一、概 述

“電力自動化及繼電保護實驗裝置”是綜合了目前高等院校《繼電保護》、《電氣設備》、《自動裝置》、《工廠供電》、《電力系統微機保護》等多門專業課程中的教學內容，結合生產實際應用和發展，設計開發的新穎實驗裝置。它能對發電廠、變電所及工廠中常用的繼電保護、電氣二次控制回路及自動裝置等教學內容進行操作實驗，能以真實直觀的實驗教學形式對學生進行專業技能訓練。本裝置的優點是設備器件利用率高，實驗教學系統性強，占用實驗場地少，性價比高等優點。

裝置采用掛件式結構，可根據實驗內容進行組合，安裝使用方便。實驗儀表精度高，具有數字化、智能化及人機對話等功能，用戶根據需要進行選擇。裝置對控制屏及測量部件所涉及的電源、儀器儀表等均采取可靠的保護，同時還設置了可靠的人身安全保護體系，避免因學生在實驗中的誤操作而造成實驗系統的損壞和人身傷害。

二、特 點

1. 綜合性強　綜合了目前國內各類院校中《電力自動化》及《繼電保護》等課程的實驗項目。

2. 適應性強　能滿足各類院校《電力自動化》和《繼電保護》相關課程的實驗教學要求，實驗的深度與廣度可根據實際需要作靈活調整。本裝置采用組件式掛箱結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新實驗，只需添加部件即可，永不淘汰。

3. 整套性強　該裝置從儀器儀表、專用電源、繼電器及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，所提供部件的性能、規格等均能滿足實驗的需要。

4. 直觀性強　各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確、操作、維護方便。

5. 科學性強　裝置占地面積較少，節約了實驗用房，減少基建投資；配套的繼電器及其設備均采用電力系統自動化及繼電保護裝置中實際應用的現場設備，真實性強，并均經特殊設計。裝置外形整齊美觀，能改善實驗環境；電力自動化及繼電保護實驗內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會，從事發電廠、變電所、工礦企業的供配電工作，繼電保護系統的設計、安裝、調試、檢修等，打下良好的基礎。測量儀表采用數字式、智能化及人機對話等相結合，能滿足實驗教學的需要，使實現裝置測量手段的現代化；設有定時器報警記錄儀（服務管理器），為學生實驗技能的考核提供了一個統一的標準。

6. 開放性強　控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內、外電壓型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監視及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。整套裝置經過精心設計，加上可靠的元器件質量及可靠工藝作為保障，產品性能優良。所有這些功能均為開放性實驗創造了條件，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。

三、技術性能

1. 輸入電源：三相四線　380V±10%　50Hz

2. 工作環境：溫度-10℃～+40℃　相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m

3. 裝置容量：＜1.5kVA

4. 外形尺寸：187cm×73cm×166cm

四、裝置的配備及要求

本裝置將實驗所需的交流電源、高壓直流電源、交流測量儀表、直流測量儀表、電子秒表、各種規格的負載電阻及各種規格的繼電器等有機地結合在一起，配套齊全。用戶不需要購買任何配套設備，即可完成所有實驗。

本裝置由控制屏、實驗桌及實驗組件等組成。采用不同的掛件組合即可完成不同的實驗內容。

五、實驗項目

1. 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗

2. 電磁型時間繼電器實驗

3. 信號繼電器實驗

4. DZ、DZB、DZS系列中間繼電器實驗

5. 6～10kV線路過電流保護實驗

6. 低電壓啟動過電流保護及過負荷保護實驗

7. BFY-12A晶體管負序電壓繼電器實驗

8. 復合電壓啟動過電流保護實驗

9. 沖擊繼電器實驗

10. 重復動作手動復歸中央信號裝置實驗

11. 重復動作自動復歸中央音響信號裝置實驗

12. 具有燈光監視的斷路器控制回路實驗

13. 具有燈光和音響監視的斷路器控制回路實驗

14. 閃光繼電器構成的閃光裝置實驗

15. 裝設跳躍閉鎖繼電器的斷路器控制回路實驗

16. 電流閉鎖電壓速斷保護實驗

17. 發電機過電壓保護實驗

18. DH-3型三相一次重合閘裝置實驗

19. 自動重合閘前加速保護實驗

20. 自動重合閘后加速保護實驗  

21. BCH-2差動繼電器特性實驗

22. 單側電源輻射式輸電線路三段式電流保護實驗

23. 過流保護與三相自動重合閘裝置綜合實驗與考核

5絕緣性能

a.絕緣電阻：各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測試其絕緣電阻值不應小于100MΩ。

b.介質強度：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地能承受50Hz、500V(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象；其余各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現象。

c.沖擊電壓：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地,能承受1kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗；其余各帶電的導電端子分別對地,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。

