电力系统继电保护实验教学系统探究

【摘要】面对现在微机保护技术的发展趋势以及我国高校微机保护实验的不足，需要研发出一套电力系统微机继电保护实验教学系统，提出利用集成开发环境VB6.0的软硬件、总线工控机、嵌入式控机PC/O4以及DSP芯片结合的设计方案，并对系统的软件的设计部分、主要硬件构成、原理框图进行分析。发现该系统可以帮助学生完成电力系统继电保护方面的课程，不仅可以进行微机保护实验，还可以进行常规保护实验，同时可以完成自己设计的保护实验，从而促进实验研究的顺利实施。

【关键词】电力系统；继电保护；实验教学

作者简介：陈静（1976-)，女，汉族，四川都江堰人，四川水利职业技术学院，本科，助理实验师，研究方向：电力系统自动化电气实验教学

1 前言

选择我国现在的电力系统继电保护实验存在种类较少，功能简单的缺点，要找齐所有的设备不仅需要许多存放的地方，还需要大量的资金。我国许多具有电力系统的学校在继电保护实验室的设施比较落后。研发一种比较科学的微机继电保护多功能实验系统已经成为提高教学质量的途径。为了完成教学目标，需要设计出一套电力系统微机继电保护实验教学系统。在教学系统根本上突破了以往的只能实现一种保护功能的不足，增加了多种保护功能，从而使学生在教学当中可以完成某项研究。

2 设计系统的内容

教学系统主要包括：电力系统信号发生器、基本教学系统、常用的继电保护实验设备。常用的继电保护实验设备包括嵌入式控机PC/O4以及DSP芯片等，同时也包含了收集信息、处理信息，应用信息等方面。其作用是可以在线编制保护程序并下载实现科学研究和高级试验、通过多媒体教学系统和网络相连实现形象教学、测试装置主要环节的电路工作原理。电力系统信号发生器与基本教学系统使用信号线来连接，然后接受信号发生器提供的能量，通过信息采集、数据过滤、信号转换形成数字信息，最后帮助学生进行静模检测，使其可以在新型的教学系统中获得实验需要的信息和资料。

3 图形化软件系统设计

3.1 图形处理模块

图形操作包含图元的打印、储存、转换、编写、画图等。而这些图元与实验的电气元件有着重要的联系，包含常用线路、主线、断路器、变压器、发电机等。图形处理功能表现在对图形进行制作和确定位置的。客户只要使用鼠标点击既定按钮进行操作就可以画出需要的元件图像，从而可以解决了使用人工进行操作的麻烦。但在画元件图像时要注意几点：第一是要注意绘图模式与颜色的应用，第二是要根据具体情况使用VB6.0提供的各种图形方法。通过背景的突显，再结合绘图的既定模式进行图元的制作，可以有效提高学生进行图形处理的效率。

3.2 系统计算的内容

教学系统以界面为接入口，以数据库为实验操作的指挥处。由于系统添加了科学的可视化制作技术，系统的各种功能都可以在界面中进行展示。客户可以通过录入信息、修改资料、查阅资料来获得想要的效果[1]。同时也可以通过设置个性化的运行方法，来处理各种类型的信息。在另一方面系统可以计算出各种故障的的原因和后果。客户经过应用系统来计算所有线路和元件的故障，并且计算结论放到数据库里进行查找，准确的结果在系统的界面中进行显示[2]。

3.3 应用数据库的方法

对电力系统中的各个设备、参数进行管理需要建设相应的模型，而模型则需要详细的数据内存才能正常运行。而整个系统的基础是数据库的设计应用。其包含有图形元件的位置参数以及各个网络架构的所有结构参数等资料[3]。数据库是所有基础的数据的集中营。它具有使应用程序简单化、加快应用程序运行的时间，保持数据和程序独立的特点。客户可以把所有故障计算的结果放在数据库之中，然后显示为各种内容的报表，不仅可以方便学生查找资料，也可以帮助学生提高进行实验的进度，使其可以更快得到准确的实验结果。

3.4 应用软件功能的方法

教学系统经过对对图形进行处理，对故障进行处理以及对数据库进行管理可以使保护实验顺利进行。把系统的信息转换成图形或者表格，可以提高学生对教学系统的认识，同时可以加深对对保护实验的运行过程了解以及对抽象的继电保护实验原理的理解，并且系统内部的信号显示模块可以工具也可以显示继电保护系统存在的优势和劣势等，方便学生进行继电保护系统的探究。在另一方面，教学系统不但可以满足学生对继电保护系统进行探究的要求，还可以按照学生的需要进行延伸教学系统的内容从而满足实验要求。

4 电力系统继电保护实验基本内容和要求

以往的电力系统继电保护原理实验的要求包含熟悉对继电保护的基本内容，操作方法以及结构原理等。经过动手进行实践，可以有效提高学生对继电器的基本原理的掌握程度。同时因为对继电保护系统进行研究，可以发现在实验当中，不仅要熟悉电力系统继电保护的操作方法，还需要加强对保护装置的灵活应用。通过教学系统的探究可以帮助学生完成电力系统方面的课程。在另一方面，继电保护教学实践需要依据教学大纲的要进行实施，同时也突出实验目的和作用。有了这一套科学的、合理的继电保护实验系统，学生在实验过程中，不仅可以进行微机保护实验，还可以进行常规保护实验，同时可以完成自己设计的保护实验。

5 结语

面对现在培训的微机保护实验、电力系统实验存在种类较少，功能简单的缺点，要找齐所有的设备不仅需要许多存放的地方，还需要大量的资金。同时随着时代的发展，以往的继电保护实验装置也在慢慢地无法跟上科研和教学的脚步。根据系统的不足之处，本文加强对电力系统继电保护实验教学系统的探究。该系统采用太网、嵌入式控机PC/O4以及DSP芯片进行结合的硬件电路，同时根据实验进行的情况使用高级语言的集成开发环境VB6.0研发了具有针对性和可行性的多媒体教学及计算机控制系统，使一套实验装置得以顺利完成多种保护功能实验，有利于我国电力系统继电系统教学的完善，使学生可以更好地应用培训的微机保护实验、电力系统实验来完成某项研究，促进自身应用水平的提高。

参考文献：

[1]陈达银.创新实验室建设中几个问题的探讨[J].实验技术与管理,2015(01):12-14.

[2]黄琴,杜风沛,王志敏.高校实验教学质量控制系统分析[J].实验技术与管理,2015(01):25-26.

[3]安小君,陈辉.基于ASP的电力巡检MIS的技术实现[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2014(02):23-25.

作者：陈静          单位：四川水利职业技术学院