1、系（部）與建設項目相關的現有實驗條件
本系已經建成多個專業(yè)實驗室，但現有實驗室都是針對單一課程建設的，嚴重缺乏一個綜合性的實驗實訓室；整體實驗室管理相對較為成熟，實驗室利用率高，整體實驗效果明顯。
本系師資力量充足，年齡結構偏年輕化，教師專業(yè)能力強，精力充足，繼續(xù)學習研究的意愿強，能夠充分利用實驗室資源進行優(yōu)秀課程的開發(fā)、實驗內容的開發(fā)以及相關科研項目的研究，另外本專業(yè)教師學習能力強，具有多名雙師型教師，實踐教學經驗豐富，能夠快速掌握先進的實驗設備，并且充分利用實驗設備。
2、建設項目的必要性
智能變電站的建設是電力行業(yè)新技術發(fā)展的一個巨大進步，是將現代化智能技術應用于電力行業(yè)的具體體現。相對于傳統(tǒng)的變電站來說，智能變電站是一個全新的綜合性智能化控制體系，是在計算機技術、信息技術、通信技術、輸配電技術的等基礎上融合發(fā)展起來的綜合智能化設備的集合。智能變電站能夠通過自身的智能化設備，對所需信息進行采集、分析、整合、處理，進而實現信息共享，同時還能對電網系統(tǒng)進行監(jiān)控和智能化調節(jié)，并且兼?zhèn)浔Ｗo、測量、控制、計算、檢測等多種功能。智能變電站從性能上來說具有可靠性、交互性、集成性、環(huán)保性、綜合性的特點，總之智能變電站是傳統(tǒng)變電站的升級版、完善版。所以智能變電站自然是時代發(fā)展的趨勢。
隨著智能變電站的發(fā)展，自然需要大量掌握智能變電站相關知識的應用技術型人才。就需要高校的相關專業(yè)根據行業(yè)動向的變化及時調整并增加與此有關的教學。以此為依據，本系已經對傳統(tǒng)電氣、建筑電氣、自動化等專業(yè)進行了調整，另外還開設了智能電網的新專業(yè)，以適應行業(yè)的變化。調整中最重要的環(huán)節(jié)是對教學內容進行調整，而在相關教學內容中，實踐教學又是其中最重要的一個環(huán)節(jié)之一，現已增加《變電站崗位實訓》、《繼電保護課設》等實踐內容。
但是本系現有實驗室大部分針對性比較單一，不能夠滿足上述實踐教學綜合性的要求，迫切需要一個能夠進行綜合性實訓的實驗室實訓室，所以總之智能變電站自動化技術實訓實驗室的建設是非常必要的。
3、建設項目的意義和作用
3.1建設項目的目的和意義
1、該實驗實訓室建成后，可以提升整個人才的培養(yǎng)。該實驗實訓室以提升應用技術型人才的實踐能力為核心，培養(yǎng)一批職業(yè)道德良好、專業(yè)素質優(yōu)秀，熟悉業(yè)內行業(yè)標準，掌握相關專業(yè)知識，把握行業(yè)發(fā)展趨勢，能針對性地解決實際問題和復雜工程問題的應用技術型人才，更好地適應社會經濟發(fā)展的需要；
2、可以更好的進行課程整體融合，學科交叉融合，實現綜合型、設計型、體驗型課程開發(fā)與科研相結合的整體建設格局；
3、有助于提升教師的教學技能，提升教師的業(yè)務能力，在教學內容和教學方法方面進行改進，加強理論與實踐結合的力度，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高教學質量；
4、有助于提升專業(yè)建設和學科建設，本系中電氣工程及其自動化專業(yè)2017年獲批河南省民辦品牌專業(yè)，電氣工程及其自動化專業(yè)和自動化專業(yè)在2017年獲批河南省第九批重點學科，該實驗室實訓室的建成有利于以上兩個項目的建設。
3.2建設項目的作用
總體來說，該實驗室的建設能夠起到以下作用：
1、加強電氣工程省級品牌專業(yè)與重點學科的建設，實現理論與實踐的有機結合。
2、使學生通過實驗，掌握強電方面有關操作。
3、配合相關課程的學習實現實訓教學和實驗。
4、通過實物模型，完成學生認知多種繼電器。
5、培養(yǎng)學生的獨立思考能力和動手能力，使學生在學校階段完成相關實習項目。
6、完成相關創(chuàng)新實踐的工作和產品。
7、能夠滿足目前的教學基本需要
8、另該實驗室的建設還能夠使教學工作和實踐環(huán)節(jié)正常進行。適應電氣工程（含專升本）、智能電網專業(yè)等的教學需要。且這些工科專業(yè)實踐性較強，為滿足實踐教學需要，建設該實驗室必要、可行。
3.3實驗項目在課程中的地位
本實驗項目屬于實踐課程體系里的綜合實踐類課程，從某角度來講，可以解決電氣、自動化等相關工程專業(yè)實習難的問題。該裝置屬于綜合性實驗設備，涵蓋了開設的“繼電保護”、“電氣設備”、“電力工程”、“電力系統(tǒng)綜合自動化”、“工廠供電”及“電力系統(tǒng)分析”、“ 電力工程綜合課設”、“ 自動控制系統(tǒng)實訓”、“ 變電站運行崗位實訓”等專業(yè)課程所要求的實驗項目，涵蓋面廣，能夠滿足日常教學要求。本實驗項目可以把實際場景搬入課堂，讓學生有機會接觸實際情況，既了解變電站運行的實際情況，又能夠深入理解復雜抽象的理論知識點，提升學生的實際動手能力。本實驗實訓室項目綜合性強，實踐內容豐富，彌補了現有實驗室實驗項目比較單一的缺點。
