TQXBZIII多功能繼電保護及變電站綜合自動化試驗培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)方案

1、 繼電器保護與變電站實驗室建設(shè)方案多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)方案多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)(188000元/套) 12套變電站信號控制系統(tǒng)(80000元/套) 2套變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)(80000元/套) 2套組成。一、實驗室建設(shè)目標1. 建立與當前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)的電力系統(tǒng)繼電保護綜合實訓(xùn)室，培養(yǎng)具有較高專業(yè)技能、能夠從事變電站及配電網(wǎng)運行、輸電配電操作與技術(shù)管理、工礦企業(yè)電氣運行等工作的高素質(zhì)技能型人才。2. 建成實驗、實踐、實訓(xùn)一體的綜合型實踐教學平臺，為工廠供電技術(shù)、工廠電氣控制技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)微機保護、電力系統(tǒng)遠動、變

2、電站綜合自動化等課程提供綜合性、開放性、研究性、設(shè)計性實驗，并提高學生的專業(yè)操作技能。3. 為電氣自動化技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及供用電技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學生的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計提供良好的研究設(shè)計平臺。4. 真實模擬現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成及運行，為學生進行專業(yè)技能訓(xùn)練提供實訓(xùn)平臺，并可培訓(xùn)和考核從事發(fā)電廠、變電站、電力系統(tǒng)第一線生產(chǎn)過程的操作、運行、維護、檢修和調(diào)試的現(xiàn)場技術(shù)工程人員。5. 為電氣工程、電力系統(tǒng)等方向的科學研究提供試驗平臺。二、實驗室的主要功能及特色優(yōu)勢擬建的電力系統(tǒng)繼電保護綜合實訓(xùn)室是結(jié)合最新的繼電保護、輸配電和變電站綜合自動化技術(shù)，采用現(xiàn)場實際的試驗方法，利用最新的實驗設(shè)備構(gòu)建而成。繼電

3、保護實驗室采用電力系統(tǒng)常用的數(shù)字式繼電保護試驗測試儀產(chǎn)生信號，靈活方便，而且可聯(lián)網(wǎng)組態(tài)現(xiàn)場真實的變電站、配電網(wǎng)絡(luò)，不但可以使學生對電力系統(tǒng)有一個整體的了解和形象化的概念，而且可以有針對性的對現(xiàn)場技術(shù)人員進行培訓(xùn)和考核。實驗室的特色優(yōu)勢如下：1. 實訓(xùn)功能多可進行各種常規(guī)繼電器的特性檢測操作實訓(xùn)、各種微機繼電保護裝置的檢測操作實訓(xùn)、電氣二次回路的接線操作實訓(xùn)；利用多套實驗培訓(xùn)系統(tǒng)可實現(xiàn)變電站綜合自動化實訓(xùn)功能。2. 實訓(xùn)效果好利用微機型繼電保護試驗測試儀作為測試信號源，符合電力系統(tǒng)繼電保護現(xiàn)場檢測的典型試驗方式，滿足對微機繼電保護裝置及繼電器的現(xiàn)場測試試驗要求，達到良好的實訓(xùn)效果。三、實驗室設(shè)備

4、構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護綜合實訓(xùn)室由12套“多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)”、2套“變電站信號控制系統(tǒng)”和2套“變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)”組成。（一）多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)包含如下主要設(shè)備：1. 常規(guī)繼電器組包括DL-31型電流繼電器、DY-36型電壓繼電器、LCD-4差動繼電器、LG-11型功率方向繼電器、LZ-21型阻抗繼電器、DS-32時間繼電器、DZY-202中間繼電器、JC-2沖擊繼電器、JX-3/1閃光繼電器、JCH-4A重合閘繼電器等多個常規(guī)保護繼電器。為了方便實驗接線，每個繼電器的模擬量輸入端子（電流或

