电力系统微机保护可行性新.doc

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1、内蒙古科技大学实验室建设项目可行性报告项目名称：电力系统微机保护实验室建设项目申请单位：信息工程学院 (公章)申请金额：57.98万一、基本情况项目名称电力系统微机保护实验建设项目项目类型21新建；2扩（改）建项目性质1、2、31本科教学； 2研究生教学；3研究型实验室；4重点实验室项目基本情况2003年以来,我校信息工程学院新组建了电气工程及其自动化专业,至2007年已有第一届毕业生,2008年晋升为一本招生专业。本专业的就业情况良好。由于本专业是新专业，同时本专业也是自动化专业研究生培养基地。作为控制理论与控制工程硕士点分支专业，该实验室即可以为本科生培养，又可以为控制理论与控制工程硕士研

2、究生的科研提供了硬件支撑。目前本专业有电力系统继电保护实验室和电气自动化综合实验室，按目前的状况，仅能开展电力系统继电保护实验、电力系统自动装置、电力系统分析课程的实验。电力系统微继电保护课程是发电厂及电力系统专业的一门的专业核心课程，是理论与实践并重的专业必修课。 它是研究微继电保护技术和继电保护装置及其在电力系统中应用的一门学科；为培养电力系统及其自动化高等工程技术应用型人才而设置的。通过学习使学生获得电力系统继电保护必要的基本理论、基本知识和技能，为以后分析、解决本专业的一般技术问题奠定基础。通过实践训练可以使学生获得电力系统继电保护必要的基本理论、基本知识和技能，明确继电保护工作对电力

3、系统安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感和培养其严谨细致的工作作风，为将来分析、解决本专业的技术问题奠定基础。发电厂及电力系统专业的培养目标是针对电力系统的发展及其对人才的需求，坚持以强电为主，培养具有发电厂及电力系统专业较全面的理论知识，具有大、中、小型发电厂、变电站、工业企业供配电系统、电力网安装、维护、运行、调试、调度以及初步设计的专业基本技能，和以计算机应用为核心的电力系统自动化设备与系统的运行、管理能力的高技能、应用型人才。该实验室扩建成后，资源共享，为信息学院及高职院三个专业的本科生、研究生及教师开放性实验室。为实验教学、毕业设计、科研服务，为掌握新技术、学习最新知识等方面创造良

4、好的物质条件，促进电气工程及其自动化专业学科建设创造条件。基于以上理由，特此提出建设电力系统微机保护实验室的立项申请，恳请各级领导给与支持，确保该项目顺利实施项目负责人姓名李洁性别男出生年月19651职称副教授职务专业电气工程及其自动化电子邮箱lzjmxq联系电话相关业绩负责组建了电力系统继电保护实验室、电气自动化综合实验室等，设计开发了相应的实验、实习内容，完成多项科研项目，发表论文多篇。申请单位实验现状电气工程及其自动化目前建有两个实验室：一个是电力系统模拟式保护实验室；主要提供最基本验证实验和简单创新性实验；另一个是电气自动化综合实验室。目前，以实验研究为基础电力系统微继电保护课程已成为

5、我院电气工程及其自动化专业的必修课，仅仅依靠模拟式的保护方法无法完成该课程的实验需要。二、必要性与可行性1、 项目背景及实施项目的必要性电气工程及其自动化专业是信息工程学院于2003年新组建的一个专业，本专业培养学生在电气工程、自动化与计算机技术应用相关领域，具有科学研究、技术开发、系统运行、设备管理与维修、工程技术管理等能力。本专业自组建以来，招生和就业的形势一直非常好，招生分数也比较高。这是由于随着国国民经济的发展，电力系统配电网的改造及其自动化、电力调度自动化已成为国家重点投资、发展的行业。因此，电气工程学科专业毕业生属人才需求大的专业之一。该课程既具有较强的理论性，又具有很强的实践性，

6、课程内容与电力系统运行密切相关，对于培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，全面提高自身素质具有特别重要的作用。尤其是在我校农业电气化与自动化学科被评为辽宁省重点学科的形势下，如何进一步提高教学水平和档次，并在全国范围同类课程中起到相应的示范作用和影响力，具有非常重要的意义。2、 项目实施的可行性近年来，我国电力工业已经步入以大单机容量、大区域联网、特高电压的新时代。在这种背景下，电力系统及其自动化专业成立了微机保护实验室已势在必行。同时随着电力设备电压等级的提高、装机容量的增大，其运行可靠性要求越来越高，一次设备采用实物模拟仿真，能够真实反映电力系统稳态、暂态运行工况；能够观察到各

