电力系统继电保护实验室设备是高校教学、科研的重要基地,是培养学生实践能力、动手能力、创新意识的课堂,高校实验室建设直接关系着高校人才培养质量。因此,应该重视和规范实验室建设,尤其新建专业课实验室面临种种挑战,更应该找准定位、努力探索,建设出理念先进、方法先进、教学实用型的实验室。电气工程及其自动化专业是院校新发展的专业方向。学校在积极引进电气专业人才的同时,也在加大实验教学资源投入,加快实验室建设步伐。从电力系统继电保护与自动化综合实验室建设思路、建设目标、电力系统继电保护实验室、电力自动化实验室建设的内容及在建设过程中需要注意事项几个方面进行探讨,对实验室建设进行了规划,提出建立电力系统继电保护与自动化综合实验室的方案。电力系统继电保护课程是电气专业的重要的专业课程,课程内容综合性、理论与实际联系性强,与电气专业的其他课程,如电力系统分析、电机学、自动装置等联系紧密。为了使学生轻松掌握电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法、电力系统分析等问题,电力系统继电保护实验教学环节需要引起授课教师的高度重视。通过综合考虑电气工程及自动化本科教学的要求及最优化利用教学资源的要求,顺应继电保护技术的发展趋势,并考虑到林业大学电气专业的方向和特点,本文提出建立电力系统继电保护与自动化综合实验室的方案,而不是建设电力继电保护单项实验室,并讨论了实验室的建设思路和注意事项,争取使北京林业大学在新办专业上获得后发优势。一、建设思路电力系统继电保护与自动化综合实验室作为综合性实践教学平台,应该坚持走教学与科研相结合的道路,以实践教学为导向,以科研提升教学,满足本专业多门课的实践教学需求。1.以实践教学为导向电力系统继电保护与自动化综合实验室的主要功能是实践教学,为学生提供课内工程实践和课外科技创新活动实训环境,以达到培养应用创新型人才为目标。通过实验室建设,学生能够提高工程实践能力,调动学习的积极性。为培养有较强创新精神和实践能力的高素质应用型高级专门人才提供稳固的发展平台。2.以科研提升教学利用门类齐全、设备先进的综合条件,为电气专业师生提供科学研究和技术开发的良好场所;与此同时,根据实践教学的需要,及时将有关科研成果转化为实践教学项目。3.满足本专业多门课程的实践教学需求从电力系统的继电保护发展来看,随着通信和网络技术的发展,继电保护与自动化融和的越来越紧密,综合自动化成为未来发展的趋势。从学生培养来讲,建立继电保护与自动化的综合实验室符合教育部“加强基础、淡化专业、拓宽知识面、注重工程实践”的教学指导思想,有利于学生建立各门专业课程的联系。建立综合性实验室与建设专用的继电保护实验室相比还有利于优化配置教学资源,避免重复投资。二、建设目标按照学校本科培养计划及电气行业现代化建设人才培养的需要,结合电力系统工业现场运行实际情况和林业行业电气专业特点,电力系统继电保护与自动化综合实验室的建设应注意四个方面的问题。1.重点放在本科基本教学内容上适用于电气工程专业本科课堂教学环节的需求、课程设计的需求、毕业设计需求等;对于林业行业电气而言,所培养的学生应该在供配电领域有更为扎实的理论基础和实践能力。2.电力系统继电保护实验设备满足培养研究生及教师科研工作的需求特别是电力系统行业背景下,相关的科研课题的研究应该能在实验室开展或提供一定的条件,如工厂电网继电保护设计、企业配电自动化等。3.实验教学资源共享资源共享是现代高校实验室建设的必然趋势。“电力系统继电保护”课程与“电力系统自动化”、“发电厂电气部分”、“变电站综合自动化技术”等课程性质相近,内容设置有交叉重合的部分。在实验室的建设过程中,为避免重复建设的情况,应该共同组建电力系统继电保护与自动化综合实验室以节省资源。4.力争实验室开放电力系统继电保护实验室对学生开放,为学生提供实践学习条件是教育教学改革的重要内容。实验室开放工作应贯彻形式多样、讲究实效的原则。在实验室开放的教学时间、过程、形式、内容、方法上,对不同程度的学生要区别对待,积极创造学生进行实验活动的环境;以学生为主体,以教师启发指导教学为辅助,激发学生学习的主动性和积极性,促进学生全面发展。三、实验内容建设1.电力系统继电保护实验设备的引进根据院校电气专业培养方案的要求,电力系统继电保护与自动化综合实验室的实验设备需采用工业级产品,它与教学紧密结合,使学生通过对工业实际产品的学习,了解电力系统的最新进展与发展动态,从而具有较强的电气设备安装、调试能力和电力工程技术管理的基本能力,具有较强的电厂、变电站、供配电系统现场事故分析及处理的能力,使理论教学与工业现场相结合,达到实践教学的目的。依照电力系统继电保护与自动化综合实验室的建设思路及建设目标,实验室应该采购电力系统继电保护原理实验装置、电力系统微机继电保护及其综合自动化实验设备。电力系统继电保护实验室、电力自动化实验室结构及其主要技术特点应满足:结构合理性、实验的真实性、安全可靠性、技术先进性、电气一次部分、监控部分具有拓展性,预留拓展接口。电力系统继电保护实验室、电力自动化实验装置及功能。2.实验内容的建设实验教学内容应体现先进性、实用性,创新性。在实验教学内容的选择过程中,淘汰落后的实验内容,例如:晶体管保护、集成电路型保护。加入一些新的综合性、设计性的实验。在教学方法中,针对传统的教学方式:任课教师选定实验,实验人员准备实验,教师讲解,学生照作,面对学生自己思考和亲自动手的能力大大降低的情况,可以积极组织学生课间进行讨论,挖掘学生感兴趣的实验内容,通过学生感兴趣的实验再引出其它的知识链,以培养学生的学习兴趣。应该开展的实验项目有:继电器特性实验、继电器线路保护实验、电气二次控制回路实验、变压器保护实验、继电器保护与自动装置综合实验、微机线路保护实验、同步发电机及自动装置实验、输电线路微机保护实验、工厂变微机备自投保护实验、工厂变微机线路保护、电力系统分析实验、电力监控自动化系统实验等。四、建设注意事项1.总体规划,分步骤实施电力系统继电保护与自动化综合实验室属于专业课实验室,它的建设不应该是一次性的,应根据教学要求,结合理论与实践的不断发展规划建设,可采取“总体规划,分步骤实施”。该实验装置的电气一次部分、监控部分预留拓展接口,为今后分步骤实施创造条件。五、配置方案

