一、基本要求

可滿足全國(guó)各高等院?！豆┡潆娂夹g(shù)》、《工廠供電》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《微機(jī)保護(hù)》、《配電自動(dòng)化》等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，除可完成電力系統(tǒng)變配電中的自動(dòng)裝置、變電站監(jiān)控、各種繼電特性、繼電保護(hù)、微機(jī)線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、PLC邏輯控制等工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還需配置教學(xué)仿真系統(tǒng)以及具備二次開(kāi)發(fā)軟硬件條件作為教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

二、技術(shù)條件

1）輸入電源：三相 380V±5% 50Hz

2）工作環(huán)境：溫度-10℃－＋40℃　相對(duì)濕度≤85% 海拔≤4000m

三、整體結(jié)構(gòu)說(shuō)明：

整個(gè)供配電技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電氣系統(tǒng)主接線模擬屏、電氣系統(tǒng)控制屏、電氣系統(tǒng)后臺(tái)保護(hù)臺(tái)、主機(jī)系統(tǒng)及操作軟件四部分組成。典型的一次系統(tǒng)，二次設(shè)備、監(jiān)視儀表配套齊全和電腦桌（實(shí)驗(yàn)裝置、電腦桌要求具有腳輪，可以移動(dòng))。整體尺寸要求：綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)系統(tǒng)3000mm×600mm×2000mm、后臺(tái)：1630mm×650mm×1630mm，金屬材質(zhì)，板厚不低于2mm；電腦桌長(zhǎng)度<=700mm，寬度<=600mm，高度<=1000mm，板材厚度不小于25mm優(yōu)質(zhì)密度板。

★1）電氣系統(tǒng)主接線模擬屏、控制屏均采用組合式全封閉鋼結(jié)構(gòu)屏架，表面敷以鋁合金裝飾。屏面采用進(jìn)口工程塑料，按照德國(guó)西門(mén)子公司先進(jìn)式生產(chǎn)的模擬方塊（或稱(chēng)馬賽克），模擬方塊的面板可以自由拆卸，以方便用戶對(duì)屏面布局的自行更改，馬賽克方塊的尺寸為25×25mm。屏面上采用刻槽各種模擬網(wǎng)絡(luò)圖和操作圖，方便布局的更改、使布局更加明朗、清晰。供配電技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主接線圖，為一家中型工廠供電系統(tǒng)中高壓配電所（HDS）及其附設(shè)的車(chē)間變電所（STS）的主接線圖，通過(guò)10kV的高壓配電所（HDS）將電能送到各個(gè)車(chē)間變電所?？刂破烈蟛捎玫氖前锤叩蛪撼商着潆娧b置之間的相互連接和排列位置而繪制的裝置式主接線圖，分為10kV級(jí)、220V/380V級(jí)兩部分。

2）實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求：

實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體采用掛箱式結(jié)構(gòu)，方便替換使用。柜內(nèi)接線整齊美觀、符合國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，符合EMC；柜內(nèi)電器采用知名品牌，保障安全。實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上接線端子要求牢固。調(diào)節(jié)阻抗的旋鈕要求加固處理，結(jié)實(shí)耐用。

提供實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部接線圖紙，方便檢查錯(cuò)誤；提供二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟硬件的詳細(xì)資料，方便以后開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課程。

四、主要模塊（掛箱）說(shuō)明：

★1）三相電量智能監(jiān)測(cè)儀：是一款智能電參數(shù)變送器，能夠監(jiān)測(cè)三相四線制交流電路中的三相電流（真有效值）、三相電壓（真有效值）、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能等電參數(shù)。并帶2路開(kāi)關(guān)量輸入及1路繼電器報(bào)警輸出。通信采用采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信協(xié)議，各輸入輸出采用電磁隔離和光電隔離技術(shù)，電壓輸入、電流輸入及輸出三方完全隔離。

2）要求提供0～380V連續(xù)可調(diào)交流電壓，額定輸出功率3kVA，并帶有電流型漏電保護(hù)器和高靈敏度互感器組成的電子線路多重保護(hù)，帶有一指針式交流電壓表監(jiān)視三相交流電壓輸出。并接有升流器，輸出帶有過(guò)流保護(hù)，最大輸出電流可達(dá)20A。

