一、概述
    隨著計算機及通信技術的發展，電力系統自動化技術發生了深刻的變化，使之逐步從局部的、單一功能的自動化，向整體系統綜合自動化發展，并且從輸電網自動化向供配電網自動化延伸。繼電保護與供配電技術實驗系統正是基于將工業上的新技術引入到實踐教學中這一的目的而研發的新型系列實驗裝置。繼電保護與供配電技術實驗系統是參照目前高等院校《工廠供電》、《工廠供配電技術》等專業課程中的教學內容，注重工廠供配電技術的實用性，圍繞著工廠供配電系統的整體功能及相關實用技術，能以真實直觀的實驗教學形式對學生進行專業技能訓練。
二、特點
實用性強：繼電保護與供配電技術實驗系統取材于實際的工廠配電設計，再結合教材中的相關內容開發而成，由于它將理論應用于實際，因而具有一定的實用價值。
綜合性強：繼電保護與供配電技術實驗系統具有工廠供電相關的線路保護，變壓器保護，備投和無功補償等功能。
先進性：繼電保護與供配電技術實驗系統以計算機網絡為核心，采用分層，分布式控制方式，組建成集控制、保護、測量于一體的綜合自動化實驗平臺。
三、技術性能
輸入電源：三相四線（或三相五線）380±10%  50Hz
工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）　海拔＜4000m
微機保護：RS-485和以太網兩種通訊接口；標準MODBUS通訊協議； 微機保護裝置測量元件精度：刻度誤差：不大于1%；測量電流：0.2級；母線電壓：0.2級；輸出精度：0.2級；頻率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5級；通訊分辨率：不大于1ms。實訓系統由供配電系統主接線模擬屏、計量柜、控制柜、監控軟件等四部分構成。實訓系統能模擬中型工廠的供配電系統，采用控制屏結構，一次主接線印于鋁面板上。由35 kV，10kV，兩個不同的電壓等級構成 ，整個系統有兩路35kV進線，其中一路正常供電，另一路作為備用，通過備自投自動切換;35kV母線出線有兩路分支，一路送其他分廠，一路經總降變降壓為10kV母線的進線電源1供本地使用；為了保證供電可靠性，另加一路電源作為10kV母線的進線電源2。進線電源1和進線電源2互為暗備用，分別給10kVⅠ段母線和10kVⅡ段母線供電，兩者也可通過備自投自動切換。為了保證一次線路供電的可靠性，配置了微機備自投，微機線路和微機變壓器保護；為了保證高壓電動機的穩定運行，配置了高壓電動機保護；為了提高用電質量，配置了無功補償裝置；為了實現自動化控制，配置了PC機和PLC控制器，實現了整個系統的“四遙”功能。計量柜包括：三只指針式交流電壓表（精度1.0級，量程：0～500V）；三只指針式交流電流表（精度1.0級，量程：0～5A）；指針式三相有功功率表和三相無功功率表各一只；電子式有功無功組合電能表（1只）：測量電流：0.2級；母線電壓：0.2級；輸出精度：0.2級；頻率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5級；通訊分辨率：不大于1ms；三相智能采集模塊（1只）：測量精度：電流、電壓0.2％，其他電量0.5％；帶RS-485通信接口；數字式電秒表（1只）：測量范圍0.0001S-9999.9S，測量誤差≤±5×10-5×量程±1個尾數字，有連續和觸動兩種功能。適應空觸點或5V-250V正極性電信號。連續性手動復零，觸動性即可手動復零，也可隨測量信號自動復零。
