一、概述

变电站综合自动化实训系统，该实训系统主要由110kV区、电源控制区、故障设置区、负载调整区、主接线区、35kV区、10kV区、电铃、蜂鸣器、屏体左侧区、屏体右侧及后侧区和110kV保护测控柜、变压器保护测控柜、35kV保护测控柜、10kV保护测控柜和监控部分组成。

二、特点

1.输入电压：三相四线制380V±10%50Hz

2.工作环境：环境温度范围为-5～＋40℃相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4500m

3.装置容量不小于5.6KVA.

4.设备尺寸：

大控制屏规格（1个）：2480×600×2050mm；

小控制屏（1个）：490×600×2050mm

负载箱（1个）：1850×350×440mm；

控制柜（4个）：700×600×1800mm

5.控制屏采用铁质亚光密纹喷塑，铝质面板。

三、实训系统功能要求

1.110kV区：主要进行110kV侧隔离开关、接地开关的分合操作；隔离关不少于14个，接地开关不少于20个，隔离开关、接地刀设有闭锁电路。

2.电源控制区：主要进行设备起停操作，系统运行方式设置，进线通断电操作；主要由启动停止按钮，漏电告警指示灯1只及漏电信号复归按钮1个，系统运行方式有最大、最小、正常三种运行方式。还有1#进线和2#进线失电和供电切换开关，可以配合完成备自投保护。

3.故障设置区：用于选择故障点，设置故障类型、故障时间，告警信号复位；主要有预告、事故信号复归按钮，1#变压器和2#变压器的重瓦斯和轻瓦斯按钮，故障母线不少于4条，变压器故障不少于6处，电容器故障不少于4种，故障线路不少于2条，每条故障线路的短路点为0%，20%，50%，60%，80%，100，可在任意一点地方设置任意相短路（如相间短路、单相接地、三相短路等。）

故障设置：首先选择故障点，然后确定故障相，调整故障持续时间，最后按下故障确认按钮。例如，在10kV1#母线设置三相短路，故障持续时间10秒；将故障设备选择开关旋至“线路”位置，将故障线路选择开关旋至“10kV1#馈线”位置，将10kV1#馈线故障点选择开关旋至“50%”，按下A相、B相、C相按钮，将时间继电器调整至10秒（最大值60秒），按下故障确认按钮，故障设置完毕。故障时间到，故障消失；如果时间继电器设置失灵，内部PLC程序会在90秒解除故障。必须将故障设置按钮返回，重新按下后，才可设置第二次故障。110kV侧相间故障，设限流电抗15Ω；35kV侧相间故障设限流电抗12Ω；10kV侧相间故障设限流电抗6Ω。

4.负载调整区：用于调整馈线负载；对35kV其中一条馈线，设有轻载、重载、过负荷三档，对10kV侧其中1条馈线、35kV侧的三条馈线设有轻载、重载两档，通过凸轮开关直接切换。

5.主接线区：具有典型完整的模拟变电站一次系统，作为保护对象和保护装置的电流电压信号来源。设有两路进线、两台有载调压的三卷变压器；110KV侧单母分段接线。副边35KV侧单母分段带旁母接线，35kV母线（单母分段）与旁路母线之间有不少于9条线路。旁路母线设有至少7路馈线，中性点不接地、通过消弧线圈接地可选。10KV侧单母分段接线，设有站用变出线、补偿电容器组出线、多路馈线。每条馈电母线出线不少于3条。断路器、隔离开关、接地刀、电流互感器、电压互感器配置齐全，各开关有变位指示。断路器其及操作手柄数量各不少于27个。每一段母线上均有电压显示，并可通过切换开关观测三相电压。两个三卷变压器都有变压器分接头控制，分别设有升压、降压按钮，即可动、也可远动控制，。分接头共有7档，从1档到7档，各档额定电压分别为409V、399V、390V、380V、371V、361V、352V。三卷变压器的容量不小于5.6KVA,高压侧额定电压、电流不小于：AC380V/6A;中压侧额定电压、电流：AC220V/10A;低压侧额定电压、电流：AC100V/10A。Y/Y/△-12-11接线方式。

