HYG-PRP-I电力系统继电保护教学实验台

    产品简介

1.1 HYG-PRP-I电力系统继电保护教学实验台(以下简称试验台)能够满足“电力系统继电保护”、“微机继电保护原理及应用”、“供配电技术”、“电气工程基础”等课程中相关继电保护实验教学任务，并可完成课程设计、毕业设计、实习及某些研究课题等相关实验要求；

1.2 为了培养新一代继保人才，学生能够在贴切真实电力现场环境下完成实验，采用实验控制及仿真操作软件与真实设备实操相结合的实验方式，实验台包含有常规继电保护部分、微机保护部分（带动作逻辑图形化可视功能）、故障模拟源（工业级标准）、人机界面、仿真操作软件（含动态实验教学功能）、可编程控制器（PLC）等组成；

1.3 实验台一次回路采用电力系统典型的一次系统接线图，能够涵盖发电、变电、输电、配电、用电各部分，并在电气元件及线路模型上设置有效的故障点，通过对模型的计算，可以在监控屏幕上实时显示本系统的稳态和暂态的运行参量，包括电压、电流、功率等电参量；计算数据可以由实验故障模拟装置输出，用于继电保护装置的测量和计算，能很好帮助学生理解继电保护原理及使用方法；

1.4 实验台还具有电力系统稳态分析和暂态分析的教学内容，能够通过模型搭建、算法设计、过程演示等手段，向学生全面直观的展示电力系统等值电路的模型搭建、等值参数的计算方法、电力系统潮流计算过程、电力系统不同类型的短路时序网分析，短路计算（可以给微机保护定值整定提供依据）等知识点，从而能强化学生自主学习的能力。

