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《機(jī)械原理》示教陳列柜

一、概述：

《機(jī)械原理》示教陳列柜是根據(jù)大、中專院校、技校、職業(yè)學(xué)校的機(jī)械原理教學(xué)大綱設(shè)計的電化教學(xué)設(shè)備。演示形象逼真，運行可靠，制作工藝美觀，使用本陳列柜可提高教學(xué)效果，節(jié)約學(xué)時是一套現(xiàn)代化機(jī)械課程教學(xué)應(yīng)用實驗室設(shè)備。

二、技術(shù)規(guī)格：

1、本陳列柜共分十個單體陳列柜組成，陳列柜體外形尺寸：1200×530×1900mm（長×寬×高）

2、具有多功能語音播放控制系統(tǒng)。語音解說同步演示，采用單獨驅(qū)動由電腦或電子設(shè)備控制運轉(zhuǎn)演示?？刂撇捎靡壕в|摸屏控制和遙控控制自動運行講解、可順序循環(huán)與重復(fù)播放運轉(zhuǎn)，又能根據(jù)教材、教學(xué)需要而任意選擇還是單獨演示等。解說詞播放在100平方房內(nèi)聲音宏亮。

3、柜體采用1.0mm厚的SPCC冷扎板焊接而成，表面采用中溫磷化噴塑制作，柜體剛性好。柜內(nèi)陳列面板為超豪華鋁塑夾層板，承載性好。板面附有必要的圖表和文字說明，外形美觀大方，經(jīng)久耐用。

4、柜頂部裝有照明日光燈，柜背設(shè)有對開門，有利維護(hù)設(shè)備和方便維修。柜下部設(shè)有柜箱，方便存放單個模型、實驗箱及相關(guān)實驗文檔。柜底裝有萬向輪，方便移動，符合人機(jī)工程要求。

5、模型材料采用鋁合金、亞克力有機(jī)板與工程塑料制造；

TWWB-III多功能繼電保護(hù)實驗系統(tǒng)建設(shè)方案

 一. 實驗室建設(shè)思路

（一）傳統(tǒng)建設(shè)方式

 專業(yè)實驗室的傳統(tǒng)建設(shè)方式是與課程配套，一門專業(yè)課程設(shè)立一個專業(yè)實驗室，這樣建設(shè)實驗室一方面造成實驗室功能單一，造成人力、物力資源的浪費；另一方面對于電氣專業(yè)而言，本專業(yè)有著一定的特殊性，電力系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，建立一個系統(tǒng)的概念對于電力系統(tǒng)及電氣工程專業(yè)的學(xué)生而言非常重要，但是這樣的實驗方式只能完成單個的專業(yè)專門實驗，而無法完成綜合型、大型實驗。

（二） 改進(jìn)的實驗室建設(shè)思路

 結(jié)合本專業(yè)特點和學(xué)科發(fā)展方向，本著培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基本思路，構(gòu)建一個電氣工程綜合實驗室?？山Y(jié)合多門電氣專業(yè)課程，在一個實驗室內(nèi)開設(shè)多項有針對性的專業(yè)實驗項目：既有與多門課程配套的實驗項目，又有大型專業(yè)綜合實驗。

 培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)環(huán)節(jié)包括：專業(yè)實驗、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等，因此要求專業(yè)實驗室不但能提供專業(yè)實驗，而且必須具有很好的平臺性、設(shè)計性和開發(fā)性，能方便的用于學(xué)生課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。同時也可為專業(yè)教師提供良好的科研環(huán)境，成為一個電氣專業(yè)教學(xué)科研平臺。

電氣工程綜合實驗室具有以下功能：

1. 滿足電氣工程專業(yè)本科實驗教學(xué)的要求

提供數(shù)十項有針對性的與課程配套的專業(yè)實驗項目，滿足《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》、《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》、《電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)》等課程本科生實驗教學(xué)的要求，既極大的提高了設(shè)備利用率，又節(jié)省用地，同時便于設(shè)備管理和維護(hù)。