DB-DL01电力自动化及继电保护实验装置

一、概述DB-DL01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。电力自动化及继电保护实验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.开放性强　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。三、技术性能1.输入电源：三相四线　V±10%　50Hz2.工作环境：温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）海拔＜m3.装置容量：＜1.5kVA4.外形尺寸：cm×73cm×cm四、装置的配备及要求电力自动化及继电保护实验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。电力自动化及继电保护实验装置由控制屏、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1.电磁型电流继电器和电压继电器实验2.电磁型时间继电器实验3.信号继电器实验4.DZ、DZB、DZS系列中间继电器实验5.6～10kV线路过电流保护实验6.低电压启动过电流保护及过负荷保护实验7.BFY-12A晶体管负序电压继电器实验8.复合电压启动过电流保护实验9.冲击继电器实验10.重复动作手动复归中央信号装置实验11.重复动作自动复归中央音响信号装置实验12.具有灯光监视的断路器控制回路实验13.具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验14.闪光继电器构成的闪光装置实验15.装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验16.电流闭锁电压速断保护实验17.发电机过电压保护实验18.DH-3型三相一次重合闸装置实验19.自动重合闸前加速保护实验20.自动重合闸后加速保护实验21.BCH-2差动继电器特性实验22.单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验23.过流保护与三相自动重合闸装置综合实验与考核设计性实验———由学生根据实验题目自行设计线路﹑自拟步骤自行接线，完成对学生的实验考核24.低电压启动过电流保护与自动重合闸(后加速)综合实验与考核25.复合电压启动过电流保护与自动重合闸(后加速)综合实验与考核26.电流闭锁电压速断保护与自动重合闸(后加速)综合实验与考核27.过电压保护与自动重合闸(后加速)综合实验与考核28.三段式电流保护与自动重合闸(后加速)综合实验与考核29.过电流保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核30.低电压启动过电流保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核31.复合电压启动过电流保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核32.电流闭锁电压速断保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核33.过电压保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核34.三段式电流保护与自动重合闸(前加速)综合实验与考核35.变压器差动保护实验六、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。