    产品参数

2.1 输入电源：AC 220V±10％ 50Hz；整机容量小于3kVA、5A；

2.2 整台尺寸约：长1700mm×宽750mm×高1800mm（两侧都配有电源插座）。

2.3 安全保障措施：

①实验台总电源使用漏电保护开关控制，设置电源启动和停止按钮进行控制，紧急状况下可按下急停按钮开关，切除实验台上所有一、二次电源；

②对不同类型电源类型采取分层、分极控制，并设有熔断器，在保证安全的同时，当某一模块发生故障时，不会影响到其他模块的正常工作；

③需要学生自主接线的采用全包实验导线，无金属部分外漏，防止触电事故；

④实验接线步骤均可在人机界面上通过动态教学软件反复观看，最大程度保证学生接线的正确性，保证实验设备不会因接线错误损坏；

⑤实验台柜体均采用工业级的环保材料，并符合电气安全规范要求。

    产品特征

三、能够完成的实验内容（为了方便老师教学及学生接线正确性，所有实验内容都具有接线方式动态教学过程）：

3.1 常规继电器特性实验

（1）电流继电器动作特性实验；

（2）电流继电器动作时间测量实验；

（3）电压继电器动作特性实验；

（4）时间继电器动作特性实验；

（5）冲击继电器动作特性实验；

（6）两段式过电流组合实验；

（7）低电压闭锁的过电流组合实验；

（8）其它可定制的电磁型继电器特性实验。

3.2 微机电容器保护实验

（1）电容器过电压保护实验；

（2）电容器过电流保护实验；

（3）电容器欠压保护实验。

3.3 变压器微机保护实验：

（1）纵联差动保护实验；

（2）差动速断保护实验；

（3）组合式差动保护实验；

（4）差流告警实验；

（5）两段式过电流保护实验；

（6）过流I段拒动过电流保护实验；

（7）过负荷保护实验；

（8）两段式负序过电流保护实验；

（9）负序过流I段拒动负序过流保护实验；

（10）轻瓦斯告警实验；

（11）重瓦斯跳闸实验；

（12）超温告警实验；

（13）超温跳闸实验。

3.4 110kV输电线路微机保护实验：

（1）III段式零序过流保护实验；

（2）三相一次重合闸实验；

（3）三相一次重合加速跳闸实验。

3.5 6kV输电线路微机保护实验：

（1）三段式过电流保护实验；

（2）I段和II段拒动过电流保护实验；

（3）反时限过电流保护实验。

3.6 电动机微机保护实验：

（1）两段式过电流保护实验；

（2）I段拒动过电流保护实验；

（3）过负荷保护实验；

（4）两段式负序过流保护实验；

（5）I段拒动负序过电流保护实验；

（6）低电压保护实验；

（7）失压保护实验。

3.7 备自投微机实验

（1）进线备自投实验；

（2）桥备自投实验

（3）操作回路断线告警。

3.8 电力系统分析教学：

（1）电力系统模型设计原则教学；

（2）系统等值电路计算教学；

（3）电力系统潮流分析教学；

（4）电力系统暂态分析教学；

3.9 电力系统继电保护教学：

（1）最大运行方式教学；

（2）最小运行方式教学；

（3）电容器继电保护整定原则教学；

（4）变压器继电保护整定原则教学；

（5）110kV输电线路继电保护整定原则教学；

（6）6kV输电线路继电保护整定原则教学；

（7）电动机继电保护整定原则教学。

四、实验台配套（供货时单台软硬件配置不低于以下数量）及技术性能参数指标：

4.1 实验操作台1台：

（1）实验台上应具有完整的一次线路模型，在模型上设有各种电量参数的测量点及故障点，学生可以进行各种故障模拟实验操作，能够验证相应继电保护的功能；

（2）实验台柜体结构坚固（钢板厚度2mm）；底部带有万向轮及固定装置；柜内带有两组（每组4W）检修灯及行程开关。

4.2 实验故障模拟装置1台：

4.2.1主要功能

（1）可对各种继电器及微机保护进行测试及检定；

（2）电压、电流、相位均为高精度、高稳定度标准信号输出，软件闭环；

（3）电压、电流、相位的调节，可同时针对三相或任意一相进行；

（4）三相电压之间、各相电压和电流之间的相位均可360°调节；

（5）三相四线/三相三线，正相序/逆相序四种状态可任意组合输出；

（6）可以根据实际的实验需要任意设置相关电参量的幅值和角度，共计二十多种电参数，所有的电参量均为独立通道：电参量包括两组电压和两组电流：

1）第一组独立电压输出：UA1幅值和角度输出、UB1幅值和角度输出、UC1幅值和角度输出，共计6种；

2）第二组独立电压输出：UA2幅值和角度输出、UB2幅值和角度输出、UC2幅值和角度输出，共计6种；

3）第一组独立电流输出：IA1幅值和角度输出、IB1幅值和角度输出、IC1幅值和角度输出，共计6种；

4）第二组独立电流输出：IA2幅值和角度输出、IB2幅值和角度输出、IC2幅值和角度输出，共计6种。

（7）电压、电流、功率因数设有常用试验点，一键到位，操作起来方便快捷；

（8）具有即点即输功能，极大地简化了操作流程；

（9）配有一套上位机通讯软件（能够跟实验台中人机界面进行通讯），通过上位机进行设置和修改操作，通讯协议开放。；

（10）当电压短路、电流开路或接线错误时，可自动停止输出并伴有声光报警。

4.2.2主要技术指标参数

（1）采用工业级标准，可输出6路电压6路电流信号；

（2）交流电压输出：量程：6*125V调节范围：(0-120)%RG 调节细度：0.01%RG 准确度：0.2%RG稳定度：≤0.02%/2min 输出负载：每相20VA 失真度：≤0.3%（非容性负载）；

（3）交流电流输出：量程：6*25A 调节范围:(0～120)%RG 调节细度:0.01%RG 准确度：0.2%RG稳定度：≤0.02%/2min 输出负载：每相20VA、失真度：≤0.3%（非容性负载）；

（4）相位调节：0°～359.99°、调节细度：0.02°、准确度：0.1°；

（5）配置有232通讯接口，可通过232接口对故障模拟源进行操作。

4.2.3该装置能够与实验台中的人机界面进行通讯交互，所有实验内容都可在人机界面中选择，便于学生完成实验项目，提供至少可以开展变压器保护实验、110kV输电线路保护实验、6kV输电线路保护实验、电容器保护实验、电动机保护实验、备用电源自动投入实验、继电保护整定教学实验等实验内容。

4.3微机综合保护装置（采用工业现场标准）1台：

（1）为了便于学生实验操作且占用操作面板少，装置要求采用一体化设计方式，即在装置上电后，学生可根据实验要求选择所需要的保护类型；装置具有微机变压器保护、微机线路保护、微机电容器保护、微机电动机保护、微机电容器保护、微机备自投等几大类功能；