4、本實驗裝置的特點簡介
本實驗實訓室所用設備“智能變電站自動化技術實訓實驗裝置”具有以下特點：
（1）綜合性強 綜合了目前國內各類院校相關課程的主要實驗實訓項目，一些課程可在實驗室現場開設、講授。設備利用率高。
（2）適應性強 能滿足各類學校相應課程的實驗教學，實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置采用組件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加部件即可。
（3）整套性強 從儀器儀表、專用電源、電機及其它實驗部件到實驗連接專用導線等均配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結合實驗的需要進行配置。
（4）直觀性強 各實驗掛件采用分隔結構形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務明確，操作、維護方便。
（5）科學性強 裝置占地面積少，節(jié)約實驗用房，減少基建投資；配套的小電機均經特殊設計，可模擬中小型電機的特性和參數；小電機耗電少，節(jié)約能源；實驗噪聲小，整齊美觀，改善實驗環(huán)境；電氣控制實驗，內容豐富，設計合理，除了加深理論知識外，還為學生走向社會打下良好的基礎。
（6）開放性強 控制屏供電隔離（浮地設計），并設有內、外電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，使用方便；各測量儀表均有保護功能。擬購進設備共1臺，基本可以滿足教學要求。設備價格從某品牌產品宣傳冊上查到。
5、建設項目調研情況
本系教師項目申請過程中去鄭州輕工業(yè)大學進行了調研，該校現已開設智能電網專業(yè)并已經建成相關實驗室。
6、建設項目適用學科專業(yè)
本實驗實訓室建成后適用電子信息學科，電氣、智能電網、電氣專升本、自動化、建電專業(yè)，應用面廣，利用率高。
7、項目完成預期的效果
通過本實驗實訓課程的學習，達到以下預期教學效果：
（1）知識能力的提升
通實驗實訓，掌握智能變電站的工作原理，了解智能變電站運行的相關應用場景；進一步理解變電站運行中抽象復雜的理論知識，掌握行業(yè)發(fā)展最新應用技術。
（2）綜合能力的提升
通過實驗實訓，使得學生熟悉業(yè)內行業(yè)標準，把握行業(yè)發(fā)展趨勢，提升動手能力，提升解決實際問題和復雜工程問題的綜合能力，更好地適應社會經濟發(fā)展的需要。
（3）素質能力的提升
通過實驗實訓，提升學生團隊協作、資料查找、工具運用、報告撰寫、人際交往等各方面的素質都有所提升，成為受企業(yè)歡迎的高素質人才。
8、項目教學模式
本項目可進行的教學模式多樣，能夠滿足各類實踐教學的需求。其教學模式有：
（1）傳統(tǒng)的驗證型實驗：繼電器的認識、電氣設備的性能、先進傳感器的性能、智能變電站智能終端實驗等；
（2）綜合型實驗實訓：變電站運行崗位實訓、智能變電站實訓、電力系統(tǒng)綜合課設、智能變電站自動控制實驗等；
（3）設計型實驗：繼電保護課設、智能電網通信系統(tǒng)實驗、變電站自動化系統(tǒng)網絡及監(jiān)控實驗等；
（4）開放型實驗：可供學生和教師對本學科內容進行進一步的研究探索，參加學科競賽等。
一、 概 述
該變電站綜合自動化實訓系統(tǒng)由一次系統(tǒng)屏、二次保護柜、變電站后臺系統(tǒng)三部分組成。一次系統(tǒng)采用典型的110kV變電站工程為模型，設兩臺主變，均為有載調壓型；設兩路進線，110kV側和10kV側采用單母分段,35kV側采用單母分段帶旁母接線。變電站綜合自動化實訓系統(tǒng)二次部分全部采用微機型繼電保護裝置和測控裝置，分為四個保護柜安裝；能上傳數據，接受監(jiān)控主機命令，完全滿足“四遙”功能和遠動的要求。同時采用多串口卡，很好地解決了保護裝置與后臺系統(tǒng)間通訊瓶頸問題。
二、 特 點
1. 變電站綜合自動化實訓系統(tǒng)設有典型完整的一次系統(tǒng)，開關、刀閘采用不同類型開關操作，互鎖設置完備。 電氣回路可設置多種類型故障；
2. 二次繼電保護裝置配置完整；
3. 間隔層設備性能良好，運行可靠；
4. 通信系統(tǒng)具備獨立的通信信道，滿足無人值班要求；