一次主接线上均装设隔离开关和接地开关的指示灯，切换开关由110kV区、35kV区和10kV区来侧控制。能够完成110KV—35KV—10KV系统的各类型倒闸操作和正常停送电训练和考核。设置的闭锁电路有：断路器与之相连的隔离开关闭锁、隔离开关与所带接地刀闭锁、母线接地开关与所有母线隔离开关闭锁、旁路隔离开关与旁路断路器之间的闭锁等。双接地、单接地隔离开关必需满足“主分—地合—地分—主合”的操作顺序，断路器隔离开关组必须满足先合隔离开关后合断路器、先拉断路器后分隔离开关的操作顺序。为便于教学，在一次系统中应能设置多种类型的短路故障。同时设有相关方便观察测试点。线路上装设真实的电抗和电阻、电容来模拟线路电抗、负载电抗和短路电抗、或阻性负载和无功补偿电容。

PLC输入点数不少于48点。输出点数不少于48点。

6.35kV区：主要进行35kV侧隔离开关、接地开关的分合操作；隔离开关数量不小于31个，接地开关不少于31个隔离开关、接地刀设有闭锁电路。

7.10kV区：主要进行10kV侧隔离开关、接地开关的分合操作；隔离开关不少于22个，接地开关不少于4个。隔离开关、接地刀设有闭锁电路。

8.电铃、蜂鸣器：保护装置产生事故信号，事故信号光字牌亮，蜂鸣器响，持续6分钟后消失，在产生声光信号过程中，按下复位按钮，信号可立即消失。预告信号类似，此时作用于电铃。

9.屏体左侧区：总电源开关、微机继电保护装置电源开关；

10.屏体右侧及后侧区，二次电缆、控制电缆接口。

11.110kV保护测控柜：配置2只线路保护测控装置、1只备用电源自动投入装置、连接片、断路器操作手柄。3只保护测控装置有各自独立的机箱、液晶显示板及总线板、电源及断路器出口操作模件、交流采样模件、CPU及开入模件。

线路保护测控装置主要适用于110KV以下电压等级的不带有距离保护的线路保护，且具有测量、控制、通讯功能具有保护、遥测、遥信、遥调、遥控功能，可实现对变电站全方位的控制和管理。主要保护功能有：三段式过电流保护及带方向保护、低电压闭锁过电流保护、三相一次重合闸保护、后加速保护、低压闭锁低频减载、零序过流保护、PT断线告警等功能。

备用电源自动投入装置适用于110kV及以下电压等级的进线开关，内桥开关及主变两侧开关的自投装置，也可选择带备自投的自适应功能；可集中组屏，也可在开关柜就地安装。本装置内含有母联开关保护和其开关操作回路，具有三段式相电流保护，适用于110KV及以下电压等级系统。主要有母线互备和进线互备两种方式。母联电流保护(速断、过流)，遥测：两段母线的线电压两条进线的线电压两条进线的电流母联保护及测量电流。遥信：开入1为进线1开关合闸位置，开入2为进线2开关合闸位置，开入5备自投闭锁信号；母联控制回路断线、保护动作信号、PT断线信号、操作机构故障信号等。

12.变压器保护测控柜：配置2只三圈变差动保护测控装置、6只三圈变后备保护测控装置、连接片、断路器操作手柄。有各自独立的机箱、液晶显示板及总线板、电源及断路器出口操作模件、交流采样模件、CPU及开入模件。