2. 滿足專業(yè)拓展課程和工程應(yīng)用實踐訓(xùn)練的要求

滿足《電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)》、《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動技術(shù)》等專業(yè)拓展課程實驗的要求；具有很強(qiáng)的平臺性、設(shè)計性和開放性，還可方便的用于學(xué)生進(jìn)行電力網(wǎng)課程設(shè)計、繼電保護(hù)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。同時由于實驗室設(shè)備緊密結(jié)合電力現(xiàn)場實際，可用于進(jìn)行工程應(yīng)用實踐訓(xùn)練、供配電及電力系統(tǒng)運行、調(diào)度崗前培訓(xùn)，為培養(yǎng)電氣工程技術(shù)應(yīng)用型人才發(fā)揮重要作用。

3. 作為電氣工程碩士生和專業(yè)教師研究平臺

實驗室采用具有可編程功能的開放式教學(xué)科研設(shè)備，可為研究生和教師創(chuàng)新提供電氣類科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的平臺。

4. 作為實驗、實踐、實訓(xùn)、科研、并能對行業(yè)開放為一體的綜合性多功能立體實踐教學(xué)平臺

二、實驗室設(shè)備構(gòu)成

BHXWB-III多功能繼電保護(hù)實驗系統(tǒng)是一個自動化程度很高的多功能試驗平臺，可單獨使用開出多門電氣工程專業(yè)課程的教學(xué)實驗。

1. BHPWB-III多功能繼電保護(hù)實驗臺

BHPWB-III多功能繼電保護(hù)實驗臺提供了一個典型的電力系統(tǒng)運行一次主系統(tǒng)，同時為繼電保護(hù)實驗提供一次系統(tǒng)平臺。

實驗臺由模擬一次主系統(tǒng)、BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置、BH3000微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀等構(gòu)成。

1) BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置

BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置既可用于各種繼電保護(hù)實驗，也可在電力系統(tǒng)實驗中作為線路保護(hù)裝置使用。

BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置具有數(shù)字式電流、數(shù)字式電壓、數(shù)字式功率方向、數(shù)字式差動、數(shù)字式阻抗、數(shù)字式反時限電流等多種數(shù)字式繼電器、10kV-35kV饋線成組微機(jī)保護(hù)測控裝置、110kV線路成組微機(jī)保護(hù)測控裝置、變壓器主保護(hù)裝置、變壓器后備保護(hù)測控裝置、電容器微機(jī)保護(hù)測控裝置、電動機(jī)微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)差動保護(hù)裝置、發(fā)電機(jī)后邊保護(hù)裝置等多種微機(jī)保護(hù)測控功能，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實現(xiàn)。

10kV-35kV饋線成組微機(jī)保護(hù)測控裝置功能如下：

110kV線路成組微機(jī)保護(hù)測控裝置功能如下：

變壓器后備保護(hù)測控裝置功能如下：

電動機(jī)微機(jī)保護(hù)測控裝置功能如下：

電容器微機(jī)保護(hù)測控裝置功能如下：

*發(fā)電機(jī)差動保護(hù)測控裝置功能如下：（差動類保護(hù)必須與現(xiàn)場保護(hù)一致是三相差動保護(hù)）

發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置功能如下：

為了方便實驗接線，在實驗臺內(nèi)部已經(jīng)將多功能微機(jī)保護(hù)裝置的電壓、電流輸入端子、保護(hù)跳閘和合閘信號以及斷路器跳、合位開入狀態(tài)信號引到實驗臺面板上。由于線路保護(hù)、變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)的接線不同，因此面板上設(shè)置有不同的保護(hù)接線端子區(qū)。

2) BH3000微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀

系統(tǒng)采用微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀產(chǎn)生繼電保護(hù)實驗信號，符合電力系統(tǒng)現(xiàn)場的典型實驗方式。測試儀產(chǎn)生的實驗信號可用于測試各種繼電器特性和繼電保護(hù)裝置，也可為成組繼電保護(hù)實驗提供與實際電壓互感器、電流互感器二次輸出相同的電壓、電流信號。實驗培訓(xùn)系統(tǒng)配套提供功能強(qiáng)大的綜合控制系統(tǒng)軟件，不但可進(jìn)行實時潮流分析計算，而且可進(jìn)行任意設(shè)定點的故障分析運算，并能控制測試儀實時輸出設(shè)定選配點在正常運行和故障情況下的二次電流、電壓信號。

