【摘要】面對(duì)現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)以及我國(guó)高校微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的不足，需要研發(fā)出一套電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)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(jī)、嵌入式控機(jī)PC/O4以及DSP芯片結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)系統(tǒng)的軟件的設(shè)計(jì)部分、主要硬件構(gòu)成、原理框圖進(jìn)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(hù)方面的課程，不僅可以進(jìn)行微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)，還可以進(jìn)行常規(guī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以完成自己設(shè)計(jì)的保護(hù)實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究的順利實(shí)施。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1 前言

選擇我國(guó)現(xiàn)在的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)存在種類較少，功能簡(jiǎn)單的缺點(diǎn)，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(guó)許多具有電力系統(tǒng)的學(xué)校在繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施比較落后。研發(fā)一種比較科學(xué)的微機(jī)繼電保護(hù)多功能實(shí)驗(yàn)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(jì)出一套電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)一種保護(hù)功能的不足，增加了多種保護(hù)功能，從而使學(xué)生在教學(xué)當(dāng)中可以完成某項(xiàng)研究。

2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的內(nèi)容

教學(xué)系統(tǒng)主要包括：電力系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器、基本教學(xué)系統(tǒng)、常用的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。常用的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括嵌入式控機(jī)PC/O4以及DSP芯片等，同時(shí)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(hù)程序并下載實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究和高級(jí)試驗(yàn)、通過多媒體教學(xué)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)相連實(shí)現(xiàn)形象教學(xué)、測(cè)試裝置主要環(huán)節(jié)的電路工作原理。電力系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器與基本教學(xué)系統(tǒng)使用信號(hào)線來連接，然后接受信號(hào)發(fā)生器提供的能量，通過信息采集、數(shù)據(jù)過濾、信號(hào)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字信息，最后幫助學(xué)生進(jìn)行靜模檢測(cè)，使其可以在新型的教學(xué)系統(tǒng)中獲得實(shí)驗(yàn)需要的信息和資料。

3 圖形化軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 圖形處理模塊

圖形操作包含圖元的打印、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換、編寫、畫圖等。而這些圖元與實(shí)驗(yàn)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(jī)等。圖形處理功能表現(xiàn)在對(duì)圖形進(jìn)行制作和確定位置的。客戶只要使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊既定按鈕進(jìn)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(jìn)行操作的麻煩。但在畫元件圖像時(shí)要注意幾點(diǎn)：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(jìn)行圖元的制作，可以有效提高學(xué)生進(jìn)行圖形處理的效率。

3.2 系統(tǒng)計(jì)算的內(nèi)容

教學(xué)系統(tǒng)以界面為接入口，以數(shù)據(jù)庫(kù)為實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)也可以通過設(shè)置個(gè)性化的運(yùn)行方法，來處理各種類型的信息。在另一方面系統(tǒng)可以計(jì)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(jì)算所有線路和元件的故障，并且計(jì)算結(jié)論放到數(shù)據(jù)庫(kù)里進(jìn)行查找，準(zhǔn)確的結(jié)果在系統(tǒng)的界面中進(jìn)行顯示[2]。

3.3 應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的方法

對(duì)電力系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備、參數(shù)進(jìn)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(yùn)行。而整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。其包含有圖形元件的位置參數(shù)以及各個(gè)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(kù)是所有基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)的集中營(yíng)。它具有使應(yīng)用程序簡(jiǎn)單化、加快應(yīng)用程序運(yùn)行的時(shí)間，保持?jǐn)?shù)據(jù)和程序獨(dú)立的特點(diǎn)?？蛻艨梢园阉泄收嫌?jì)算的結(jié)果放在數(shù)據(jù)庫(kù)之中，然后顯示為各種內(nèi)容的報(bào)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，使其可以更快得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)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(duì)對(duì)圖形進(jìn)行處理，對(duì)故障進(jìn)行處理以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理可以使保護(hù)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)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(duì)教學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)可以加深對(duì)對(duì)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行過程了解以及對(duì)抽象的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)原理的理解，并且系統(tǒng)內(nèi)部的信號(hào)顯示模塊可以工具也可以顯示繼電保護(hù)系統(tǒng)存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)等，方便學(xué)生進(jìn)行繼電保護(hù)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(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行探究的要求，還可以按照學(xué)生的需要進(jìn)行延伸教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容從而滿足實(shí)驗(yàn)要求。

4 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)基本內(nèi)容和要求

以往的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理實(shí)驗(yàn)的要求包含熟悉對(duì)繼電保護(hù)的基本內(nèi)容，操作方法以及結(jié)構(gòu)原理等。經(jīng)過動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐，可以有效提高學(xué)生對(duì)繼電器的基本原理的掌握程度。同時(shí)因?yàn)閷?duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，不僅要熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的操作方法，還需要加強(qiáng)對(duì)保護(hù)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(hù)教學(xué)實(shí)踐需要依據(jù)教學(xué)大綱的要進(jìn)行實(shí)施，同時(shí)也突出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮妥饔谩Ｓ辛诉@一套科學(xué)的、合理的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，不僅可以進(jìn)行微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)，還可以進(jìn)行常規(guī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以完成自己設(shè)計(jì)的保護(hù)實(shí)驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

面對(duì)現(xiàn)在培訓(xùn)的微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在種類較少，功能簡(jiǎn)單的缺點(diǎn)，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(shí)隨著時(shí)代的發(fā)展，以往的繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的探究。該系統(tǒng)采用太網(wǎng)、嵌入式控機(jī)PC/O4以及DSP芯片進(jìn)行結(jié)合的硬件電路，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的情況使用高級(jí)語(yǔ)言的集成開發(fā)環(huán)境VB6.0研發(fā)了具有針對(duì)性和可行性的多媒體教學(xué)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使一套實(shí)驗(yàn)裝置得以順利完成多種保護(hù)功能實(shí)驗(yàn)，有利于我國(guó)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(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來完成某項(xiàng)研究，促進(jìn)自身應(yīng)用水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳達(dá)銀.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中幾個(gè)問題的探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015(01):12-14.

[2]黃琴,杜風(fēng)沛,王志敏.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量控制系統(tǒng)分析[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015(01):25-26.

[3]安小君,陳輝.基于ASP的電力巡檢MIS的技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版),2014(02):23-25.

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