5. 成套性好，一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)配置齊全；
6. 開放性強，保護測控裝置采用標準通訊協議，軟件系統(tǒng)采用工業(yè)組態(tài)軟件，開放協議。
三、實訓項目
線路保護類
(1) 系統(tǒng)正常﹑最大﹑最小運行方式
(2) 電氣系統(tǒng)短路
(3) 微機保護裝置基本功能測試
(4) 微機定時限過電流保護
(5) 微機無時限電流速斷保護
(6) 微機帶時限電流速斷保護
(7) 階段式電流保護
(8) 運行方式對保護靈敏度的影響及靈敏度校驗
(9) 電流電壓連鎖保護
(10) 反時限保護實驗
(11) 階段式過電流保護與自動重合閘前加速
(12) 階段式過電流保護與自動重合閘后加速
(13) 功率方向過電流保護
(14) 零序電流保護
(15) 過負荷保護
(16) 低壓減載
線路設計性實訓（自行設計、接線、動作試驗）
(1) 電流電壓連鎖速斷保護與過電流保護
(2) 電流電壓連鎖速斷﹑過電流綜合保護與自
動重合閘
(3) 反時限電流保護與過電流保護
(4) 反時限﹑過電流綜合保護與自動重合閘
(5) 電流電壓連鎖保護與自動重合閘前加速
(6) 電流電壓連鎖保護與自動重合閘后加速
(7) 反時限過電流與自動重合閘前加速保護
(8) 反時限過電流與自動重合閘后加速保護
線路綜合保護
(9) 110kV線路綜合保護（中性點直接接地）
(10) 35kV線路綜合保護（中性點通過線圈接地）
(11) 10kV線路綜合保護（中性點不接地）
變壓器保護
(12) 系統(tǒng)正常運行及不平衡電流的測量
(13) 模擬變壓器瓦斯保護
(14) 變壓器的電流速斷保護
(15) 微機變壓器縱差動保護整定
(16) 變壓器的二次諧波制動實驗
(17) 變壓器差動速斷保護
(18) 三繞組變壓器差動保護
(19) Y/Y-12雙繞組變壓器差動保護
(20) Y/△-11雙繞組變壓器差動保護
(21) 對比率制動特性的研究
(22) 雙繞組變壓器的過電流保護
(23) 三繞組變壓器的過電流保護
(24) 變壓器低電壓起動過電流保護
(25) 變壓器復合電壓起動過電流保護
(26) 中性點直接接地運行變壓器零序保護
(27) 部分中性點接地運行變壓器零序保護
(28) 雙繞組變壓器的過負荷保護
(29) 三繞組組變壓器的過負荷保護
變壓器設計性實訓（自行設計、接線、動作試驗）
(30) Y/△-11雙繞組變壓器過電流保護
(31) Y/△-11雙繞組變壓器過負荷保護
(32) 雙繞組變壓器綜合保護
(33) 三繞組變壓器綜合保護
10kV電容器組保護
(34) 三段電流保護
(35) 過電壓保護
(36) 低電壓保護
(37) 不平衡電壓保護
(38) 不平衡電流保護
(39) 零序電流保護
(40) 電容器組綜合保護
自動裝置
(41) 自動重合閘（前加速、后加速、檢同期、檢無壓）
(42) 備用電源自動投入（進線備投、母聯備投）
(43) 電壓無功自動控制（后臺軟件實現）
一次系統(tǒng)倒閘操作
變電站綜合自動化系統(tǒng)
四、 主要配置清單
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 單位 | 數量 |
| 1 | 35/10KV系統(tǒng)控制屏 | 1240×600×1800 | 臺 | 1 |
| 2 | 10/0.4KV系統(tǒng)控制屏 | 1240×600×1800 | 臺 | 1 |
| 3 | 保護測控柜 | 800×600×1800 | 臺 | 4 |
| 4 | 電壓表 | 6L2 | 4 | |
| 5 | 多功能智能儀表 | 液晶顯示 | 4 | |
| 6 | 模擬斷路器開關 | 按鈕開關，旋鈕開關 | 套 | 41 |
| 7 | 電壓互感器 | 套 | 1 | |
| 8 | 電流互感器 | 套 | 16 | |
| 9 | 無功補償控制器 | 指月 4路 | 套 | 1 |
| 10 | 微機線路保護 | DB-8001 | 3 | |
| 11 | 微機變壓器后備保護 | DB-8003 | 3 | |
| 12 | 微機變壓器差動保護 | DB-8004 | 4 | |
| 13 | 微機備自投裝置 | DB-8005 | 2 | |
| 14 | 微機電容器組保護裝置 | DB-8008 | 2 | |
| 15 | 模擬有載調壓裝置 | 套 | 1 | |
| 16 | 附件 | 批 | 1 | |
| 17 | 電力后臺監(jiān)控軟件（非組態(tài)版） | 配套微機保護 | 套 | 1 |
| 18 | 電力系統(tǒng)微機保護裝置開發(fā)平臺 | 套 | 1 | |