6機械性能

a.振動響應：裝置能承受GB/T11287-2000中4.2.1規定的嚴酷等級為I級振動響應檢驗。

b.沖擊響應：裝置能承受GB/T14537-1993中4.2.1規定的嚴酷等級為I級沖擊響應檢驗。

c.振動耐久：裝置能承受GB/T11287-2000中4.2.2規定的嚴酷等級為I級振動耐久檢驗。

d.沖擊耐久：裝置能承受GB/T14537-1993中4.2.2規定的嚴酷等級為I級沖擊耐久檢驗。

e.碰撞：裝置能承受GB/T14537-1993中4.3規定的嚴酷等級為I級碰撞檢驗。

7保護定值整定范圍及誤差

a.定值整定范圍

電流：0.1In～15In；

零序電流: 0.02A～12A；

交流電壓：  10V～100V；

延時：  0s～100s。

b.定值誤差

電流：<±5%；

電壓：<±5%；

零序電流:0.02A～12A范圍不超過±0.01A或±5%;

延時誤差：0s～100s范圍內不超過50ms或±2%。

8測量精度

a.各模擬量的測量誤差不超過額定值的±0.5%;

b.功率測量誤差不超過額定值的±1%;

c.開關量輸入電壓（DC24V），分辨率不大于2ms；

d.脈沖量輸入電壓（DC24V），脈沖寬度不小于20ms。

9觸點容量

a.在電壓不大于250V，電流不大于1A，時間常數為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為50W，長期允許通過電流不大于5A。

b.在電壓不大于250V，電流不大于2A的交流回路（cosφ=0.4±0.1）中觸點斷開容量為250VA，長期允許通過電流不大于5A。

常用電實訓項目

實訓項目：

1.三段式帶低壓閉鎖的電流方向保護實驗

2.過流加速保護實驗（前加速/后加速）

3.過負荷保護實驗（跳閘/告警可選）

4.零序電流保護實驗（跳閘/告警可選）

5.低電壓保護實驗

6.低頻減載保護實驗

7.三相一次重合閘實驗

8.母線TV斷線檢測告警實驗

9.線路TV斷線檢測告警實驗

10.控制回路異常告警實驗

11.跳位異常告警實驗

12.手車位置異常告警實驗

13.彈簧未儲能告警實驗

 

2、10KV真空斷路器柜詳細技術參數（手車式）

柜體尺寸：2200*800*1500mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、環境溫度：-15℃～+40℃，日平均值不大于+35℃。

