KBE-2016电力系统自动化及继电保护实验装置

一、简介

电力系统自动化及继电保护实验装置是根据《电力系统继电保护原理》、《电力系统微机保护》、《发电厂电气》、《工厂供电》、《供配电技术》等专业课程的实验教学大纲，并结合电力系统的实际应用现状和最新技术而设计的继电保护实验设备。该实验系统采用三相调压器、移相器、单相调压器及真实的电阻器组等设备产生实验信号，可用于各种常规继电器特性测试、线路微机保护、变压器保护实验、距离保护实验、重合闸综合实验、常规继电器组成的线路保护等实验及电气二次控制回路等实验。多功能电力系统自动化及继电保护实验装置既可单套使用，还可多套组成复杂的线路进行继电保护综合实验。

二、系统主要构成

电力系统自动化及继电保护实验装置由以下几部分组成，如图1所示。

1、 一次回路部分

   1）变压器及单相可调电源

配置0.5KVA的单相调压器，可输出0-220V连续可调单相交流电压，并接有两台升流装置，可输出最大电流达20A。电源输出端具有高灵敏度互感器组成的电子线路一旦过流或发生短路自动切断电源，对实验模块进行保护。

2）三相交流电源

通过三相调压器和移相器分别输出0－220V连续可调交流电压，最大输出功率3kVA，并带有电流型漏电保护器和高灵敏度互感器组成的电子线路多重保护，一旦过流或发生短路自动切断电源，对调压器和移相器进行保护。带有一指针式交流电压表监视三相交流电压输出。

3）模拟输电线路单元

由A、B站保护线路组成。该模块主要是模拟发电厂和变电所的电气设备中的一次设备，主要有断路器、隔离器件、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路、负载等，并由这些设备按一定规律相互连接构成的单侧电源辐射式输电一次回路。带有两个切换开关，可分别进行运行方式切换（模拟最大、正常、最小运行），A站保护和B站保护切换，同时通过按钮可设置多种故障现象（三相短路故障、两相短路故障、单相接地故障等），并带有电流互感器和电压互感器，输出可接继电器和微机保护装置。

4）变压器保护实验单元

该模块主要是模拟变电站，是由多个组件构成的。模块上有两个变压器故障设置开关，可设置为变压器内部短路、变压器外部短路。

主要由三相调压器、移相器、单相调压器、电阻器、电压互感器、电流互感器等组成。

实验系统采用三相调压器、移相器产生可调的电压信号，利用单相调压器及真实的电抗器组产生电流信号。电压互感器和电流互感器将模拟一次设备的大电压、大电流信号转换为二次电压、电流信号，提供给继电保护装置使用。

2、二次回路测量和显示部分

1）交直流仪表及直流电源技术要求：

交流电压表：测量范围0-500V，仪表精度0.5级，并具有超量程保护功能。

交流电流表：测量范围0-20A，仪表精度0.5级，并具有超量程保护功能。

直流电压表：测量范围为0-300V，仪表精度0.5级，并具有超量程保护功能。

直流电流表：测量范围为0-2A，仪表精度0.5级，并具有超量程保护功能。

直流电源及母线：要求提供二次回路24V直流电源，带有过流保护及指示。提供控制小母线输出。

2）光示牌、电秒表、相位仪及信号指示1套。

3）万能转换开关：用于综合实验中更好的模拟现场控制。

3、 常规继电器部分及控制回路部分

实验系统中包括常规电流继电器、电压继电器、三相一次重合闸继电器、时间继电器、中间继电器、闪光继电器、冲击继电器、差动继电器、功率方向继电器和阻抗继电器等常规继电器。常规继电器既可单独使用，也可构成成组继电保护使用。

实验系统中包括控制及信号回路模块，用于对模拟断路器进行操作控制、信号报警和防跳。

4、 多功能微机保护装置

多功能微机保护装置是一种功能齐全的线路保护装置，该装置集保护，监视，控制，人机接口，通信等多种功能于一体。适用范围66KV、35KV、10KV、6KV、3KV等电压等级的测控保护。保护功能：速断保护、限时速断、过电流保护、重合闸、过负荷、零序过流、过电压、低电压、PT断线（告警）等功能。

5、 其他附件

在实验台上还安装有24V直流电源、带灯操作按键、指示灯、蜂鸣器等。

三、系统功能

（一）继电器特性实验

1. 常规电流继电器特性实验

2. 常规电压继电器特性实验

3. 常规功率方向继电器特性实验

4. 常规差动继电器特性实验

5. 常规方向阻抗继电器特性实验

（二）继电保护成组实验

1. 最大、最小及正常运行方式下电流保护实验

2. 电流速断保护实验

3. 电流速断保护与三相一次重合闸综合实验

4. 限时电流速断保护实验

5. 限时电流速断保护与三相一次重合闸综合实验

6. 过电流保护实验

7. 过电流保护与三相一次重合闸综合实验

8.电流电压联锁速断保护实验

9. 三相一次重合闸实验

10. 低电压起动的过电流保护实验

11. 电流电压联锁速断保护与三相一次重合闸综合实验

12. 常规变压器差动保护实验

（三）微机保护综合实验

1. 最大、最小及正常运行方式下电流保护实验

2. 线路电流速断保护实验

3. 线路限时电流保护实验

4. 线路过电流保护实验

5. 线路电流速断保护与三相一次重合闸综合实验

6. 线路限时电流保护与三相一次重合闸综合实验

7. 线路过电流保护与三相一次重合闸综合实验

8. 过电压保护实验

9. 低电压保护实验

10. 线路过负荷实验

（四）电气二次控制回路实验

1. 具有灯光监视的断路器控制回路实验

2. 带防跳回路的断路器控制回路实验

3. 闪光继电器构成的中央信号实验

4. 冲击继电器构成的中央音响信号实验

四、设备清单及技术参数

电力系统自动化及继电保护实验装置的设备清单如下：

2. 技术参数

1)电力系统自动化及继电保护实验装置实验台技术参数

a. 输入电源：380V±10%，50Hz，容量9KVA

            2200V±10%，50Hz，容量1KVA

b. 工作环境：温度－10℃～＋40℃，相对湿度＜85%（25℃）

2) 多功能微机保护装置技术参数

a. 工作环境条件

11. 环境温度：-10℃－40℃

12. 相对湿度：5%－95%

b. 交流电源

13. 额定电压：AC220V

14. 允许偏差：-15%－+15%

15. 频率：50Hz±0.5Hz

16. 波形：正弦波，波形畸变<5%

c. 额定参数

17. 交流电流：5A

18. 交流电压：相电压57.7V

19. 频率：50Hz

20. 直流电压输出：DC24V

21. 保护电流工作范围：2.5A－40A

22. 保护电压工作范围：5V－120V

d. 保护精度

23. 电流精度：3%

24. 电压精度：3%

25. 时间精度：±10ms

26. 装置瞬动时间：≤40ms