5、電壓）、動作觸點（常開或常閉）已引到實驗臺面板上。各繼電器可單獨使用，也可根據(jù)需要通過接線將多個繼電器配合使用，如構(gòu)成成組常規(guī)保護。2. TQWB-IV多功能實驗裝置TQWB-IV多功能微機保護實驗裝置是一種具有多種成組微機繼電保護功能的裝置，通過菜單選擇，可實現(xiàn)10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置、110kV線路成組微機保護測控裝置、變壓器微機差動保護裝置、變壓器微機后備保護測控裝置、電容器微機保護測控裝置、電動機微機保護測控裝置等功能。3. TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀利用TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀，可手動或自動測試各種常規(guī)繼電器的動作特性，也可對微機保護裝

6、置或自動裝置進行測試及保護動作分析。4二次回路控制模組：包括多向開關(guān)、斷路器操作回路、紅綠指示燈、分合閘按鈕等組成。5實驗臺體以上1-4項均嵌在實驗臺體上，并包含電力系統(tǒng)一次模擬圖、電源和完善的人身安全防護措施。電力系統(tǒng)一次模擬圖面板上包含一次系統(tǒng)模型圖、轉(zhuǎn)換開關(guān)、斷路器分合閘控制信號插孔、斷路器輔助觸點信號插孔及保護安裝處的電流電壓互感器二次側(cè)信號插孔及短路按鈕等。常規(guī)繼電器和TQWB-IV多功能微機保護實驗裝置可直接從電力系統(tǒng)一次模擬圖面板上取信號進行成組繼電保護實驗。6. PC機及配套軟件PC機作為實驗操作控制主機，用于控制測試儀產(chǎn)生實驗信號。PC機上配套安裝如下軟件：1) 繼電保護特性

7、測試系統(tǒng)軟件用于控制微機型繼電保護試驗測試儀發(fā)出信號，測試各種繼電器的動作特性。2) 電力網(wǎng)信號源綜合控制系統(tǒng)軟件可靈活組態(tài)各種結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)可視化電力系統(tǒng)潮流分析、短路計算。既可單獨作為潮流分析、短路分析軟件使用，還可通過接口程序，將網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點電壓、各線路電流信號下載到微機型繼電保護試驗測試儀中，實時輸出電網(wǎng)的潮流或故障信號。（二）變電站信號控制系統(tǒng)由變電站信號控制主機組成，控制主機上安裝“電力網(wǎng)信號源綜合仿真系統(tǒng)軟件”，并與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀構(gòu)成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用信號源控制主機設(shè)置變電站模型，控制多

8、臺微機型繼電保護試驗測試儀發(fā)出信號，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當模擬變電站正常運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站潮流計算，控制主機將計算出的潮流信號通過網(wǎng)絡(luò)通信同步下載到多臺測試儀中，由信號源系統(tǒng)產(chǎn)生模擬量和各種開關(guān)量給保護測控系統(tǒng)；當模擬系統(tǒng)故障運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進行變電站故障運算，控制主機將計算出的故障信號同步下載到信號源系統(tǒng)中，提供給保護測控系統(tǒng)。（三）變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)為了更好地滿足多用戶的需求，同時方便實驗教學，變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的TQWB-IV多功能微機保護實驗裝置通信，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、運

9、行監(jiān)控及保護裝置的定值管理和信息處理等功能。四、系統(tǒng)功能與方案（一）常規(guī)繼電器特性測試操作實訓(xùn) 使用設(shè)備：每組學員使用1套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng) 可同時提供實驗組數(shù)：可適用于12組學員（每組23人效果最好）同時進行實驗、實訓(xùn)操作。 實驗操作：利用實驗臺體的微機型繼電保護試驗測試儀對各種常規(guī)繼電器的特性進行檢測操作考核及實訓(xùn)。 實訓(xùn)效果：通過實訓(xùn)，可培訓(xùn)學員的繼電保護現(xiàn)場測試操作技能。 實訓(xùn)項目：1. 常規(guī)電流繼電器特性測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測電流繼電器的動作電流、返回電流、返回系數(shù)及動作時間測試。2. 常規(guī)電壓繼電器特性測試操作實訓(xùn)利用微機型