（2）微机保护动作逻辑以图形化的方式实时直观的展示出来，便于学生对动作过程的学习研究；

（3）测量精度：电流、电压0.2级；有功、无功0.5级；遥信分辨率1ms；

（4）电流元件：动作电流0.1～20In、级差0.01A、误差＜5%；

（5）电压元件：动作电压0.5-120V、级差0.1V、误差＜5%；

（6）方向元件：动作范围-90°～30°（相间保护）、误差＜5°（接地保护）；

（7）频率元件：动作范围45Hz～55Hz、滑差闭锁范围0.5Hz～5Hz/S、级差0.01Hz；

（8）时间元件：工作范围0～99.99S、级差0.01S、误差10ms；

（9）安全与电磁兼容：抗静电接触放电试验GB/T14598.14规定的严酷等级Ⅳ级试验、浪涌干扰试验IEC61000-4-5标准Ⅳ级，开路试验电压4kV的试验、快速瞬变干扰试验GB/T14598.10规定的严酷等级Ⅳ级试验、电磁场干扰试验GB/T14598.9规定的严酷等级Ⅳ级幅射试验；

（10）具有RS485总线串行通信口，集成NARI LFP、MODBUS标准通信规约；

（11）具有双以太网通信接口，支持网络LFP、网络103、MODBUS TCP通信规约。

4.4实验台具有的计量仪表部分：

（1）交流电流表1块 数字式、AC220V电源、量程AC 0-15A；

（2）直流电压表1块 数字式、AC220V电源、量程DC 0-150V；

（3）交流电压表1块 数字式、AC220V电源、量程AC 0-150V；

（4）直流电流表1块 指针式、量程DC 0-5A；

（5）直流电流表1块 指针式、量程DC 0-200mA；

（6）电秒表1块 数字式、量程1--9999ms、触发方式可调。

4.5实验台常规保护部分：

（1）电磁型电流继电器2只 规格：DL-31、6A/2A；

（2）电磁型电压继电器1只 规格：DY-32、15V-60V；

（3）电磁型中间继电器1只 规格：DZY-201X、DC24V；

（4）电磁型时间继电器1只 规格：DS-32/2、DC24V；

（5）电磁型信号继电器1只 规格：DX-31B、DC24V；

（6）电磁型闪光继电器1只 规格：JX-4C、DC24V；

（7）电磁型冲击继电器1只 规格：JC-17、DC48V；

（8）电磁型负序电压继电器1只 规格：DY-4、173V。

4.6实验台具有的采集单元：

（1）可控故障源电压、电流输出单元 1套；

（2）开关状态采集单元 1套；

（3）保护交流采样输入 1套；

（4）开关控制回路单元 1套；

（5）保护装置开入信号单元 1套；

（6）保护装置开出信号单元 1套；

（7）PT/CT二次输出单元 1套。

4.7电气控制回路1套：至少包含操作按钮、指标灯、光字牌、蜂鸣器等。>

4.8可编程控制器（PLC）1台。

4.9电 阻：（1）48Ω-200W 1块；（2）480Ω-2000W 1块。

4.10开关电源：输入AC220V、输出DC24V/DC48V、功率150W。

4.11人机界面及配套的运行软件

4.11.1人机界面1套：采用10.1" 800×480 TFT LCD，LED背光,彩色可触模屏；

4.11.2人机界面配套实验操作软件（含动态实验教学功能）1套：

（1）学生可以通过人机界面操作软件选择所需要的实验内容，所有实验项目都带有动态教学功能；

（2）实验台开放软件的通讯接口，提供通讯协议，使学生能够依据通讯协议和通讯接口，实现学生可自主编程的功能。

4.12配套桌面端软件1套：软件运行在Windows环境下，鉴于继电保护的相关定值整定需要在电力系统分析计算的数据下开展，桌面端软件应具有电力系统稳态分析、电力系统暂态分析等教学模块，学生可以对电力系统相关设备进行自主选型，系统会自动校对并对不合理的选型参数进行提示，同时，软件会根据选型参数，自动计算稳态和暂态的相关数据，不仅可以强化学生对电力系统分析基础知识的掌握，还可以为学生继电保护定值整定提供依据。

4.13实验导线1包：满足所有实验接线的要求；

4.14实验指导书1套：提供相配套的实验指导书；