7、种现象的物理过程，获得明确的物理概念；模拟发电机容量不得小于三千伏安。系统接线采用典型的发变输配电结构方式，能够反映现代化电能的生产，传输，分配和使用的全过程；灵活组成多种运行方式；能够较完整的配置微机自动控制装置、微机稳定控制装置、微机继电保护以及测控和录波装置等；满足发电机频率/有功控制、发电机电压/无功控制与调节；具有系统正常运行、，故障与事故报警系统、系统解列、系统恢复等不同状态的各种对应情况下的操作功能。使学生通过对工业实际产品的学习，了解电力方面的基本法规和电力系统的最新进展与发展动态，从而具有较强的电气设备施工、安装、调试能力和电力工程技术管理的基本能力，具有较强的电厂、变电站、

8、供配电系统及电气设备运行与维护能力和现场事故分析及处理的能力，具有应用新系统、新技术的初步能力。该项目经过了较长时间的研究、论证及实践，技术水平符合当前自动化技术发展趋势。“电力系统微继电保护”课程是一门综合性的科学。它奠基于高等数学、工程数学、电路理论、电机学、自动控制理论、电力系统分析等基础理论，还与电子技术、通讯技术、计算机技术和信息科学等新理论新技术有着密切的关系。因此本课程的内容也随着相关技术的发展而不断更新、发展。 该课程既具有较强的理论性，又具有很强的实践性，课程内容与电力系统运行密切相关，对于培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，全面提高自身素质具有特别重要的作用。

9、尤其是在我校自动化学科被评为重点学科的形势下，如何进一步提高教学水平和档次，并在同类课程中起到相应的示范作用和影响力，具有非常重要的意义。本次微机保护实验室的建设是通过对华北电力大学及清华大学同类专业基础实验室的调研考察论证的基础上进行的。依据我校的办学条件和毕业生的就业方向，电力系统微机保护实验室除要满足本科电气工程及其自动化等相关专业的基础教学外，还应为学生构建完整的实践教学平台，突出强化实践能力培养的办学思路，使学生应用知识解决实际问题的能力上一个台阶，避免出现理论与实践严重脱节的问题。本项目预算合理，设备安排得当。项目完成后微机保护实验教学水平将得到大幅度的提升；本实验室的建成对于在校

10、本科生及研究生的本专业教师的科研水平也会有大幅度的促进作用。项目实施的预期效益分析此项目建成后：1、满足本科生教学必备的实验需求以及教师的科研需要，完善教学体系，每年可以为电气工程及其自动化专业本科班开设专业实验课程。本项目完成后可以直接开设的本科生实验项目有：（一）、同步发电机及自动装置实验1. 直流电动机的调速实验；2. 微机励磁调节实验；3. 同步发电机的起励实验；4. 励磁系统控制方式及其相互切换实验；5. 逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验；6. 同步发电机的强励实验；7. 欠励限制实验；8. 过励限制实验；9. 微机准同期基本操作实验；10. 手动准同期并网实验；11. 半自动准同期并网

11、实验；12. 自动准同期并网实验；13. 发电机的空载特性实验；14. 发电机的负载特性实验；15. 发电机的外特性实验；16. 发电机的调整特性实验。（二）发电机微机保护实验1. 比率制动式差动保护；2. TA断线；3. 定子一点接地保护；4. 失磁静稳阻抗保护；5. 失磁异步阻抗保护；6. 逆功率保护；7. 复合电压记忆过流保护；8. 定子过负荷保护；9. 负序过流保护；10. 低电压保护；11. 过电压保护。(三) 变压器微机保护实验1. 比率差动保护；2. 差流速断保护；3. 高压侧TA断线；4. 差流越限告警；5. 零序电压保护；6. 高压侧TV断线；7. 高压侧复合电压；8. 高压

12、侧过流I段保护；9. 高压侧过流II段保护；10. 高压侧负序过流保护；11. 高压侧过负荷保护；12. 起动通风；13. 低压侧过流I段保护；14. 低压侧过流II段保护；15. 低压侧过流III段保护；16. 低压侧负序过流保护；17. 低压侧过负荷保护；18. 零序电压保护；19. 低压侧TV断线；20. 低压侧复合电压。 (四) 输电线路微机保护实验1. 相间距离I段保护；2. 相间距离II段保护；3. 相间距离III段保护；4. 距离加速保护；5. 电流I段保护；6. 电流II段保护；7. 电流III段保护；8. 过流加速保护；9. 三相一次重合闸；10. 低频减载实验；11. 过负

13、荷保护；12. 低电压保护；13. TV断线检测；14. 电压相序检测；15. 电流相序检测。(五) 工厂变微机备自投保护实验台1. 分段自投；2. 三段式复压闭锁电流保护；3. 自产零序电流保护；4. 电流加速保护（后加速可用作母充保护）；5. 零序加速保护（后加速可用作母充保护）；6. 过负荷保护；7. TV断线告警；8. 位置异常告警；9. 分段操作回路；10. 控制回路异常告警；11. 压力异常告警。（六）工厂变微机线路保护1. 两段电流保护；2. 过流加速保护（前加速、后加速可选）；3. 三相多次重合闸；4. 低频减载保护；5. 零序电流保护；6. 零流加速保护；7. 过负荷保护；8