2、環境濕度

日平均相對濕度：≤95%；月平均相對濕度：≤90%；

3、海拔高度：不超過1000m。地震烈度：不超過8度。

4、安裝在沒有火災、爆炸危險，嚴重污穢化學腐蝕及劇烈震動的場所。

(二）、基本技術參數

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw。

2、額定電壓：12KV；額定頻率：50Hz；

3、額定雷電沖擊耐受電壓：75KV（峰值）；

4、額定一分鐘工頻耐受電壓：42KV（有效值）；

5、額定操作順序：O-0.3-CO-180s-CO(40KA為O-180s-CO-180s-CO)；

6、主母線額定電流：630A；

7、額定短路開斷電流：25KA；額定短路關合電流：630KA(峰值)；

8、額定短路持續時間：4s；開斷次數：50次；

9、機械壽命：20000次。

10、柜體尺寸：2200×800×1500(高×寬×深)。

(三）、斷路器機械特性參數

1、觸頭開距：11±1mm；2、觸頭超行距：3.5±0.5mm；

3、三級份、合閘不同期性：≤2ms；

4、觸頭合閘彈跳時間：≤2ms；

5、平均分閘速度：0.9-1.3m/s(初分6mm時平均速度)；

6、平均合閘速度：0.4～0.8m/s；7、合閘時間：≤100ms；

8、分閘時間：≤50ms；9、燃弧時間：≤15ms；

(四）、脫扣器與閉鎖電磁鐵的技術參數

1、分閘脫扣器額定電壓：-220V、110V;功率：245W。

2、合閘脫扣器額定電壓：-220V、110V;功率：245W。

3、閉鎖電磁鐵額定電壓：-220V、110V;功率：10W

4、過電流脫扣器功率：5AW。

(五）、儲能電機技術參數

額定電壓-220V、-110V；功率：50W；儲能時間：≤10m；

(六）、實訓項目

手動和遙控合分斷路器實訓

二次控制回路原理實訓

操作機構原理實訓

斷路器拆裝實訓

倒閘操作實訓

二次控制回路接線實訓。

 

3、10KVCT/PT計量柜詳細技術參數

柜體尺寸：2200*800*1000mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、海拔高度不超過3000M；

2、周圍環境溫度不高于+40℃,不低于-5℃；

3、周圍空氣的相對溫度不大于85%（20℃）；

4、安裝在無腐蝕性氣體的場所。

(二）、技術參數

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw；

2、產品標準：GB1207-2006；

3、產品表面爬電距離：滿足耳機污穢等級；

4、負荷功率因數：COSφ=0.8（滯后）；

5、額定電壓比：；

6、級次組合為0.2/6P，準確等級及輸出容量為75VA；

級次組合為0.5/6P,準確等級及輸出容量為150VA；

7、剩余電壓繞組：100；

8、熱極限輸出容量：960VA。

(三）、實訓項目

電流互感器特性測試實訓（直流法、交流法）

電壓互感器特性測試實訓

電流互感器接線實訓

電壓互感器接線實訓、

電壓互感器精度測量實訓

電流互感器精度測量實訓。

 

4、模擬故障發生器、模擬高壓斷路器柜詳細技術參數

柜體尺寸：600*700*1200mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、環境溫度：-25℃～+55℃；

2、空氣相對濕度：溫度為25℃時，相對濕度短時可達100%；

3、海拔高度：≤2000m；

4、不適于安裝在劇烈震動、沖擊、腐蝕、合諧波過大的場所。

(二）、技術參數

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw；

2、額定電壓：380V；額定頻率：50Hz；

3、工作電壓允許偏移：-20%～+20%；

4、額定輸入電壓模擬量：380V、50Hz；

5、額定輸入電流模擬量：5A、50Hz；

6、控制物理量：無功功率。

(三)實驗項目：

1、輸出模擬的各種電流、電壓故障信號

2、模擬高壓斷路器的合、分閘動作信號

（四）設備配置:

1、微型斷路器DZ47-63/C10A/3P：1個

2、交流接觸器CJX1-16A/AC220V：1個

3、中間繼電器JZC1-44/AC220V：1個

4、單相調壓器TDGC2-200：10個

5、單相調壓器TDGC2-500：1個

6、單相整流橋60A：1個

7、單相濾波電容1500uf：1個

8、升流器：6個

9、數顯電壓表、電流表：9個

 

5、低壓配電開關柜詳細技術參數

柜體尺寸：2200*800*800mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、應用場合：配電、電動機控制。

2、執行標準：IEC60439\GB7251.1；

3、環境溫度：-5℃～+40℃；

4、環境相對溫度+40℃時不超過50％，在較低溫度時，允許有較高的相對溫度;

