VSDLZ-02A型电力自动化及继电保护实验装置


 

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一、概 述

“VSDLZ-01A型电力自动化及继电保护实验装置”是综合了目前高等院校《继电保护》、《电气设备》、《自动装置》、《工厂供电》、《电力系统微机保护》等多门专业课程中的教学内容，结合生产实际应用和发展，设计开发的新颖实验装置。它能对发电厂、变电所及工厂中常用的继电保护、电气二次控制回路及自动装置等教学内容进行操作实验，能以真实直观的实验教学形式对学生进行专业技能训练。本装置的优点是设备器件利用率高，实验教学系统性强，占用实验场地少，性价比高等优点。
装置采用挂件式结构，可根据实验内容进行组合，安装使用方便。实验仪表精度高，具有数字化、智能化及人机对话等功能，用户根据需要进行选择。装置对控制屏及测量部件所涉及的电源、仪器仪表等均采取可靠的保护，同时还设置了可靠的人身安全保护体系，避免因学生在实验中的误操作而造成实验系统的损坏和人身伤害。
二、特 点
1、综合性强：综合了目前国内各类院校中《电力自动化》及《继电保护》等课程的实验项目。
2、适应性强：能满足各类院校《电力自动化》和《继电保护》相关课程的实验教学要求，实验的深度与广度可根据实际需要作灵活调整。本装置采用组件式挂箱结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实验，只需添加部件即可，永不淘汰。
3、整套性强：该装置从仪器仪表、专用电源、继电器及其它实验部件到实验连接专用导线等均配套齐全，所提供部件的性能、规格等均能满足实验的需要。
4、直观性强：各实验挂件采用分隔结构形式，组件面板示意、图线分明，各挂件任务明确、操作、维护方便。
5、科学性强：装置占地面积较少，节约了实验用房，减少基建投资；配套的继电器及其设备均采用电力系统自动化及继电保护装置中实际应用的现场设备，真实性强，并均经特殊设计。装置外形整齐美观，能改善实验环境；电力自动化及继电保护实验内容丰富，设计合理，除了加深理论知识外，还为学生走向社会，从事发电厂、变电所、工矿企业的供配电工作，继电保护系统的设计、安装、调试、检修等，打下良好的基础。测量仪表采用数字式、智能化及人机对话等相结合，能满足实验教学的需要，使实现装置测量手段的现代化；设有定时器报警记录仪（服务管理器），为学生实验技能的考核提供了一个统一的标准。
6、安全性强：控制屏供电隔离（浮地设计），并设有内、外电压型漏电保护装置，确保操作者的安全；各电源输出均有监视及短路保护等功能，使用方便；各测量仪表均有保护功能。整套装置经过精心设计，加上可靠的元器件质量及可靠工艺作为保障，产品性能优良。所有这些功能均为开放性实验创造了条件，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。
7、开放性强：提供RE-8000智能变配电监控系统应用软件运行环境。提供103、104规约代码，便于教师、学生二次开发新程序。
三、技术性能
1、输入电源：三相四线　380V±10%　50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）  海拔＜4000m
3、装置容量：＜1.5kVA
4、外形尺寸：187cm×73cm×166cm
四、装置的配备
本装置将实验所需的交流电源、高压直流电源、交流测量仪表、直流测量仪表、电子秒表、各种规格的负载电阻及各种规格的继电器等有机地结合在一起，配套齐全。用户不需要购买任何配套设备，即可完成所有实验。本装置由控制屏、实验桌及实验组件等组成。采用不同的挂件组合即可完成不同的实验内容。
五、实验项目
(一）继电器特性实验
1）电磁型电流继电器实验
2）电磁型电压继电器实验
3）电磁型时间继电器实验
4）信号继电器实验
5）中间继电器实验
6）负序电压继电器实验
7）冲击继电器特性实验
8）差动继电器特性实验
9）整流型方向阻抗继电器特性实验
10）反时限过流继电器特性实验
(二）继电保护实验及综合实验
1）6-10KV线路过电流保护实验
2）低电压起动过电流保护及过负荷保护实验
3）复合电压起动过电流保护实验
4）电流闭锁电压速断保护实验
5）发电机过电压保护实验
6）单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
7）功率方向过流保护实验
8）双绕组变压器差动保护实验
9）三绕组变压器差动保护实验
10）距离保护及阶段式方向距离保护整定实验
11）模拟系统正常、*大、*小运行方式实验
12）模拟系统三相短路、单相短路实验
13）反时限过流保护动作特性实验
14）反时限保护各变量关系特性实验
15）三段式电流保护实验
(三）电气二次控制回路实验
1）重复动作手动复归音响信号装置实验
2）重复动作自动复归音响信号装置实验
3）具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验
4）方向距离保护及二次控制回路实验
5）闪光继电器构成的闪光装置实验
6）装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验