DB-DL05电力系统综合自动化技能实训考核平台

一、概述:电力系统综合自动化技能实训考核装置由五部分组成：同步发电机组、机组控制柜、输电线路及监视保护屏、无穷大电力系统和阻抗负载。对发电厂中常用的自动装置、发电厂监控、电力系统运行、继电保护等教学内容进行操作、测试和试验。装置采用固定式结构。本实训平台适用于高校、中专、技校电力、电气、自动化类各专业相关课程的实训与实验，也可用于电力行业对从事发电人员的培训。二、特点：1、多功能一体化综合型实验装置，充分展示现代电能发电、并网、传输全过程。2、实验平台主要设备：实验台、控制柜、发电机组、三相可调负载等。3、控制柜包括三大部分：微机准同期装置、微机励磁装置、微机调速装置。4、可开展完整的电力实验内容：发电机组的起动与动转、同步发电机励磁控制、同步发电机准同期并列运行、系统稳定性实验、单机带负荷实验、系统并网实验等多达二十几类实验。5、微机装置人机交互界面采用大容量，高清晰的7吋彩色触摸屏，能实时显示系统的电压、电流、频率、无功等各项电气参数，全触摸屏参数设置与指令操作，人机友好互动，可菜单中文显示，图文并茂。6、微机装置采用DSP+CPLD高端芯片：为满足实验平台控制系统的需要，采用高性能、高精度工业控制32位定点DSP控制器，用软件实现数据处理，功能更强大，算法更灵活，能够满足大计算量、运算速度高的要求；CPLD是一种复杂可编程逻辑器件，采用计算机辅助设计技术把设计生成的数据文件配置进芯片内部的静态数据存储器（SPAM）来完成，具有可重复编程性，可以灵活配置硬件逻辑电路，降低了PCB板的空间和复杂度，提高运行可靠性。将DSP+CPLD结合并应用于实验平台控制中，加以改进的控制算法和硬件结构，使整个控制系统达到快速性、精确性和稳定性的要求。7、人工智能与自适应PID控制：为实现发电机转速及输出电压的精确、平稳、安全的调节，消除控制过程中的振荡现象，本装置将常规PID控制器与自校正算法相结合并利用人工智能系统使其在系统状态变化的每一时刻自动调节PID参数，让控制过程时刻处于最优状态。8、模块化插接式控制器：核心控制器采用模块化插接式设计，主控单元、AD、DA、数字IO、显示等单元相互独立模块化，各模块通过总线进行连接，保证控制系统的可靠性、灵活性和可维护性。9、具有完善的人身保护功能三、实训项目1.原动机的起动与运转2.调速装置操作3.调速装置及原动机控制4.发电机机电特性5.发电机的空载特性曲线测试6.发电机的短路特性曲线测试7.发电机外特性及调整特性8.发电机零功率因数负载特性9.同步发电机励磁控制10.微机励磁装置基本操作11.不同α角（控制角）励磁电压波形观测12.同步发电机起励13.控制方式及其相互切换14.逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁15.伏赫限制16.欠励限制17.同步发电机强励18.调差特性19.过励限制20.准同期并列运行21.微机准同期装置基本操作22.自动准同期条件测试23.线性整步电压形成（相敏环节）测试24.导前时间整定及测量方法25.压差、频差和相差闭锁与整定26.手动准同期并网27.半自动准同期并网28.自动准同期并网29.单机----无穷大系统稳定运行方式30.单回路稳态对称运行31.双回路和单回路的稳态对称运行比较32.单回路稳态非全相运行33.单机带负荷34.独立系统特性35.投、切不同负荷36.单机甩负荷37.电力系统功率特性（功角）和功率极限（静态稳定性）38.无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定39.手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定40.微机自并励时，功率特性和功率极限的测定41.微机他励时，功率特性和功率极限的测定42.单回路、双回路输送功率与功角关系43.提高电力系统静态稳定性44.电力系统暂态稳定性45.短路类型对电力系统暂态稳定性的影响46.故障切除时间对暂态稳定的影响47.有无强励磁对暂态稳定性影响试验48.线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响49.同步发电机异步运行和再同步50.提高电力系统暂态稳定性的措施四、配置清单

12、工具(每个试验台必配)自己配

DB-DL02电力系统微机变压器保护实验装置

(以上为参考图,以实际为准)

一、概述电力系统微机变压器保护实验装置采用现代电力工程中广泛应用的微机变压器差动保护装置和后备保护装置，配以电源、三卷变压器、互感器、故障设置设置等模块。本装置主要完成保护装置特性测试、接线、整定、运行等方面的实训。可用于电力行业培训，也可用于高等院校、中专技校相关专业学生实训的考核。二、实训考核项目1.基本实训项目(1)系统正常运行及不平衡电流的测量(2)模拟变压器瓦斯保护(3)变压器的电流速断保护(4)微机变压器纵差动保护整定(5)变压器的二次谐波制动(6)变压器差动速断保护(7)三绕组变压器差动保护(8)Y/Y-12双绕组变压器差动保护(9)Y/△-11双绕组变压器差动保护(10)对比率制动特性的研究(11)双绕组变压器的过电流保护(12)三绕组变压器的过电流保护(13)变压器低电压起动过电流保护(14)变压器复合电压起动过电流保护(15)中性点直接接地运行变压器零序保护(16)部分中性点接地运行变压器零序保护(17)双绕组变压器的过负荷保护(18)三绕组组变压器的过负荷保护(19)二次回路接线(20)二次回路调试(21)保护计算整定(22)保护动作试验2.考核项目----根据题目自行设计﹑自拟步骤自行接线，完成考核(23)Y/△-11双绕组变压器过电流保护(24)Y/△-11双绕组变压器过负荷保护核(25)双绕组变压器保护综合(26)三绕组变压器保护综合(27)二次回路故障排除

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