采用互動仿真單元與功率放大單元分立的結(jié)構(gòu)，單元可獨立使用。

互動仿真單元采用800*480彩色觸摸屏顯示，多層菜單，顯示信息豐富，觸摸操作方便，人機(jī)界面極為友好，可實時顯示各種運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，信息詳細(xì)直觀。試驗操作在觸摸屏和PC上位機(jī)上均可進(jìn)行。具有8路開入、8路開出信號、10路模擬量輸出。

功率放大單元線性度好，響應(yīng)快，適用各種容性、感性、阻性負(fù)載；帶負(fù)載能力強(qiáng)，傳輸距離長，負(fù)載阻抗高的應(yīng)用；能輸出準(zhǔn)確的負(fù)荷電流，小信號輸出精度高。 采用特殊的元器件和電路結(jié)構(gòu)，保證電流、電壓放大器在連續(xù)工作較高溫升的情況下，仍有很好的特性、低失調(diào)、低漂移。長時間連續(xù)工作，仍保持穩(wěn)定可靠。

(2)裝置具有隔離的RS485通訊總線接口和網(wǎng)線接口，波特率4800～19200可設(shè)置，并向用戶提供開放的通訊協(xié)議。

(3) 統(tǒng)一、通用硬件平臺，維護(hù)方便。標(biāo)準(zhǔn)4U全鋁機(jī)箱結(jié)構(gòu)。

(4) 吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，采用工業(yè)級進(jìn)口器件，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

(5)采用獨特的可靠性設(shè)計，無可調(diào)元件，裝置穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng)

(6) 采用完善的電源管理、硬件看門狗及軟件陷阱技術(shù)，大大提高裝置的可靠性。

(7) 強(qiáng)型單元機(jī)箱按抗強(qiáng)振動、強(qiáng)干擾設(shè)計,特別適應(yīng)于惡劣環(huán)境,可分散安裝于開關(guān)柜上也可集中組屏安裝運行。

(8) 集成電路全部采用工業(yè)品或軍品，使得裝置有很高的穩(wěn)定性和可靠性。

(9) 采用32位高速數(shù)字處理芯片，配置大容量的RAM和Flash Memory，數(shù)據(jù)運算、邏輯處理和信息存儲能力強(qiáng)，可靠性高，運行速度快。

(10) 采用16位高精度DAC芯片，保證了很高的精度。

(11)  符合電力系統(tǒng)現(xiàn)場實際，采用微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀作為實驗信號源，符合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)場檢測的典型試驗方式，滿足對繼電保護(hù)裝置及繼電器的現(xiàn)場測試試驗要求。

*(12)  強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能，多臺測試儀可聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二次信號源網(wǎng)絡(luò)，在上位PC機(jī)設(shè)計組態(tài)和電力系統(tǒng)分析計算軟件完成各個電壓等級的一次輸配電網(wǎng)絡(luò)的真實組態(tài)；輸入一次設(shè)備的真實參數(shù)，即可完成系統(tǒng)的潮流計算和針對系統(tǒng)中任意點發(fā)生任意故障的短路計算；輸入各測控點真實電流互感器和電壓互感器的變比，即可得到該測控點真實的二次電流、電壓值；系統(tǒng)中裝設(shè)微機(jī)保護(hù)測試儀的測控點，可以同步向該測控點的微機(jī)保護(hù)硬件平臺發(fā)送該點真實二次電流、電壓模擬信號，以檢驗各保護(hù)的動作情況。由組態(tài)軟件組態(tài)的一次主接線直觀、真實，輸入真實的設(shè)備參數(shù)，可以在系統(tǒng)中任意點設(shè)置故障類型，很方便的進(jìn)行潮流計算和短路計算，由微機(jī)保護(hù)測試儀同步發(fā)出各測控點的二次電流、電壓信號，這比用調(diào)壓器、移相器、電阻和測量儀表模擬的一次系統(tǒng)要直觀、真實、方便、準(zhǔn)確。

