[发明专利]一种开放式微机继电保护实验系统及方法

说明书

本发明公开了一种开放式微机继电保护实验系统及方法，该系统包括供教师使用的远程管理计算机、微机继电保护测试仪、微机继电保护装置、模拟保护执行装置和供实验者使用的实验终端；微机继电保护装置部分设置了包含故障测量电路(信号调理电路)设计和算法程序(故障测量算法和继电保护算法程序)研究编写的自主性实验环节，本发明的实验系统开放性和扩展性强，其实验过程更接近微机继电保护装置的设计开发和现场调试过程，有助于实验者对抽象知识点的理解和掌握，尤其适用于高校教学。

技术领域

本发明涉及电力系统保护、控制与自动化技术领域，具体涉及一种开放式微机继电保护实验系统及方法。

背景技术

电力系统继电保护是保证电力系统安全稳定运行的第一道防线。电力系统对继电保护装置的基本要求是速动性、选择性、灵敏性和可靠性。

电力系统继电保护已经实现了从传统物理继电器组合式保护方式向微机保护方式的转变，呈现数字化趋势。微机保护采用软件程序的运算逻辑代替物理继电器元件的组合逻辑，教学对象抽象化。

目前，高校实验室普遍采用教学设备厂家生产的成套设备开展电力系统继电保护实验。传统成套设备中微机继电保护实验装置一般采用封闭式结构设计，实验者按照既定的实验接线和键盘设置参数方式进行操作完成实验，无法介入微机继电保护装置内部的硬件设计、调试和保护算法的设计编程，难以对数字式保护过程及其实现原理有深刻的理解。另外，传统继电保护实验装置采用高度“实验室化”的实验原理模拟设计理念，实验操作与实际工程应用存在较大差距。再者，厂家成套设备通常采用平台式设计，体积大、价格高。

综上，行业内急需研发一种采用开放性、设计性实验理念设计的低成本微机继电保护实验系统。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种开放性、体现学生自主性实验的开放式微机继电保护实验系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种开放式微机继电保护实验系统，其特征在于，包括：供教师使用的远程管理计算机、微机继电保护测试仪、微机继电保护装置、模拟保护执行装置和供实验者使用的实验终端；所述远程管理计算机，安装了实验管理程序，用于远程操作微机继电保护测试仪产生模拟电力系统故障的故障信号，接收微机继电保护装置上报的包含故障测量结果和保护指令的实验数据，并按照成绩评价规则自动对其评分；实验结束后进行实验数据分析并生成评估报表；所述微机继电保护测试仪，用于根据远程管理计算机指令产生模拟电力系统故障的故障信号，并将故障信号发送到微机继电保护实验装置；所述微机继电保护装置，用于根据实验者编写故障测量算法测量所述故障信号得到故障测量结果，并根据故障测量结果执行继电保护算法程序得到相应的保护指令，将保护指令发送到模拟保护执行装置，同时将包含故障测量结果和保护指令的实验数据发送到远程管理计算机；所述模拟保护执行装置，用于根据保护指令使用继电器动作模拟电力开关分合闸动作；所述实验终端，用于供实验者根据待实验微机继电保护项目设计信号调理电路，编写、调试故障测量算法和继电保护算法程序。

优选地，所述实验终端包括：仿真器和安装嵌入式系统开发软件的现场计算机；现场计算机通过仿真器连接至所述微机继电保护装置。

优选地，所述微机继电保护装置包括PT/CT互感器、信号调理电路、AD采样芯片和微控制器，其中PT/CT互感器、信号调理电路、AD采样芯片和微控制器依次连接；所述微机继电保护测试仪通过测试线将故障信号发送到PT/CT互感器；所述信号调理电路为可插拔的模块化电路。