直流電源及母線：提供二次回路所需的220V直流電壓，帶有過(guò)流保護(hù)和發(fā)光二極管指示。提供控制小母線輸出。

3）二次回路：一次系統(tǒng)的電壓互感器、電流互感器的二次側(cè)接線端子，輸出可接繼電器和微機(jī)保護(hù)裝置，可分別進(jìn)行變壓器故障設(shè)置（內(nèi)部短路、正常工作、外部短路）和線路故障設(shè)置（正常工作、近端短路、遠(yuǎn)端短路），同時(shí)通過(guò)按鈕可設(shè)置多種故障現(xiàn)象（三相短路故障、兩相短路故障、單相接地故障等）。

4）PLC主機(jī)和模塊：可以把PLC功能和智能儀表擴(kuò)展到繼電保護(hù)中，采用工業(yè)組態(tài)軟件編程，對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。在完成繼電特性、繼電保護(hù)、變壓器保護(hù)實(shí)驗(yàn)時(shí)可實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、波形等，并保留在實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)。通過(guò)計(jì)算機(jī)處理和分析，實(shí)現(xiàn)變電站電壓無(wú)功綜合自動(dòng)調(diào)節(jié)及無(wú)人值守的要求?？梢酝ㄟ^(guò)PLC整個(gè)供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端控制（RTU）功能。上位機(jī)軟件采用工業(yè)組態(tài)軟件，提供軟件的連接庫(kù)文件，用戶可以在此軟件平臺(tái)上完成各種控制的研究。

5）斷路器回路及信號(hào)指示：采用油墨絲印技術(shù)，模擬一次回路進(jìn)線，各器件的輸出端子均引出到面板的護(hù)套高壓接線柱上，方便學(xué)生自行設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)線路。用于模擬電力系統(tǒng)輸電線路，變電站，工廠供電出線線路斷路器部分。

6）控制開(kāi)關(guān)；提供有二只萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和三種不同規(guī)格接線端子的轉(zhuǎn)接模塊；控制開(kāi)關(guān)用于系統(tǒng)切換，接線轉(zhuǎn)換端子，用于不同的導(dǎo)線進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

7）繼電器模塊：電磁式電流繼電器、低電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、延時(shí)中間繼電器、電流型型信號(hào)繼電器、自動(dòng)重合閘繼電器、差動(dòng)繼電器等多種繼電器，所有繼電器均要求采用知名專(zhuān)業(yè)廠家的產(chǎn)品。

8）儀表要求：提供多量程數(shù)字交流電壓表、交流電流表、直流電壓表、直流電流表等實(shí)驗(yàn)所需儀表，0.5級(jí)精度，帶過(guò)量程保護(hù)。

9）多功能微機(jī)線路保護(hù)裝置要求：

9.1適用范圍：主要適用于220KV以下電壓等級(jí)的不帶有距離保護(hù)的線路保護(hù)，且具有測(cè)量、控制、遠(yuǎn)動(dòng)、通訊功能，既可集中組屏，也可分散放于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。

9.2保護(hù)功能要求：能夠?qū)崿F(xiàn)速斷、速斷方向、限時(shí)速斷、限時(shí)速斷后加速、限時(shí)速斷方向、過(guò)電流、過(guò)電流后加速、過(guò)電流方向、過(guò)負(fù)荷、重合閘、重合閘檢無(wú)壓、重合閘檢同期、零序過(guò)流、零序I段、零序II段、零序III段、PT斷線多種保護(hù)。

要求主界面上具備主控設(shè)置、保護(hù)使能、波形記錄、參數(shù)校正、運(yùn)行監(jiān)控、歷史記錄等功能模塊。

9.3技術(shù)參數(shù)要求：利用高性能STM32作為控制核心芯片，并采用運(yùn)行圖形化系統(tǒng)的觸摸屏技術(shù)完成微機(jī)線路保護(hù)的控制功能。采用7寸彩色觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，設(shè)有以太網(wǎng)接口，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同上位機(jī)通信，可實(shí)現(xiàn)教師機(jī)遠(yuǎn)程控制學(xué)生機(jī)的權(quán)限，上位機(jī)要求采用工業(yè)監(jiān)控軟件，學(xué)生可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

微機(jī)線路保護(hù)具體參數(shù)要求如下：電流速斷定值1～5A;限時(shí)速斷定值;1～5A限時(shí)速斷延時(shí);1～5s過(guò)電流定值;1～5A過(guò)電流延時(shí);1～5s重合閘檢無(wú)流定值;1～5A檢同期允許角度;0～30負(fù)序電壓;5～40V零序過(guò)流定值;0～5A零序過(guò)流延時(shí)1～5s;

