【摘要】面對現(xiàn)在微機保護技術(shù)的發(fā)展趨勢以及我國高校微機保護實驗的不足，需要研發(fā)出一套電力系統(tǒng)微機繼電保護實驗教學(xué)系統(tǒng)，提出利用集成開發(fā)環(huán)境VB6.0的軟硬件、總線工控機、嵌入式控機PC/O4以及DSP芯片結(jié)合的設(shè)計方案，并對系統(tǒng)的軟件的設(shè)計部分、主要硬件構(gòu)成、原理框圖進行分析。發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以幫助學(xué)生完成電力系統(tǒng)繼電保護方面的課程，不僅可以進行微機保護實驗，還可以進行常規(guī)保護實驗，同時可以完成自己設(shè)計的保護實驗，從而促進實驗研究的順利實施。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護；實驗教學(xué)

作者簡介：陳靜（1976-)，女，漢族，四川都江堰人，四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，本科，助理實驗師，研究方向：電力系統(tǒng)自動化電氣實驗教學(xué)

1 前言

選擇我國現(xiàn)在的電力系統(tǒng)繼電保護實驗存在種類較少，功能簡單的缺點，要找齊所有的設(shè)備不僅需要許多存放的地方，還需要大量的資金。我國許多具有電力系統(tǒng)的學(xué)校在繼電保護實驗室的設(shè)施比較落后。研發(fā)一種比較科學(xué)的微機繼電保護多功能實驗系統(tǒng)已經(jīng)成為提高教學(xué)質(zhì)量的途徑。為了完成教學(xué)目標(biāo)，需要設(shè)計出一套電力系統(tǒng)微機繼電保護實驗教學(xué)系統(tǒng)。在教學(xué)系統(tǒng)根本上突破了以往的只能實現(xiàn)一種保護功能的不足，增加了多種保護功能，從而使學(xué)生在教學(xué)當(dāng)中可以完成某項研究。

2 設(shè)計系統(tǒng)的內(nèi)容

教學(xué)系統(tǒng)主要包括：電力系統(tǒng)信號發(fā)生器、基本教學(xué)系統(tǒng)、常用的繼電保護實驗設(shè)備。常用的繼電保護實驗設(shè)備包括嵌入式控機PC/O4以及DSP芯片等，同時也包含了收集信息、處理信息，應(yīng)用信息等方面。其作用是可以在線編制保護程序并下載實現(xiàn)科學(xué)研究和高級試驗、通過多媒體教學(xué)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)相連實現(xiàn)形象教學(xué)、測試裝置主要環(huán)節(jié)的電路工作原理。電力系統(tǒng)信號發(fā)生器與基本教學(xué)系統(tǒng)使用信號線來連接，然后接受信號發(fā)生器提供的能量，通過信息采集、數(shù)據(jù)過濾、信號轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信息，最后幫助學(xué)生進行靜模檢測，使其可以在新型的教學(xué)系統(tǒng)中獲得實驗需要的信息和資料。

3 圖形化軟件系統(tǒng)設(shè)計

3.1 圖形處理模塊

圖形操作包含圖元的打印、儲存、轉(zhuǎn)換、編寫、畫圖等。而這些圖元與實驗的電氣元件有著重要的聯(lián)系，包含常用線路、主線、斷路器、變壓器、發(fā)電機等。圖形處理功能表現(xiàn)在對圖形進行制作和確定位置的。客戶只要使用鼠標(biāo)點擊既定按鈕進行操作就可以畫出需要的元件圖像，從而可以解決了使用人工進行操作的麻煩。但在畫元件圖像時要注意幾點：第一是要注意繪圖模式與顏色的應(yīng)用，第二是要根據(jù)具體情況使用VB6.0提供的各種圖形方法。通過背景的突顯，再結(jié)合繪圖的既定模式進行圖元的制作，可以有效提高學(xué)生進行圖形處理的效率。

3.2 系統(tǒng)計算的內(nèi)容

教學(xué)系統(tǒng)以界面為接入口，以數(shù)據(jù)庫為實驗操作的指揮處。由于系統(tǒng)添加了科學(xué)的可視化制作技術(shù)，系統(tǒng)的各種功能都可以在界面中進行展示。客戶可以通過錄入信息、修改資料、查閱資料來獲得想要的效果[1]。同時也可以通過設(shè)置個性化的運行方法，來處理各種類型的信息。在另一方面系統(tǒng)可以計算出各種故障的的原因和后果。客戶經(jīng)過應(yīng)用系統(tǒng)來計算所有線路和元件的故障，并且計算結(jié)論放到數(shù)據(jù)庫里進行查找，準(zhǔn)確的結(jié)果在系統(tǒng)的界面中進行顯示[2]。