三圈变差动保护测控装置适用于110KV及其以下电压等级的三圈变压器差动保护。采用改进的二次谐波制动原理：二次谐波复合逻辑制动。既保证变压器空投或电压恢复时能够可靠制动比率差动，又保证空投于故障变压器时比率差动灵敏动作。主要保护功能有：差动速断、比率差动、CT断线闭锁差动、主变重瓦斯、有载调压重瓦斯、压力释放、温度过高报警、温度升高等功能。在线查看CPU插件的全部输入交流量和遥信量，以及整定值、事故记录和瞬时采样数据。装置状态行还显示装置型号、当前工作状态。完善的事故分析功能：包括保护动作事件记录、差流越限告警记录和保护功能投退—装置运行—开入记录等。完善的数字信号和接点信号系统：装置提供3对保护动作出口接点，3对非电量跳闸接点，一对事故信号和一对预告信号接点，满足变电站传统控制要求。掉电不停计时的实时时钟：该实时时钟具备万年历功能，能接受微机监控系统的校时三圈变后备保护测控装置适用于三圈变压器后备的高、中、低后备保护装置。主要保护功能有二段复合电压闭锁过电流保护、二段保护及时间定值可单独整定；根据实际情况可选择本侧复合电压或对侧复合电压来启动过电流保护。负序电压闭锁过流、间隙零序过流保护、过负荷、三段零序电压闭锁零序电流保护（带方向）、母线接地、PT失压等功能。连接片用于通断保护出口，数量不少于24只。6只保护测控装置的背部端子均引至工业现场通用型接线端子上，通用型接线端子装在柜的左右侧。接线端子规格2.5平方，数量不少于300片。

13.35kV保护测控柜：配置2只线路保护测控装置和1只备用电源自动投入装置、6只线路保护测控装置、连接片、断路器操作手柄。保护测控装置有各自独立的机箱、液晶显示板及总线板、电源及断路器出口操作模件、交流采样模件、CPU开入模件。

线路保护测控装置主要适用于110KV以下电压等级的不带有距离保护的线路保护，且具有测量、控制、通讯功能具有保护、遥测、遥信、遥调、遥控功能，可实现对变电站全方位的控制和管理。主要保护功能有：三段式过电流保护及带方向保护、低电压闭锁过电流保护、三相一次重合闸保护、后加速保护、低压闭锁低频减载、零序过流保护、PT断线告警等功能。

备用电源自动投入装置功能与110kV保护测控柜装设的功能一致。

14.10kV保护测控柜：配置2只线路综合保护测控装置、1只备用电源自动投入装置、2只电容器保护测控装置、连接片、断路器操作手柄。保护测控装置有各自独立的机箱、液晶显示板及总线板、电源及断路器出口操作模件、交流采样模件、CPU及开入模件。

15.监控部分：

（1）数据采集和处理：采集变电站实时运行信息，包括常规RTU信息和保护信息。①可采集的信息有：模拟量包括频率、电压、电流、有功功率、无功功率、温度等；状态量包括开关、刀闸、事故总信号、保护信号、变压器分接头位置等；脉冲电度量；事件顺序记录；保护装置发送的测量值及定值；保护装置发送的故障动作信息；保护装置发送的自诊断信息；保护装置发送的跳闸报告、跳闸波形等。②实时信息：遥信变位处理；合理性检查；电量处理；事件顺序记录处理；保护信息处理。③保护定值的召唤和定值的下置。

（２）计算量处理和特殊操作：①提供以下标准计算供用户选择使用：据有功功率、无功功率、电压、电流其中三个已知量，求另一个未知量和功率因数；模拟量库、统计库、累计库加减乘除计算。②代路处理：当线路检修旁路代路时，自动将旁路的有功、无功、电流等值代替检修线路的值并登录代路表。③统计指定值：早峰、晚峰、早谷、晚谷、日最大值、日最小值等。④统计主变分接头调整次数、电容器组投入时间、投切次数、投入率和高峰投入时间。

（３）遥测量越限监视：①对系统中的重要测量值和计算进行越限监视。②采取延时和死区来防止运行值在限值附近而频繁报警。③累计不合格时间和次数，供计算合格率。④异常发生、恢复时进行报警处理。

（４）报警处理：①报警表：工况记录表；遥信变位记录表；遥信异常记录表；事件顺序记录记录表；保护故障动作记录表；保护自诊断信息记录表。②报警源定义：遥信状态变化；遥测值异常发生；远动设备状态变化；与总控单元通信故障③报警选择：报警行显示；闪光及定时自动停止闪光显示；音响；自动推画面；登录工况记录并存档；登录遥信记录表，并存档；登录遥测异常记录表，并存档；引起事故追忆。