5、安裝地點：室內；

6、海拔高度：≤2000m。

(二）、機械數據

1、進出線形式：電纜/母線槽。

2、電纜進出：頂部/底部；

3、接線形式：柜前/柜后；

4、防護等級：IP330、IP40、IP54；

5、功能單元隔離形式：全隔離或部分隔離；

(三）、水平母線

1、額定短時耐受電流：50/80kA；

2、額定峰值耐受電流：105/176kA。

(四）、垂直母線

1、額定短時耐受電流：50kA；

2、額定峰值耐受電流：105kA。

(五）、接地系統：TT、IT、TN-S、TN-C-S。

(六）、最大進出線斷路：400A。

(七）、電氣數據

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw。

2、額定絕緣電壓：至1000V；

3、額定工作電壓：至660V；

4、額定功率：50\60Hz；

5、額定沖擊耐受電壓：8KV；

6、主電路額定電壓：AC380V、220V/DC220V

7、過電壓等級：III；

8、污染等級：3；9、額定電流：4000A；

10、水平母線額定電流:4000A；

11、垂直母線額定電流：2000、1000A

(八）實訓項目

主電氣原理圖實訓

低壓斷路器工作原理實訓

運行操作實訓

檢修與保養實訓

故障分析與排除實訓

 

6、低壓電容補償柜

柜體尺寸：2200*800*800mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、環境溫度：-25℃～+55℃；

2、空氣相對濕度：溫度為25℃時，相對濕度短時可達100%；

3、海拔高度：≤2000m；

4、不適于安裝在劇烈震動、沖擊、腐蝕、合諧波過大的場所。

(二）、技術參數

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw；

2、額定電壓：380V；額定頻率：50Hz；

3、工作電壓允許偏移：-20%～+20%；

4、額定輸入電壓模擬量：220V/380V、50Hz；

5、額定輸入電流模擬量：5A、50Hz；

6、控制物理量：無功功率。

(三）、實訓項目

自動無功功率補償實驗

手動無功功率補償實驗

無功補償裝置參數整定實驗

電壓無功控制實驗

分接頭調節和電容器投切對電壓和無功影響實驗。

 

7、抽屜式低壓配電柜詳細技術參數

柜體尺寸：2200*800*800mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、應用場合：配電、電動機控制。

2、執行標準：IEC60439\GB7251.1；

3、環境溫度：-5℃～+40℃；

4、環境相對溫度+40℃時不超過50％，在較低溫度時，允許有較高的相對溫度;

5、安裝地點：室內；

6、海拔高度：≤2000m。

(二）、機械數據

1、進出線形式：電纜/母線槽。

2、電纜進出：頂部/底部；

3、接線形式：柜前/柜后；

4、防護等級：IP330、IP40、IP54；

5、功能單元隔離形式：全隔離或部分隔離；

(三）、水平母線

1、額定短時耐受電流：50/80kA；

2、額定峰值耐受電流：105/176kA。

(四）、垂直母線

1、額定短時耐受電流：50kA；

2、額定峰值耐受電流：105kA。

(五）、接地系統：TT、IT、TN-S、TN-C-S。

(六）、最大進出線斷路：400A。

(七）、電氣數據

1、供電電源：三相五線供電；功率：3kw。

2、額定絕緣電壓：至1000V；

3、額定工作電壓：至660V；

4、額定功率：50\60Hz；

5、額定沖擊耐受電壓：8KV；

6、主電路額定電壓：AC380V、220V/DC220V

7、過電壓等級：III；

8、污染等級：3；9、額定電流：4000A；

10、水平母線額定電流:4000A；

11、垂直母線額定電流：2000、1000A

(八）實訓項目

主電氣原理圖實訓

進口低壓斷路器工作原理實訓

運行操作實訓

檢修與保養實訓

故障分析與排除實訓

一次二次接線實訓。

 

8、低壓負載柜詳細技術參數

柜體尺寸：2200*800*800mm工業級柜體

(一）、使用環境

1、環境溫度：-25℃～+55℃；

2、空氣相對濕度：溫度為25℃時，相對濕度短時可達100%；

3、海拔高度：≤2000m；

4、不適于安裝在劇烈震動、沖擊、腐蝕、合諧波過大的場所。

(二）、技術參數

1.供電電源：三相五線供電；功率：10kw。

2.額定絕緣電壓：至1000V；

3.額定工作電壓：至660V；

4.額定功率：50/60Hz；

5.額定沖擊耐受電壓：1KV；

6.主電路額定電壓：AC380V/220V

7.過電壓等級：III；

8.污染等級：3；

9.額定電流：400A；

10.水平母線額定電流:400A；

(三)實驗項目：

模擬阻性、容性、感性負載

有功/無功設備的投退

配合無功補償柜進行無功補償實驗

就地無功補償實訓

功率因數表接線實驗