10、繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測電壓繼電器的動作電壓、返回電壓、返回系數(shù)及動作時間測試。3. 常規(guī)功率方向繼電器特性測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測功率繼電器的動作范圍、最大靈敏角、角度特性、伏安特性。4. 常規(guī)阻抗繼電器特性測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測阻抗繼電器的動作特性、最大靈敏角、記憶作用。5. 常規(guī)差動繼電器特性測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測差動繼電器的比率制動特性。6時間繼電器時間精度測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測繼電器的動作時間，可將時間精度精確到毫秒級。7閃光繼電器的動作測試操作實訓(xùn)8

11、沖擊繼電器動作測試操作實訓(xùn)9一次重合閘繼電器動作測試操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀手動或自動檢測重合閘繼電器動作特性和重合時間精度。（二）微機保護測控裝置的檢測操作實訓(xùn) 使用設(shè)備：每組學員使用1套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng) 可同時提供實驗組數(shù)：可適用于12組學員（每組23人效果最好）同時進行實驗、實訓(xùn)操作。 實驗操作：利用實驗臺體的微機型繼電保護試驗測試儀對實驗臺體內(nèi)嵌的TQWB-IV多功能實驗裝置的各種功能進行檢測操作考核及實訓(xùn)。 實訓(xùn)效果：通過實訓(xùn)，可培訓(xùn)學員的微機保護裝置檢測操作技能。 實訓(xùn)項目：1. 10kV-35kV微機饋線保護裝置的檢測操作實訓(xùn) 利用微機型繼

12、電保護試驗測試儀檢測10kV饋線保護裝置中的三段電流保護的動作電流、動作時間精度，反時限電流保護動作精度。利用微機型繼電保護試驗測試儀特有的動作序列及錄波功能，可檢測10kV饋線保護裝置的電流保護、一次重合閘、后加速保護等綜合配合檢測實驗。 2. 110kV微機饋線保護裝置的檢測操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀檢測110kV保護裝置中的三段接地距離、三段相間距離保護和零序電流保護的動作范圍和動作時間精度。利用微機型繼電保護試驗測試儀特有的動作序列及錄波功能，可檢測110kV線路保護裝置的距離保護、零序電流保護、一次重合閘、后加速保護等綜合配合檢測實驗。3. 微機型變壓器差動保護裝置的檢測操

13、作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀檢測變壓器差動保護裝置中的差動速斷保護的精度、比率制動差動保護的制動特性曲線。4. 微機型變壓器后備保護裝置的檢測操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀檢測變壓器后備保護裝置中的低電壓啟動過電流、復(fù)合電壓啟動過電流保護、過負荷保護的動作定值精度、動作時間精度。5. 電容器微機保護裝置的檢測操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀檢測電容器微機保護裝置電流保護、過電壓保護、母線失壓保護等保護功能的動作定值精度、動作時間精度。6. 電動機微機保護裝置的檢測操作實訓(xùn)利用微機型繼電保護試驗測試儀檢測電動機微機保護裝置電流保護、負序過流保護、不平衡保護、堵轉(zhuǎn)保護、起動時間過長

14、等保護功能的動作定值精度、動作時間精度。（三）微機繼電保護實驗 使用設(shè)備：每組學員使用1套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng) 可同時提供實驗組數(shù)：可適用于12組學員（每組23人效果最好）同時進行實驗、實訓(xùn)操作。 實驗操作：利用電力網(wǎng)信號源綜合控制系統(tǒng)軟件進行組態(tài)，靈活構(gòu)建一次系統(tǒng)模型，并控制微機型繼電保護試驗測試儀發(fā)出正常運行及各種故障情況下的電壓、電流信號，利用TQWB-IV多功能實驗裝置模擬各種成組微機保護裝置，進行成套微機繼電保護實驗。可用于進行繼電保護原理和技術(shù)考核。 實訓(xùn)效果：通過實訓(xùn)，可使學員掌握微機繼電保護裝置的整定值設(shè)定、整定計算方法。 實訓(xùn)項目：1. 10kV-35

