[实用新型]一种微机变压器保护教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学装置领域，尤其涉及了一种微机变压器保护教学装置。

背景技术

实验教学是理工科院校重要教学环节之一，它在加强人才培养、提高人员素质以及促进学科发展方面有着不可替代的作用。对于实验教学中的实验、教学装备，其具有极高的专业性和创新性，需紧密跟踪本专业、本行业技术的最新发展动向，开发出适应学科及行业发展的专业教学装备。在微电网教学领域微机变压器保护方向，现阶段的大多数教学设备已经不能满足电力行业的最新发展趋势，已经严重影响到了电力教学和电气工程学科的发展。其主要面临如下问题：

1、目前大多数的教学装置，特别是集成的很高的设备，比如微机变压器保护装置，多数院校采用的是工业现场使用的设备，虽然这个和实际生产一线相接轨了，但是这里面存在一个严重的问题。我们的院校应该培养的是具有创新型的人才，而不是操作工，如果国家的培养目标都是操作型工人，国家的未来在何方！针对这个严峻的形势我公司特意开发了核心保护可二次开发型微机变压器保护装置，方便教学中的算法训练，以及学生对微机变压器保护装置的底层开发。

2、实验装置控制器指令集不够丰富，缺乏操作系统支持，实验不够灵活，特别对微机保护新的控制技术反映很少，其在控制的智能化、网络化和综合性能方面较差，已经无法适应电力系统智能化、网络化控制的需求，无法在设备上进行教学和科研的二次开发。

3、实验过程中对动态过程的观察非常困难。实验系统缺乏高性能数据采集系统，无法对各个关键点的动态波形进行实时观察和存储，难以对波形进行精准化分析比较，导致学生无法对实验内容和原理进行深入理解，影响实验教学效果。

实用新型内容

本实用新型实际需要解决的技术问题是：针对现有教学装备的不足，开发一套高度自动化、集成化、开放式的具有多机互联的微机保护装置系统综合实验平台，它能反映现代微机保护装置的软、硬件设计的全过程，充分体现现代微机保护装置的开放性、自动化、信息化、数字化的特点，实现微机保护装置的检测、控制、监视、保护、调度的自动化，在极大程度上促进电力自动化教学及电气工程学科的发展。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决。

一种微机变压器保护教学装置，包括人机界面系统、主控制器、PC机、二次开发PC和微机变压器，微机变压器与主控制器之间设置有转换模块，转换模块用于将微机变压器内三相电流采集并且转换成数据，反馈至主控制器；人机界面系统用于设置运行参数和运行模式，并实时显示当前保护装置运行状态曲线；PC机与主控制器之间通过以太网模块进行相互通讯；二次开发PC通过控制模块，控制模块包括辅助控制器，二次开发PC用于将编辑好的程序传输至辅助控制器，辅助控制器和主控制器进行数据交互；主控制器根据人机界面系统设置的运行参数和运行模式进行系统设定，主控制器根据接收的程序并且运行程序，对微机变压器进行安全信号检测和合、分闸装置的操作。

作为优选，人机界面系统采用WINDOWS-CE嵌入式系统并通过触摸显示屏显示。

作为优选，二次开发PC通过编程器进行编辑运行程序。

作为优选，人机界面系统和主控制器之间通过Modbus通信协议进行通讯传输数据。

作为优选，主控制器与以太网模块通过Com串口连接。

作为优选，转换模块包括数据采集卡和运算CPU，数据采集卡进行采集数据通过运算CPU进行运算得出实时值并返回至主控制器，主控制器通过人机界面系统显示实时数据。

作为优选，以太网采用MODBUS-TCP通讯协议和DMA通信方式。

作为优选，辅助控制器采用嵌入式STM32芯片，作为以太网数据转换的协议分析处理器及数据转发器。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本项实用新型为一套高度自动化、集成化、开放式的具有多机互联的微机保护装置系统综合实验平台，它能反映现代微机保护装置的软、硬件设计的全过程，充分体现现代微机保护装置的开放性、自动化、信息化、数字化的特点，实现微机保护装置的检测、控制、监视、保护、调度的自动化，在极大程度上促进电力自动化教学及电气工程学科的发展。