3.3 應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的方法

對電力系統(tǒng)中的各個設(shè)備、參數(shù)進行管理需要建設(shè)相應(yīng)的模型，而模型則需要詳細(xì)的數(shù)據(jù)內(nèi)存才能正常運行。而整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計應(yīng)用。其包含有圖形元件的位置參數(shù)以及各個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的所有結(jié)構(gòu)參數(shù)等資料[3]。數(shù)據(jù)庫是所有基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)的集中營。它具有使應(yīng)用程序簡單化、加快應(yīng)用程序運行的時間，保持?jǐn)?shù)據(jù)和程序獨立的特點。客戶可以把所有故障計算的結(jié)果放在數(shù)據(jù)庫之中，然后顯示為各種內(nèi)容的報表，不僅可以方便學(xué)生查找資料，也可以幫助學(xué)生提高進行實驗的進度，使其可以更快得到準(zhǔn)確的實驗結(jié)果。

3.4 應(yīng)用軟件功能的方法

教學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過對對圖形進行處理，對故障進行處理以及對數(shù)據(jù)庫進行管理可以使保護實驗順利進行。把系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)換成圖形或者表格，可以提高學(xué)生對教學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)識，同時可以加深對對保護實驗的運行過程了解以及對抽象的繼電保護實驗原理的理解，并且系統(tǒng)內(nèi)部的信號顯示模塊可以工具也可以顯示繼電保護系統(tǒng)存在的優(yōu)勢和劣勢等，方便學(xué)生進行繼電保護系統(tǒng)的探究。在另一方面，教學(xué)系統(tǒng)不但可以滿足學(xué)生對繼電保護系統(tǒng)進行探究的要求，還可以按照學(xué)生的需要進行延伸教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容從而滿足實驗要求。

4 電力系統(tǒng)繼電保護實驗基本內(nèi)容和要求

以往的電力系統(tǒng)繼電保護原理實驗的要求包含熟悉對繼電保護的基本內(nèi)容，操作方法以及結(jié)構(gòu)原理等。經(jīng)過動手進行實踐，可以有效提高學(xué)生對繼電器的基本原理的掌握程度。同時因為對繼電保護系統(tǒng)進行研究，可以發(fā)現(xiàn)在實驗當(dāng)中，不僅要熟悉電力系統(tǒng)繼電保護的操作方法，還需要加強對保護裝置的靈活應(yīng)用。通過教學(xué)系統(tǒng)的探究可以幫助學(xué)生完成電力系統(tǒng)方面的課程。在另一方面，繼電保護教學(xué)實踐需要依據(jù)教學(xué)大綱的要進行實施，同時也突出實驗?zāi)康暮妥饔谩Ｓ辛诉@一套科學(xué)的、合理的繼電保護實驗系統(tǒng)，學(xué)生在實驗過程中，不僅可以進行微機保護實驗，還可以進行常規(guī)保護實驗，同時可以完成自己設(shè)計的保護實驗。

5 結(jié)語

面對現(xiàn)在培訓(xùn)的微機保護實驗、電力系統(tǒng)實驗存在種類較少，功能簡單的缺點，要找齊所有的設(shè)備不僅需要許多存放的地方，還需要大量的資金。同時隨著時代的發(fā)展，以往的繼電保護實驗裝置也在慢慢地?zé)o法跟上科研和教學(xué)的腳步。根據(jù)系統(tǒng)的不足之處，本文加強對電力系統(tǒng)繼電保護實驗教學(xué)系統(tǒng)的探究。該系統(tǒng)采用太網(wǎng)、嵌入式控機PC/O4以及DSP芯片進行結(jié)合的硬件電路，同時根據(jù)實驗進行的情況使用高級語言的集成開發(fā)環(huán)境VB6.0研發(fā)了具有針對性和可行性的多媒體教學(xué)及計算機控制系統(tǒng)，使一套實驗裝置得以順利完成多種保護功能實驗，有利于我國電力系統(tǒng)繼電系統(tǒng)教學(xué)的完善，使學(xué)生可以更好地應(yīng)用培訓(xùn)的微機保護實驗、電力系統(tǒng)實驗來完成某項研究，促進自身應(yīng)用水平的提高。

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作者：陳靜          單位：四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院