（５）事故追忆，追忆再现：记录事故前Ｍ帧，后Ｎ帧的SCADA数据的所有内容及过程中的事故内容，Ｍ及Ｎ由用户自定义，是否需要此功能用户也可选择。

（６）图元编辑功能：具有丰富的图元种类，主要完成各种类型的画面生成、修改。

（７）图形显示操作功能：全图形高分辨率画面显示、多窗口技术、各应用的操作，响应各应用返回的消息，响应各应用的要求。

（８）报表系统：提供制表软件包，供用户生成各种数据报表。

（9）根据采集两台变压器出线的母线电量分别实现对电压、无功的自动调整。

四、实训系统至少能完成实训项目

（一）线路保护类

1.模拟系统正常、最大、最小运行方式；

2.模拟系统短路；保护装置静态试验;

3.微机保护装置基本功能试验;

4.微机定时限过电流保护；

5.微机无时限电流速断保护

6.微机带时限电流速断保护；

7.阶段式电流保护；

8.运行方式对保护灵敏度的影响及灵敏度校验；

9.电流电压连锁保护；

10.反时限保护实验;阶段式过电流保护与自动重合闸前加速；

11.阶段式过电流保护与自动重合闸后加速；

12.功率方向过电流保护

13.零序电流保护;

14.过负荷保护；

15.低压减载

(二)线路设计性实验（自行设计、接线、动作试验）

1.电流电压连锁速断保护与过电流保护；

2.电流电压连锁速断；

3.过电流综合保护与自动重合闸反时限电流保护与过电流保护；

4.反时限﹑过电流综合保护与自动重合闸；

5.电流电压连锁保护与自动重合闸前加速；

6.电流电压连锁保护与自动重合闸后加速；

7.反时限过电流与自动重合闸前加速保护；

8.反时限过电流与自动重合闸后加速保护

（三）线路综合保护110kV线路综合保护（中性点直接接地）

1.35kV线路综合保护（中性点通过线圈接地）；

2.10kV线路综合保护（中性点不接地）

（四）变压器保护

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.变压器差动速断保护；

6.三绕组变压器差动保护；

7.Y/Y-12双绕组变压器差动保护；

8.Y/△-11双绕组变压器差动保护；

9.对比率制动特性的研究；

10.双绕组变压器的过电流保护；

11.三绕组变压器的过电流保护；

12.变压器低电压起动过电流保护；

13.变压器复合电压起动过电流保护；

14.中性点直接接地运行变压器零序保护；

15.部分中性点接地运行变压器零序保护；

16.双绕组变压器的过负荷保护；

17.三绕组组变压器的过负荷保护

（五）变压器设计性实验（自行设计、接线、动作试验）

1.Y/△-11双绕组变压器过电流保护；

2.Y/△-11双绕组变压器过负荷保护；

3.双绕组变压器综合保护三绕组变压器综合保护；

4.10kV电容器组保护三段电流保护过电压保护；

5.低电压保护；

6.不平衡电压保护；

7.不平衡电流保护；

8.零序电流保护；

9.电容器组综合保护；

（六）自动装置

1.自动重合闸（前加速、后加速、检无压）；

2.备用电源自动投入（进线备投、母联备投）；

3.电压无功自动控制（后台软件实现）；

（七）变电站综合计算

1.变电站短路计算书；

2.变电站保护装置配置与整定变电站整体动作试验；

（八）一次系统倒闸操作

1.110kV单母分段接线倒闸操作；

2.110kV进线断路器由热备用转为冷备用；

3.1#变压器由运行转为冷备用；

4.110kVI母线由运行转为冷备用；

5.10kV1#馈线由运行转为热备用；

6.10kV1#馈线由热备用转为检修；

7.35kV1#馈线由运行转为检修

8.35kV1#馈线断路器由运行转为检修，母联断路器投入运行

（九）变电站综合自动化系统

1.变电站综合自动化系统基本操作；

2.电压无功自动控制；

3.SCADA监控（四遥操作）

（十）监盘与抄表