7）方向距离保护及二次控制回路实验
8）自动装置实验
9）三相一次重合闸装置实验
10）自动重合闸前加速保护实验
11）自动重合闸后加速保护实验
12）备用电源自动投入实验
(四）微机线路、变压器保护实验
1）具有常规线路保护和微机保护两种功能
2）模拟系统*大、*小、正常运行方式实验
3）模拟系统短路运行方式实验
4）模拟系统短路保护动作情况实验
5）低电压闭锁电流保护装置的动作实验
6）电流速断保护灵敏度检查实验
7）微机带时限电流速断保护实验
8）微机阶段式过流保护实验
9）过负荷保护实验
10）低电压闭锁速断保护灵敏度检查实验
11）*大、正常、*小运行方式对保护灵敏度影响实验
12）零序电流保护实验
13）模拟变压器短路实验
14）微机保护的动作参数整定实验
15）模拟变压器的过流保护实验
(五）微机保护装置开发设计性实验（设计性、综合性实验，可进行二次开发）
六、装置的安全保护体系
1、三相四线制电源输入后经隔离输出（浮地设计），总电源由三相钥匙开关控制，设有三相带灯熔断器作为断相指示。
2、控制屏电源由接触器通过起、停按钮进行控制。
3、屏上装有两套电压型漏电保护装置和一套电流型漏电保护装置，控制屏内、外或强电输出若有漏电现象，即告警并切断总电源，确保实验安全。
4、单、三相调压器输出处设有过流保护装置，相间、线间过电流或直接短路均能自动保护。
5、设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），对违章使用的次数进行记录，为学生实验技能的考核提供一个统一标准。
6、各种电源及各种仪表均有完善的保护功能。
七、配置清单

八、RE-8000变电站监控软件
1、概述
电力综合自动化监控系统支持基于多种通讯方式的分布式体系结构，采用对象化的设备描述方法，系统的描述由传统的面向远动的数据列表方式变为层次方式，对象层次可以任意嵌套，能够更直观更方便地反映电力系统的构成。 
2、监控系统的主要功能模块
数据采集处理SCADA 模块 
事件显示/打印/报警模块 
图形画面历史报表显示打印模块 
图形编辑器模块 
数据库定义模块 
报表编辑器模块 
规约管理器模块 
历史存档模块 
3、监控系统的特点      
1）嵌入式实时库与商用库MS SQL Server 的无缝连接方式，以实时库为核心，实时数据的读写完全从内存获得，系统实时数据库是层次半关系型结构，满足计算机监控系统对实时性的要求，数据及进程可动态迁移，保证系统负载的动态平衡，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。 
2）采用独特的网络事件驱动技术，在多种协议之上建立有用于网络消息传送的SoftBus信道，系统中各网络结点均可通过它传送和接收消息，从而扩充了Windows 事件驱动的技术，使系统在网络分布的形式下更好的遵守面向对象的设计思想，结构更加清晰。 
3）系统可根据不同的行政管理划分、地理位置信息、传输量及实时性要求，提供多种手段和方法构筑一个完善的分布式应用拓扑网络体系。 
4）采用组件对象模型的系统架构，其规范为IEC61970 IEC61968， 其中IEC61970为SCADA/EMS 组件架构标准基础是美国电科院的CCAPI IEC61968 ，为 DMS/LMS 配网电能计量负荷管理的组件架构标准，它们均是CORBA 在电力系统自动化领域的实现。上述优点是提供统一的应用接入标准，提供统一信息交换通道，即过去的SOFTBUS 技术，提供统一命令操作接口，优化分布式系统的效率。 
5）在与厂站或远方其他客户服务族互联时，支持多种标准网络通信协议，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墙Firewall 机制有效隔离广播风暴。 
6）软件开发是利用建立在ActiveX 基础上的32 位的软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新组态，保证了系统的可扩展性及可维护性。 
7）具有多种类型的规约库，包括部颁POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)规约等，可按透明半透明不透明方式进行规约转换或转发。 
8）系统具有远程维护系统调试软件更新故障排除等功能。 
9）基于SVG 图形标准的统一界面，SVG 图形标准被AUTOCAD IE 等支持各种ActiveX控件，能够将它嵌入到其它的应用中，可以通过Web 向Internet 发布界面，与应用系统无关，仅仅是工程画面操作界面的制作便于统一管理。 
10）在采用双网结构时不单纯完成双机热备用的目的还增加了平衡网络负载的功能，在进行扰动数据传输时此功能能更好地保证系统的实时性。 
11）提供一种功能强大直观的高级计算处理语言，它所计算处理的对象直接选自实时数据库，计算结果可带时标存入数据库，使用户能方便灵活地增加新功能，高级计算处理环境提供的语言主要包括加、减、乘、除、幂运算、三角函数、LOG 函数、逻辑运算、位操作、系统时钟条件判断、循环语句、自定义过程调用、返回语句、函数调用、数据库操作、用户定义变量等。 