*(13)控制方式：自帶觸摸屏操作界面、PC機(jī)遠(yuǎn)程實時控制

3）常規(guī)繼電器

實驗系統(tǒng)中包括常規(guī)電流繼電器、電壓繼電器、三相一次重合閘繼電器、時間繼電器、中間繼電器、閃光繼電器、信號繼電器、負(fù)序電壓繼電器、差動繼電器和功率方向繼電器等常規(guī)繼電器。常規(guī)繼電器既可單獨使用，也可構(gòu)成成組繼電保護(hù)使用。

4）BHV3.0電力網(wǎng)信號源仿真系統(tǒng)

用于仿真試驗信號，測試各種繼電器的動作特性。由變電站信號控制主機(jī)組成，并與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀構(gòu)成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用信號源控制主機(jī)設(shè)置變電站模型，控制多臺微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀發(fā)出信號，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當(dāng)模擬變電站正常運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行變電站潮流計算，控制主機(jī)將計算出的潮流信號通過網(wǎng)絡(luò)通信同步下載到多臺測試儀中，由信號源系統(tǒng)產(chǎn)生模擬量和各種開關(guān)量給保護(hù)測控系統(tǒng)；當(dāng)模擬系統(tǒng)故障運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行變電站故障運算，控制主機(jī)將計算出的故障信號同步下載到信號源系統(tǒng)中，提供給保護(hù)測控系統(tǒng)。

5）BHV3.0變電站監(jiān)控軟件

由變電站信號控制主機(jī)組成，控制主機(jī)上安裝“電力網(wǎng)信號源綜合仿真系統(tǒng)軟件”，并與各套實訓(xùn)系統(tǒng)中的微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀構(gòu)成變電站二次信號通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)變電站模型組態(tài)、潮流和故障控制。利用信號源控制主機(jī)設(shè)置變電站模型，控制多臺微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀發(fā)出信號，模擬系統(tǒng)正常運行和各種故障情況。當(dāng)模擬變電站正常運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行變電站潮流計算，控制主機(jī)將計算出的潮流信號通過網(wǎng)絡(luò)通信同步下載到多臺測試儀中，由信號源系統(tǒng)產(chǎn)生模擬量和各種開關(guān)量給保護(hù)測控系統(tǒng)；當(dāng)模擬系統(tǒng)故障運行時，電力網(wǎng)信號模擬仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行變電站故障運算，控制主機(jī)將計算出的故障信號同步下載到信號源系統(tǒng)中，提供給保護(hù)測控系統(tǒng)。