采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進口器件，保證了裝置電氣設計上的高可靠性，產品通過了嚴格的型式試驗和電磁兼容測試，保證了產品在惡劣環境下的適應能力和可靠性。
針對35kV及以下主變壓器、配電系統饋線、電容器、電動機、變壓器和備自投等而設計。除了具有完善的保護功能外，還具有對設備的電氣量的測量功能及對設備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過現場總線將數據和信息傳送至上位機（監控、調度計算機），同時接受上位機的分、合閘等控制命令。
采用一體化型材機箱，安裝方便靈活，適用于固定式及混合式的柜型，也可集中組屏安裝。
具有多路開關量輸入和輸出，可根據用戶需求在標準版本上擴充開入和開出，所有的開入均為交直流兩用。
交直流兩用操作回路，自適應0.5～5A開關跳合閘電流；操作回路配置了防跳回路。
配置工業級寬溫型160×160點陣液晶，全中文操作菜單及事故報文顯示。
面板上顯示設備的實時信息，監視設備的運行工況，如：電流、電壓、功率，開關位置等等，并有完善的預告、告警功能。
具有故障錄波功能，可分別記錄保護啟動前、保護動作前各兩周波，保護啟動后、保護動作后各八個周波。
★裝置具有模擬產生標準4相電壓3相電流，方便地進行各種組合輸出進行各種類型保護試驗。每相電壓可設置200V，精度:誤差＜0.01V；電流三相可輸出200A，精度:誤差＜0.01A。相位范圍: 360?，精度:誤差＜0.1?； 分辨率: 0.01?。可模擬微機測控裝置在各運行工況下采樣值，如：停運、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態下自動切換所設定值，配合裝置正確投切一次設備。
具有 1 個標準的 RS485 通訊接口(Modbus RTU 通訊協議)，
兩路以太網通訊（IEC60870-5-103通訊規約）。
整機靜態功耗小于10W。
高抗干擾性，通過10項電磁兼容認證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。
四、實驗項目
1、工廠高壓線路的微機繼電保護實驗
（1）微機保護裝置認知實驗
(2) 無時限電流速斷保護實驗
(3) 帶時限電流速斷保護實驗
(4) 定時限過電流保護實驗
(5) 反時限過電流保護實驗
(6) 電流電壓連鎖保護實驗
(7) 單相接地保護實驗
(8) 階段式過電流保護與自動重合閘前加速實驗
(9) 階段式過電流保護與自動重合閘后加速實驗
2. 工廠供電系統的自動裝置實驗
(1) 備用電源自動投入裝置認知實驗
(2) 備用電源自動投入實驗
(3) 低壓減載實驗
(4) 無功補償裝置認知實驗
(5) 無功自動補償實驗
(6) 模擬工廠供電倒閘操作
3. 供電系統自動化實驗
(1) 線路故障定位，隔離和自動恢復供電
(2) 線路運行參數數據的檢測
(3) 線路無功控制實驗
(4) 線路電壓調整實驗
(5) 線路電壓/無功集成控制實驗
4、變壓器保護實驗
(1) 變壓器過電流保護
（2）變壓器過負荷保護
（3）變壓器電流速斷
（4）變壓器倒閘操作
5、母線實驗
（1）單母線倒閘操作
（2）雙母線倒閘操作
（3）母線縱差保護
6. SCADA實驗
（1）遙測、遙控、遙調、遙信實驗
（2）系統電量檢測與負荷曲線在線監測
（3）觸摸屏與智能儀表通訊組態實訓
五、設備配置清單