12）数据库能在线生成、修改和扩充，所有数据按名称访问，数据读写与数据处理对象绑定，与数据驻存地无关。 
13）监控系统包含了变电站的一些高级应用软件模块：电压无功控制VQC 应用模块、故障录波显示分析应用模块、小电流接地选线应用模块、五防系统应用模块等各个应用模块。既可与监控系统一体化运行，也可自成系统单独运行。 
14）具有网络拓扑分析和动态着色功能，动态着色是根据电网拓扑监视出的设备状态信息，以不同的颜色直观地显示出电力系统各个设备的电气状态。 
4、主要功能 
4.1、数据采集及处理功能 ：按电气间隔分布配置或集中配置综合测控终端完成开关量模拟量脉冲量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。 
4.2、控制操作功能 ：控制各电气间隔的断路器、电动隔离刀闸的分闸/合闸操作，控制操作可由站级工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。 
4.3、防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能可以设计操作闭锁逻辑，达到防误操作。
4.4、报警及事件记录功能：将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE 、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理分类记录并处理。 
4 .5、历史记录功能：负责定期地将处理后的数据保留入历史库以供趋势分析统计计算之用。 
4.6、显示打印功能：支持多窗口分层显示各种接线图、地理图、系统图、曲线潮流图、事件列表、保护信息报表、三维棒图等，可人工自动或定时打印各种报表曲线事件等。 
4.7、 操作票系统功能：能生成预演执行管理及打印操作票 
4.8、保护设备管理功能：保护设备库管理、定值召唤及设置保护信息的处理等。 
4.9、故障录波分析功能：对系统采集的扰动数据处理保存并进行波形显示故障分析打印等 
4.10、 电压无功控制功能：按十五区图以手动或自动方式进行电压无功控制VQC 
4.11、小电流接地选线功能：发生小电流单相接地时系统自动报警并显示出接地的线路及相别 
4.12、系统自诊断与自恢复功能：系统会不断的进行自我诊断，如发生错误，会自行修复
4.13、远动功能：可以实现数据的上传及远方控制 
4.14、远程监视和维护功能：利用Modem 实现远程监视及维护 
4.15、OPC服务器功能：可以作为OPC服务器使用，实现数据的无界限共享 
5、主要技术指标 
5.1、系统*大容量 
遥测量2048 个 
遥信量4096 个 
遥控量256 个 
遥调量128 个 
电度量128 个 
5.2、测控精度 
5.2.1、模拟量测量准确度 
交流电流电压量0.2% 
直流电流电压量0.2% 
功率电度量 0.5% 
频率 0.02Hz 
5.2.2 脉冲输入量 
允许脉冲宽度10ms 
允许脉冲电平30V 
5.2.3 事故顺序记录 
记录分辨率 2ms 
5.2.4 遥控动作成功率 
遥控动作成功率100
5.3有实时数据的画面整幅调出响应时间 
画面调入2s 
数据刷新1s(可设定)  
5.4数据处理速度 
从数据采集到主站显示3s 
遥调命令传输时间2s(可设定) 
遥控命令选择执行或撤销传输时间1s(可设定) 
5.5数据通信 
5.5.1 站内通信 
以太网结构网络、ModBus-RTU
5.5.2远方转发      
主备信道自动切换 
速率300～64000 bPS 
5.6历史数据存档 
测量数据存档*小时间间隔为1Min 生存周期为2年
保护信息事件记录越限记录等生存周期为1年 
5.7系统可用率 
系统可用率 99.98% 
5.8平均无故障时间 
平均无故障时间(MTBF) 50000h 
5.9使用环境 
环境温度 间隔层设备-20℃～+60℃ 
相对湿度 32%
六、二次开发软件PGDev产品概况
1、软件简介
PGDev是PG系列低压保护开发平台的一个重要组成部分，属于平台的PC侧软件部分，用于保护装置软硬件属性配置和算法逻辑图的开发。
PGDev的主要完成如下三个方面的工作：
1）装置软件和硬件属性文件的创建、配置，编译生成供装置解析的软件和硬件配置文件；
2）保护算法功能逻辑图文件的创建、编辑，编译生成供装置解析的逻辑图文件；
3）将上面生成的文件下载到装置中，也可将装置中保存的文件上传到PC机中。
2、软件特点
PGDev将软硬件配置和逻辑图的编辑、编译、下载集成在一起，功能强大，使用方便。PGDev具有如下特点：
1）软件界面简洁友好，方便用户快速上手使用；
2）编辑功能，用户在编辑过程中可使用复制、剪切、粘贴等操作提高开发效率；
3）完善的排错功能，可快速检测出文件编辑中出现的错误，确保下载到装置中的文件的正确性；
4）可靠的通讯功能，可在装置和PC机间进行文件的可靠传输。
3、适用范围
PGDev必须跟平台的其他部分（硬件装置部分、装置侧软件部分）一起配合使用，单独使用本软件没有实用价值。
另外，PGDev是在Win32平台上开发的，所以请在Windows系列操作系统下运行本软件，如Windows 2000 或 Windows XP。