15、kV微機饋線保護綜合實驗包括帶方向三段電流保護、反時限電流保護、三相一次重合閘、(前)后加速保護、零序電壓保護等實驗。2. 110kV微機饋線保護綜合實驗包括三段接地距離、三段相間距離保護、零序電流保護、三相一次重合閘、后加速保護等實驗。3. 變壓器保護綜合實驗包括變壓器差動速斷保護、比率制動差動保護、過電流保護、低電壓起動過電流保護、復(fù)合電壓起動過電流保護、零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護等實驗功能。4. 電容器保護綜合實驗包括限時電流速斷保護、過電流保護、過電壓保護、母線失壓保護等實驗。5. 電動機保護綜合實驗包括過電流保護、不平衡保護、接地保護、堵轉(zhuǎn)保護、起動時間過長保護、低電壓保

16、護、斷相、過熱等保護實驗。（四）電氣二次回路接線實訓(xùn) 使用設(shè)備：每組學員使用1套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng) 可同時提供實驗組數(shù)：可適用于12組學員（每組23人效果最好）同時進行實驗、實訓(xùn)操作。 實驗操作：利用實驗臺體的二次回路控制模組及常規(guī)繼電器構(gòu)成實驗電路，利用微機型繼電保護試驗測試儀產(chǎn)生實驗信號進行操作實訓(xùn)。 實訓(xùn)效果：通過實訓(xùn)，可培訓(xùn)學員的電氣二次接線操作技能。 實訓(xùn)項目：1. 具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路的接線實訓(xùn)2. 帶防跳回路的斷路器控制回路接的線實訓(xùn)3. 閃光繼電器構(gòu)成的中央信號回路的接線實訓(xùn)4. 沖擊繼電器構(gòu)成的中央音響信號的接線實訓(xùn)（五）變電站綜合自動化操作

17、實訓(xùn)及實驗 使用設(shè)備：每組學員使用4-6套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng) 可同時提供實驗組數(shù)：可適用于2-3組學員同時進行實驗、實訓(xùn)操作。 實驗方案：利用多套多功能微機保護與變電站綜合自動化實驗培訓(xùn)系統(tǒng)可進行變電站綜合自動化操作實訓(xùn)及實驗。本系統(tǒng)具有強大的組態(tài)功能和良好的開放性，可以根據(jù)實驗設(shè)備的數(shù)量靈活組態(tài)任意結(jié)構(gòu)的變電站進行實驗。以6套設(shè)備組成的某一種變電站系統(tǒng)為例說明實驗方案的組成。圖1為一個35kV變電站，變電站的35kV進線、變壓器、2回10kV出線及電容器的電壓、電流信號分別用6臺測試儀模擬產(chǎn)生，35kV線路保護、變壓器保護、10kV出線保護及電容器保護分別用6臺TQ

18、WB-IV多功能微機保護實驗裝置實現(xiàn)，通過菜單選擇將各裝置配置為不同的保護功能。圖1 變電站自動化綜合實驗構(gòu)成示意圖變電站系統(tǒng)綜合聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，具體包括兩部分：1) 變電站綜合自動化通信網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控平臺利用6套實訓(xùn)系統(tǒng)中的TQWB-IV多功能微機保護實驗裝置組成變電站綜合自動化通信網(wǎng)絡(luò)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，即采用1臺變電站綜自監(jiān)控管理服務(wù)器和2臺從機實現(xiàn)多用戶同時監(jiān)控。圖2 綜合聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖變電站綜合自動化監(jiān)控軟界面示意圖如圖3。（僅為示意，可根據(jù)真實的變電站結(jié)構(gòu)靈活組態(tài)）圖3 變電站自動化后臺監(jiān)控界面2) 變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)及控制平臺6套實驗系統(tǒng)中的TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀組成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，并采用信號控制主機實現(xiàn)變