| 19 | 實訓指導書 | 本 | 1 |
1、概述
電力綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)支持基于多種通訊方式的分布式體系結構，采用對象化的設備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠動的數據列表方式變?yōu)閷哟畏绞剑瑢ο髮哟慰梢匀我馇短祝軌蚋庇^更方便地反映電力系統(tǒng)的構成。
2、監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊
數據采集處理SCADA 模塊
事件顯示/打印/報警模塊
圖形畫面歷史報表顯示打印模塊
圖形編輯器模塊
數據庫定義模塊
報表編輯器模塊
規(guī)約管理器模塊
歷史存檔模塊
3、監(jiān)控系統(tǒng)的特點
1） 嵌入式實時庫與商用庫MS SQL Server 的無縫連接方式，以實時庫為核心，實時數據的讀寫完全從內存獲得，系統(tǒng)實時數據庫是層次半關系型結構，滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求，數據及進程可動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負載的動態(tài)平衡，提高了系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。
2） 采用獨特的網絡事件驅動技術，在多種協議之上建立有用于網絡消息傳送的SoftBus信道，系統(tǒng)中各網絡結點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅動的技術，使系統(tǒng)在網絡分布的形式下更好的遵守面向對象的設計思想，結構更加清晰。
3） 系統(tǒng)可根據不同的行政管理劃分、地理位置信息、傳輸量及實時性要求，提供多種手段和方法構筑一個完善的分布式應用拓撲網絡體系。
4） 采用組件對象模型的系統(tǒng)架構，其規(guī)范為IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970為SCADA/EMS 組件架構標準基礎是美國電科院的CCAPI IEC 61968 ，為 DMS/LMS 配網電能計量負荷管理的組件架構標準，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動化領域的實現。上述優(yōu)點是提供統(tǒng)一的應用接入標準，提供統(tǒng)一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術，提供統(tǒng)一命令操作接口，優(yōu)化分布式系統(tǒng)的效率。
5） 在與廠站或遠方其他客戶服務族互聯時，支持多種標準網絡通信協議，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墻Firewall 機制有效隔離廣播風暴。
6） 軟件開發(fā)是利用建立在ActiveX 基礎上的32 位的軟件編譯平臺，采用面向對象的設計思想，軟件功能模塊可重新組態(tài)，保證了系統(tǒng)的可擴展性及可維護性。
7） 具有多種類型的規(guī)約庫，包括部頒POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 103)規(guī)約等，可按透明半透明不透明方式進行規(guī)約轉換或轉發(fā)。
8） 系統(tǒng)具有遠程維護系統(tǒng)調試軟件更新故障排除等功能。
9） 基于SVG 圖形標準的統(tǒng)一界面，SVG 圖形標準被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件，能夠將它嵌入到其它的應用中，可以通過Web 向Internet 發(fā)布界面，與應用系統(tǒng)無關，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統(tǒng)一管理。
10） 在采用雙網結構時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網絡負載的功能，在進行擾動數據傳輸時此功能能更好地保證系統(tǒng)的實時性。
11） 提供一種功能強大直觀的高級計算處理語言，它所計算處理的對象直接選自實時數據庫，計算結果可帶時標存入數據庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環(huán)境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數、LOG 函數、邏輯運算、位操作、系統(tǒng)時鐘條件判斷、循環(huán)語句、自定義過程調用、返回語句、函數調用、數據庫操作、用戶定義變量等。
