器，控制屏內(nèi)、外或強(qiáng)電輸出有漏電現(xiàn)象，即刻警告并切斷總電源，確保人身安全保護(hù)和設(shè)備安全保護(hù)。

（2）調(diào)壓器輸出接有高靈敏度的電子線路過流保護(hù)和保險絲雙重保護(hù)功能，相間電源、線間電源過電流或直接短路均能自動保護(hù)。

（3）高功率直流電源模塊提供220V(8A)勵磁電源及40～250V(8A)連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電樞電源(具有過壓、過流、過熱及短路軟截止自動恢復(fù)保護(hù)功能)各一組，并設(shè)有直流數(shù)顯電壓表及切換開關(guān)。

2. 電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)

電力智能管理監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)有短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定6大保護(hù)功能；可在PC端或手機(jī)App實時監(jiān)測系統(tǒng)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(shù)、平均功率因數(shù)。電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過PC端遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；PC端具有統(tǒng)一管理功能，支持遠(yuǎn)程送電、斷電、一鍵開關(guān)機(jī)功能，支持語音報警：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時PC端平臺有相應(yīng)的語音報警提示，并以鮮明的顏色區(qū)分顯示該設(shè)備；模塊支持無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺通訊，也可以在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，離線獨立運行。

1）智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色交互界面，實時監(jiān)控設(shè)備運行情況，提供以太網(wǎng)或RS-485、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)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(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止。

2）手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等?？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。

3）PC端軟件：每個設(shè)備狀態(tài)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(tǒng)計；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能。可一鍵開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨控制每臺設(shè)備的開關(guān)。

4）后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設(shè)備管理、報修管理、用戶管理，設(shè)備管理：①、包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運行情況，分析設(shè)備使用率及運行時間；②、包含設(shè)備節(jié)點：可顯示設(shè)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(jìn)行遠(yuǎn)程報修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報修情況，后臺可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。用戶管理：可連通手機(jī)號，對賬戶進(jìn)行一對一的安全加密，實名認(rèn)證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

3.無線智能考核系統(tǒng)

采用最新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。

?  控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動盒)分離， 避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。

? 驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。

? 手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備。

? 手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時，手持 移動控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。

? 可通過 PC機(jī)或平板電腦 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)

?  可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置。可根據(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。

? 所有配備驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)， 實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。

?  用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機(jī)控制每一臺實訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。

4．設(shè)計要求

(1）采用全封閉性安全實驗導(dǎo)線避免學(xué)生雙手模電而造成的觸電事故。

(2)提供設(shè)備所完成的實訓(xùn)項目，并提供相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書和電子文檔。

四、實訓(xùn)功能模塊

1．繼電保護(hù)控制組件

繼電保護(hù)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(fù)序電壓繼電器、重合閘繼電器、差動繼電器、按制按鈕、開關(guān)、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(zhuǎn)換開關(guān)、預(yù)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(shù)字式電秒表、高精度直流數(shù)字電壓表、高精義直流數(shù)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(guān)、指示燈組成。

4.可調(diào)電阻箱組件

可調(diào)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、試驗監(jiān)控組件

1.實驗發(fā)電機(jī)組件由：三相同步發(fā)電機(jī)、直流電動機(jī)、速度傳感器等相關(guān)部件組成。

2.微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組件由：人機(jī)交互界面、數(shù)字直流調(diào)速器等器件組成。

3.控制系統(tǒng)儀表組件由：相關(guān)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(diào)速器：

直流調(diào)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(jī)勵磁系統(tǒng)：

▲可控微機(jī)勵磁系統(tǒng)由：人機(jī)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(guān)、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。

6.微機(jī)準(zhǔn)同期控制器

微機(jī)準(zhǔn)同期控制器系統(tǒng)電壓精度優(yōu)于0.2%可滿足全自動準(zhǔn)同期合閘、半自動準(zhǔn)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(fā)電系統(tǒng)控制回路。

可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)控制回路具發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制回路、起勵回路、勵磁保護(hù)回路、滅磁回路、欠勵限制電路、過勵限制電路、移相觸發(fā)電路整流變壓器及整流主電路、發(fā)電機(jī)電壓檢測與調(diào)差電路、同步信號、手動/自動無擾動切換回路、過壓保護(hù)回路等。