9.4要求可實(shí)現(xiàn)核心保護(hù)的二次開(kāi)發(fā)功能，對(duì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，不影響原系統(tǒng)的正常運(yùn)行，二次開(kāi)發(fā)核心模塊要求STM32芯片，開(kāi)發(fā)軟件采用Keil_MDK，使教授的單片機(jī)課程和具體的工程應(yīng)用相接軌。要求直接深入底層芯片級(jí)，實(shí)現(xiàn)真正的二次開(kāi)發(fā)。要求直接深入底層芯片級(jí)，要求采用C語(yǔ)言或者C++編程。具有二次開(kāi)發(fā)功能如下：輸入口開(kāi)發(fā)功能；輸出口開(kāi)發(fā)功能；輕瓦斯告警二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)等。要求標(biāo)書(shū)中提供二次開(kāi)發(fā)功能軟件界面圖片。

★10）基于matlab/simulink RTWT模式下微機(jī)通用保護(hù)裝置招標(biāo)要求(要求標(biāo)書(shū)中提供提供現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置的實(shí)驗(yàn)操作的視頻演示或現(xiàn)場(chǎng)樣機(jī)展示，供評(píng)標(biāo)專(zhuān)家打分參考。)

10.1教學(xué)要求：

要求能使學(xué)生能直觀理解微機(jī)保護(hù)原理,分析微機(jī)內(nèi)部的動(dòng)作過(guò)程，并掌握matlab/simulink RTWT動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真的教學(xué)要求。具備在線觀測(cè)、調(diào)試等功能。

10.2技術(shù)功能要求

（1）要求構(gòu)建于matlab實(shí)時(shí)視窗RTWT模式，使用matlab/simulink提供的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境引擎，開(kāi)發(fā)出微機(jī)保護(hù)裝置的控制算法，封裝成可視化的模塊組件。

（2） 要求用戶通過(guò)上位機(jī)matlab/simulink界面進(jìn)行輸入程序代碼，由內(nèi)部實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將Simulink庫(kù)搭建的算法轉(zhuǎn)換成機(jī)執(zhí)行文件。

（3） 要求實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制板卡采用FPGA和低壓差分串行總線技術(shù)，通過(guò)PCI控制芯片和電腦內(nèi)的PCI總線相連。

10.3微機(jī)通用保護(hù)裝置軟、硬件參數(shù)要求

（1）要求由實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制板卡、外部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、外部脈寬調(diào)制模塊及開(kāi)關(guān)量模塊組成。

（2）實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制板卡硬件參數(shù)要求：提供4路DA，2路AD，6路PWM輸出1路保護(hù)中斷輸入，3路光編差分信號(hào)輸入和3路霍爾差分信號(hào)輸入及8路 數(shù)字量輸入輸出。支持實(shí)時(shí)視窗目標(biāo)(RTWT)和RTWT目標(biāo)(RTWT target)環(huán)境。

（3）微機(jī)通用保護(hù)裝置軟件系統(tǒng)要求由保護(hù)元件算法及邏輯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、保護(hù)裝置出口系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)組成。

11、與設(shè)備配套的教學(xué)軟件：互聯(lián)電力系統(tǒng)教學(xué)軟件，讓學(xué)生理解供配電技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用，通過(guò)軟件的學(xué)習(xí)，也讓學(xué)生對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)有一定的理性了解。

整套軟件包括：數(shù)據(jù)采集功能模塊：采集相關(guān)電壓、電流參數(shù)。狀態(tài)監(jiān)視功能模塊：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)處理功能模塊：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。遙控遙調(diào)功能模塊：對(duì)工廠供電、變電站等設(shè)備進(jìn)行遙控、遙調(diào)。學(xué)生管理功能模塊：分配操作權(quán)限下發(fā)給學(xué)生。

遠(yuǎn)程瀏覽功能模塊：通過(guò)IE瀏覽器遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程瀏覽。斷路器監(jiān)視功能模塊：對(duì)斷路器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。功率調(diào)整功能模塊：對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行調(diào)度。實(shí)時(shí)曲線分析功能模塊：對(duì)變電站、工廠供電設(shè)備的電壓、電流進(jìn)行曲線分析。