四、實驗項目

（一）繼電器特性實驗

1. 常規(guī)電流繼電器特性實驗

2. 常規(guī)電壓繼電器特性實驗

3. 常規(guī)功率方向繼電器特性實驗

4. 常規(guī)差動繼電器特性實驗

5. 信號繼電器實驗

6. 時間繼電器實驗

7. 中間繼電器實驗

8. 重合閘繼電器實驗

（二）繼電保護(hù)成組實驗

1. 最大、最小及正常運行方式下電流保護(hù)實驗

2. 電流速斷保護(hù)實驗

3. 電流速斷保護(hù)與三相一次重合閘綜合實驗

4. 限時電流速斷保護(hù)實驗

5. 限時電流速斷保護(hù)與三相一次重合閘綜合實驗

6. 過電流保護(hù)實驗

7. 過電流保護(hù)與三相一次重合閘綜合實驗

8.電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)實驗

9. 三相一次重合閘實驗

10. 低電壓起動的過電流保護(hù)實驗

11. 電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)與三相一次重合閘綜合實驗

（三） 微機(jī)保護(hù)實驗

1. 數(shù)字式繼電器特性實驗

1) 數(shù)字式電流繼電器特性實驗

2) 數(shù)字式電壓繼電器特性實驗

3) 數(shù)字式功率方向繼電器特性實驗

4) 數(shù)字式差動繼電器特性實驗

5) 數(shù)字式阻抗繼電器特性實驗 

6) 數(shù)字式反時限電器特性實驗 

2. 微機(jī)保護(hù)綜合實驗（可設(shè)置任意實驗?zāi)Ｐ?，并能進(jìn)行故障錄波）

1) 10kV-35kV饋線保護(hù)綜合實驗

2) 110kV線路保護(hù)綜合實驗

3) 變壓器保護(hù)綜合實驗

模擬重瓦斯告警、跳閘實驗

模擬輕瓦斯告警實驗

模擬超溫告警、跳閘實驗

模擬過溫告警實驗

4) 電容器保護(hù)綜合實驗

5) 電動機(jī)保護(hù)綜合實驗

6) 發(fā)電機(jī)差動保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)差動速斷保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)比率制動差動保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)模擬超溫保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)模擬過溫保護(hù)實驗

7) 發(fā)電機(jī)后備保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)過電流保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)低電壓閉鎖過電流保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)零序過壓保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)負(fù)序過壓保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)低電壓保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)模擬超溫保護(hù)實驗

l  發(fā)電機(jī)模擬過溫告警實驗

（四）二次回路實驗

（五）變電站綜合自動化實驗

1. 變電站監(jiān)控實驗

2. 遙測、遙控、遙信操作功能實驗

3. 變電站倒閘操作實驗、實訓(xùn)

4. 變電站送電操作實訓(xùn)

5. 變電站停電操作實訓(xùn)

6. 繼電保護(hù)接線實驗

7. 110kV線路保護(hù)實驗

8. 變壓器保護(hù)實驗

9. 10kV線路保護(hù)實驗

10. 電容器保護(hù)實驗

11. 電動機(jī)保護(hù)實驗

（六）電氣工程專業(yè)課程設(shè)計

可用于進(jìn)行發(fā)電廠電氣、電力網(wǎng)、繼電保護(hù)課程設(shè)計，方便地檢驗課程設(shè)計成果。

（七）畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新科研平臺

系統(tǒng)通信協(xié)議開放，可作為保護(hù)、測控、變電站綜合自動化等相關(guān)方向的畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新科研平臺。

五、技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)核心設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如下：

1. BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置

1) 工作環(huán)境條件

i. 環(huán)境溫度：-10℃－40℃

ii. 相對濕度：5%－95%

2) 交流電源

i. 額定電壓： AC220V

ii. 允許偏差：-15%－+15%

iii. 頻率：50Hz±0.5 Hz

iv. 波形：正弦波，波形畸變<5%

3) 額定參數(shù)

i. 交流電流：5A

ii. 交流電壓：相電壓57.7V

iii. 頻率：50Hz

iv. 直流電壓輸出： DC24V

v. 保護(hù)電流工作范圍：2.5A－40A

vi. 保護(hù)電壓工作范圍：5V－120V

4) 保護(hù)精度

i. 電流精度：0.5%

ii. 電壓精度：0.5%

iii. 時間精度：±10ms

iv. 裝置瞬動時間：≤40ms

2. BH3000多功能微機(jī)型繼電保護(hù)試驗測試儀

1) 工作環(huán)境條件

i. 環(huán)境溫度：－10℃~ 40℃

ii. 相對濕度：5%~ 95%

iii. 交流電源電壓：220V±10%，50Hz±1%

2) 可調(diào)交流電壓輸出

i. 輸出范圍：四相，每相0~70V（有效值）

ii. 輸出功率：每相20VA

iii. 響應(yīng)速度：<300us

iv. 輸出電壓精度：≤0.5%

3) 可調(diào)交流電流輸出

i. 輸出范圍：六相，每相0~20A（有效值）

ii. 輸出功率：每相100VA

iii. 響應(yīng)速度：<300us

iv. 輸出電流精度：≤0.5%