六、開展實驗的模塊及連接線配件

相關(guān)功能模塊、高可靠實驗連接線、配套工具、備品、資料等。

七、實訓(xùn)內(nèi)容

1、繼電器構(gòu)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(fù)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(hù)實驗

2、繼電保護(hù)實驗及綜合實驗

（1) 6~10KV 線路過電流保護(hù)實驗；

（2）線路過電流保護(hù)實驗

（3) 低電壓起動過電流保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)實驗；

（4) 復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)實驗；

（5）電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實驗

（6) 電壓閉鎖電流速斷保護(hù)實驗；

（7) 單側(cè)電源輻射式輸電線路三段式電流保護(hù)實驗。

（8）功率方向過流保護(hù)實驗

（9）發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)實驗

（10）非同期閉鎖原理實驗

（11）反時限過流保護(hù)動作特性實驗

（12）反時限保護(hù)各變量關(guān)系特性實驗

3、電氣二次控制回路實驗

（1）重復(fù)動作手動復(fù)歸中央音響信號裝置實驗

（2）重復(fù)動作自動復(fù)歸中央音響信號裝置實驗

（3）具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路實驗

（4）裝設(shè)跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實驗

（5）方向距離保護(hù)及二次控制回路實驗

（6）閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置實驗

4、自動裝置與繼電保護(hù)實驗

（1）自動重合閘保護(hù)實驗

（2）自動重合閘前加速保護(hù)實驗

（3）自動重合閘后加速保護(hù)實驗

（4）備用電源自動投入實驗

（5）同期電源部分測試實驗

（6）自動準(zhǔn)同期條件測試實驗

（7）自動準(zhǔn)同期線性整步電壓（相敏環(huán)節(jié)）測試實驗

（8）自動準(zhǔn)同期導(dǎo)前時間整定及測量方法實驗

（9）自動準(zhǔn)同期壓差閉鎖與整定實驗

（10）自動準(zhǔn)同期頻差閉鎖與整定實驗

（11）自動準(zhǔn)同期相差閉鎖與整定實驗

（12）合閘部分整體檢測（半自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)）實驗

（13）自動準(zhǔn)同期頻差方向測量回路實驗

（14）自動準(zhǔn)同期調(diào)頻脈寬整定實驗

（15）自動準(zhǔn)同期調(diào)頻部分整體檢測（自動準(zhǔn)同期并網(wǎng)）實驗

5、勵磁發(fā)電系統(tǒng)綜合實訓(xùn)、考核實驗

（1) 各種信號與波形觀測；

（2）手動準(zhǔn)同期和自同期并列綜合實驗；

（3）準(zhǔn)同期并列實驗；

（4）同步發(fā)電勵磁控制實驗；

（5）同步發(fā)電機(jī)參數(shù)測定綜合實驗；

（6）同步發(fā)電機(jī)起勵實驗；

（7）同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)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(diào)節(jié)及其相互切換實驗；

（10) 過勵限制實驗；

（11）欠勵限制實驗；

（12) 調(diào)差特性實驗；

（15）勵磁系統(tǒng)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(tǒng)主電路保護(hù)實驗；

（18）可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)控制、保護(hù)、信號電路綜合實驗；

（19）人機(jī)交換式可編程控制數(shù)字調(diào)試系統(tǒng)核心的調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計；

（20）人機(jī)交換式可編程控制為核心的勵磁系統(tǒng)設(shè)計；

6、電力系統(tǒng)綜合實驗

（1）單機(jī)-無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式實驗

a.單回路穩(wěn)態(tài)對稱運行實驗;

b.雙回路對稱運行與單回路對稱運行比較實驗;

c.單回路穩(wěn)態(tài)非全相運行實驗）

（2）電力系統(tǒng)功率特性（功角）和功率極限（靜態(tài)穩(wěn)定性）實驗

a.無調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限的測定；

b.手動調(diào)節(jié)勵磁時，功率特性和功率極限測定；

c.微機(jī)自并勵時，功率特性和功率極限的測定；

d.微機(jī)它勵時，功率特性和功率極限的測定；

e.單回路、雙回路輸送功率與功角關(guān)系實驗