12） 數據庫能在線生成、修改和擴充，所有數據按名稱訪問，數據讀寫與數據處理對象綁定，與數據駐存地無關。
13） 監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級應用軟件模塊：電壓無功控制VQC 應用模塊、故障錄波顯示分析應用模塊、小電流接地選線應用模塊、五防系統(tǒng)應用模塊等各個應用模塊。既可與監(jiān)控系統(tǒng)一體化運行，也可自成系統(tǒng)單獨運行。
14） 具有網絡拓撲分析和動態(tài)著色功能，動態(tài)著色是根據電網拓撲監(jiān)視出的設備狀態(tài)信息，以不同的顏色直觀地顯示出電力系統(tǒng)各個設備的電氣狀態(tài)。
4、主要功能
4.1、數據采集及處理功能
按電氣間隔分布配置或集中配置綜合測控終端完成開關量模擬量脈沖量等信息的采集及處理，并將處理后的信息上傳。
4.2、控制操作功能
控制各電氣間隔的斷路器、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級工作站實現，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。
4.3、防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能可以設計操作閉鎖邏輯，達到防誤操作。
4.4、報警及事件記錄功能
將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE 、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統(tǒng)一管理分類記錄并處理。
4 .5、歷史記錄功能
負責定期地將處理后的數據保留入歷史庫以供趨勢分析統(tǒng)計計算之用。
4.6、顯示打印功能
支持多窗口分層顯示各種接線圖、地理圖、系統(tǒng)圖、曲線潮流圖、事件列表、保護信息報表、三維棒圖等，可人工自動或定時打印各種報表曲線事件等。
4.7、 操作票系統(tǒng)功能
能生成預演執(zhí)行管理及打印操作票
4.8、保護設備管理功能
保護設備庫管理、定值召喚及設置保護信息的處理等。
4.9、故障錄波分析功能
對系統(tǒng)采集的擾動數據處理保存并進行波形顯示故障分析打印等
4.10、 電壓無功控制功能
按十五區(qū)圖以手動或自動方式進行電壓無功控制VQC
4.11 、小電流接地選線功能
發(fā)生小電流單相接地時系統(tǒng)自動報警并顯示出接地的線路及相別
4.12、系統(tǒng)自診斷與自恢復功能
系統(tǒng)會不斷的進行自我診斷，如發(fā)生錯誤，會自行修復
4.13、遠動功能
可以實現數據的上傳及遠方控制
4.14 、遠程監(jiān)視和維護功能
利用Modem 實現遠程監(jiān)視及維護
4.15、 OPC服務器功能
可以作為OPC服務器使用，實現數據的無界限共享
5、主要技術指標
5.1、系統(tǒng)最大容量
遙測量2048 個
遙信量4096 個
遙控量256 個
遙調量128 個
電度量128 個
5.2、測控精度
5.2.1、模擬量測量準確度
交流電流電壓量 0.2%
直流電流電壓量 0.2%
功率電度量 0.5%
頻率 0.02Hz
5.2.2 脈沖輸入量
允許脈沖寬度 10ms
允許脈沖電平 30V
5.2.3 事故順序記錄
記錄分辨率 2ms
5.2.4 遙控動作成功率
遙控動作成功率 100%
5.3有實時數據的畫面整幅調出響應時間
畫面調入 2s
數據刷新 1s(可設定)
5.4數據處理速度
從數據采集到主站顯示 3s
遙調命令傳輸時間 2s(可設定)
遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時間1s(可設定)
5.5數據通信
5.5.1 站內通信
以太網結構網絡、ModBus-RTU
5.5.2遠方轉發(fā)
主備信道自動切換
速率300～64000 bps
5.6 歷史數據存檔
測量數據存檔最小時間間隔為1Min 生存周期為2年
保護信息事件記錄越限記錄等生存周期為1年
5.7 系統(tǒng)可用率
系統(tǒng)可用率 99.98%
5.8 平均無故障時間
平均無故障時間(MTBF) 50000h
5.9 使用環(huán)境
環(huán)境溫度 間隔層設備-20℃～+60℃
相對濕度 32%