 
六、變電站監控軟件
1、概述
電力綜合自動化監控系統支持基于多種通訊方式的分布式體系結構，采用對象化的設備描述方法，系統的描述由傳統的面向遠動的數據列表方式變為層次方式，對象層次可以任意嵌套，能夠更直觀更方便地反映電力系統的構成。
采用跨平臺設計，支持多種操作系統：

采用 Mysql 為主數據庫， 按畫面管理、數據管理與在線運行的模塊設計：

2、 功能特性
1） 多國語言
◆ 支持多國語言顯示，中文簡體、 中文繁體與英文
◆ 支持多國語言動態切換， 多數模塊在切換語言后無須重啟軟件即可生效
2） 語音報警
◆ 支持媒體文件提示
◆ 支持 TTS 文字轉語音， 支持事件提示與五防操作提示
3） 圖元展示
◆ 支持多種顯示方式，餅狀圖、 柱狀圖、 儀表盤、 溫度計、 圖片與動畫等
◆ 支持一鍵將圖元數據推送顯示到曲線
◆ 支持所有類型圖元實現操作屬性配置
◆ 支持顯示公式計算值
◆ 支持智能關聯，數據庫增加刪除數據后不影響已關聯圖元
◆ 支持通過設備管理顯示所有設備所有數據
4） 曲線展示
◆ 支持顯示實時曲線，顯示時段范圍 5 分鐘到 60 分鐘可選
◆ 支持顯示歷史曲線，顯示數據類型日月年最大最小平均值累計值等統計類可選
◆ 支持顯示大量數據，支持同一數據多個不同時段值同時對比顯示
◆ 支持將歷史曲線所顯示的數據導出到 excel 中
◆ 支持曲線坐標范圍根據數據數值自適應
◆ 支持用戶新增與編輯收藏曲線， 支持一鍵顯示用戶收藏曲線
5）報表展示
◆ 支持根據數據生成報表和通過圖元自定義報表
◆ 支持將報表數據導出到 excel 中
◆ 支持將報表數據顯示到曲線
6） 事件查詢
◆ 支持按設備查詢事件
◆ 支持用關鍵字搜索事件
◆ 支持以事件類型檢索事件
◆ 支持將事件導出到 excel 中
◆ 支持事件逐條確認與全部確認
◆ 支持事件標注高亮顯示
7） 五防閉鎖
◆ 支持自定義五防邏輯，支持遙信遙測及公式作為邏輯閉鎖條件
◆ 支持多種運行模式，支持禁用五防閉鎖或嚴格五防閉鎖
◆ 支持五防開票與預演
◆ 支持五防操作語音提示
8） 定值操作
◆ 支持定值的讀取與修改
◆ 支持壓板讀取與修改
◆ 支持運行區號的讀取與修改
9） 設備接入
◆ 支持多種協議接入，南自 103、 標準 104、 自定義 Modbus、 GPS 對時規約等
◆ 支持自定義 Modbus 的配置
◆ 支持通過公式實現遙信合并與遙測數據統計
◆ 采用規約系數與變比分離設計
◆ 支持導入南思監控系統格式設備模板
◆ 支持與系統剪切板多行復制粘貼交互
10） 數據轉發
◆ 支持多種轉發協議
◆ 支持轉發協議遙控遙調
3、運行圖例
1） 畫面管理
 
2）數據管理

3）在線運行主接線圖
 
4）餅圖與棒圖

5）歷史曲線與實時曲線

6）儀表盤與年報

7）日報與月報
 
8）設備管理實時數據
 
9）設備管理實時曲線
  
10）設備管理歷史曲線
 
 
11）設備管理運行日志
 
12）日志查詢
 
 
 
15）運行日志窗口

16） 保護告警窗口
 
17）五防操作窗口
 
18）五防邏輯編程
 
七、配套資源
1、供配電倒閘操作仿真訓練教學軟件
 
軟件分為兩大部分，分別是送電操作和停電操作。送電操作和停電操作中各包括5個實訓項目，依次是主變送電與停電、廠變送電與停電、機組送電與停電、直流屏送電與停電、冬用變送電與停電，每個項目中又包括若干個項目進程。軟件采用三維可視化控制技術而制作，具有很強的情景性、過程性與互動性。
 
送電操作

 
停電操作

 
2、供配電系統綜合教學仿真軟件
一、系統設計依據
系統依據《電力安全生產模擬培訓系列教材》《國家電網輸變電工程工藝標準》標準，采用現代的可視技術和3D仿真技術而研制，以直觀、生動的仿真形式對變電、供配電工程工藝進行說明講解，以實現對工藝標準的深刻理解和掌握。
二、系統內容模塊

 
三、系統技術路線要求
在教學設計上，每個單元精心設計了認知、應用過程、糾錯等內容，在媒體設計上，以三維可視化編程技術為主，3ds Max制作動畫素材，以更好地實現情境性與過程性。以便操作者循序漸進地得到訓練。
本系統做到了認識與實踐相結合，實驗與實訓相結合，操作與指導相結合的方針，采用三維動畫技術，具有很強的職業性、情景性、過程性、智能性。
3、★配套供配電技術多媒體課件教學系統適應所有的教材，內容豐富并可隨意調取。合理地運用多媒體課件教學系統，可以很大程度上減輕老師講課的工作量。(包含以下內容):
模塊一  供配電技術基本知識（82頁）
模塊二  供配電設備的運行及管理（220頁）
模塊三  供配電系統的主接線圖（39頁）
模塊四  供配電線路的結構與敷設（104頁）
模塊五  電力變壓器的結構與運行（76頁）
模塊六  供配電系統的繼電保護（145頁）