14、. 低电压保护；9. TV断线检测；10. 控制回路异常告警；11. 手车位置异常告警（当主接线为手车时）；12. 弹簧未储能告警；13. 压力异常告警。 (七) 电力系统分析实验1. 单回路稳态对称运行实验；2. 电力系统故障计算分析实验；3. 切机、切负荷稳定实验；4. 无调节励磁时功率特性及功率极限的测定；5. 手动调节励磁时功率特性和功率极限的测定；6. 短路类型对电力系统暂态稳定性的影响实验；7. 故障切除时间对暂态稳定的影响实验；8. 有无强励磁对暂态稳定性影响实验；9. 线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验；10. 同步发电机异步运行和再同步实验；11. 甩负荷实验；12.

15、低周减载实验。(八) 电力监控自动化系统实验1. 电力系统实时监控实验；2. 实时监测实验；3. 监控系统数据库基础数据表维护；4. 数据库中保护装置模板库及装置库配置；5. 监控软件组态及定义；6. 继保工程师站数据库基础数据表维护；7. 继保工程师站定值实时管理及查询维护；8. 继保工程师站软压板统一投退管理；9. 继保工程师站数据库基础数据表维护；10. 继保工程师站数据库中保护装置模板库及装置库配置；11. 继保工程师站监控界面的组态及定义；12. IEC 60870-5-103规约学习；13. IEC 60870-5-104规约学习；14. 故障录波；15. 报表、曲线及历史报警浏览

16、；16. 系统日志及事故追忆；17. 遥测、遥信、遥控功能实验；18. 原始波形显示。2、可以作为实训基地，将电气工程及其自动化专业实验室建设与实训相结合，为加强本科生实践环节提供了必要的设施。 3、项目风险与不确定性分析该项目经过了较长时间的研究、论证及实践，技术水平符合当前电气工程及其自动化技术发展趋势。三、实施条件1、 人员条件项目主要参加人：李洁、男、自动化系副主任、教授、电气工程及自动化专业、熟悉该项目并熟练掌握该项目的各个环节。刘景霞、女、讲师、电气工程及自动化专业、熟悉该项目并掌握该项目的各个环节。李子剑、男、讲师、电气工程及自动化专业、担任高电压与绝缘技术的教学工作，熟悉该项目

17、并掌握该项目的各个环节。张继红、男、讲师、电气工程及自动化专业、熟悉该项目并掌握该项目的各个环节。张飞、男、助教、电气工程及自动化专业、从事高电压与绝缘技术的教学工作，电气设备绝缘在线监测与故障诊断方面的研究工作。熟悉该项目并掌握该项目的各个环节。杨培宏、男、助教、电气工程及自动化专业、熟悉该项目并掌握该项目的各个环节。2、 资金条件项目投资总额约57.98万元3、 基础条件现已有实验场地，水电齐全。4、 环境评价无噪声、无污水排放，不会造成环境污染。5、 其他相关条件四、进度与计划安排 制定适应本课程发展方向的规范教学文件（包括：教学大纲、示范性授课计划、统一的授课标准）； 采用多元化教学方

18、法和手段：理论和实践教学一体化教学方法；启发讨论式教学方法；多媒体教学法； 建立以实验、综合实习和设计为主的立体教学体系； 创建新的课程教学实践评价体系； 自编一套课程教材、实验教材、综合实习设计教材。紧扣微机保护实验实践教学体系，我们在每门实验（实践）课程的内容安排也有三个层次：第一层次-基本型实验。基本型实验在巩固和加深保护课程的基本理论的基础上，重点培养学生基本实验方法和基本实验技能，为以后进行更复杂的实验打下基础。这类实验不再过分强调验证基础理论，而是以培养操作技能为主；第二层次-综合设计型实验。综合设计型实验一般是提出实验任务与要求，给定性能、功能和技术指标，由学生自己拟定实验实施方

19、案，并完成实验任务，从中全面提高学生的素质和创新能力，为以后进行创新研究型实验打下基础；第三层次-创新研究型实验。创新研究型实验是具有研究性和探索性的大型实验。研究型的实验题目往往是从科学研究、生产实践和实验室建设等项目中提炼出来的子课题或子系统。学生通过查阅资料、设计实施方案、组织实验、撰写总结报告等过程，获取新的知识和经验，得到全面组织实验的锻炼，从而培养从事科学研究和科学实验的素质和能力五、主要结论此实验室扩建成后，资源共享可满足本专业及相关专业的本科、研究生实验教学及研究，而且为师生学习掌握、应用微机保护技术提供良好的实践场所；为加强学生素质教育，探索改革实验教学内容和新方式，为本专业的发展奠定基础；促进本专业的教学和科研发展，提升其在自治区乃至全国的知名度，为将电气工程及其自动化专业实验室将来建设成为重点实验室创条件。