智能工廠供電及配電自動化實訓(xùn)系統(tǒng)

一、系統(tǒng)特點
1、安全性：滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)設(shè)置了電壓型和電流型兩種漏電保護(hù)，又采用了浮地隔離等多重安全保護(hù)措施，確保了學(xué)生的人身安全；主要設(shè)備均設(shè)置有安全保護(hù)措施，確保在學(xué)生誤操作時不會損壞設(shè)備。融合了錯誤操作安全偵別系統(tǒng)。
2、全面性：系統(tǒng)結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場緊扣主干課程教材，清楚的反映典型變電站、工廠供配電系統(tǒng)的一次和二次部分，綜合采用多種工業(yè)實際應(yīng)用的電氣設(shè)備，可操作性強(qiáng)。充分展示了工業(yè)現(xiàn)場電力的變換、智能采集監(jiān)控、數(shù)字化微機(jī)保護(hù)、受電、輸送、分配、控制等全過程。學(xué)生在實訓(xùn)中還能掌握正確的電路投切操作，倒閘操作，運行控制及各種運行方式的調(diào)整操作規(guī)程。為學(xué)生提高實踐技能提供一個良好的實訓(xùn)平臺。
3、先進(jìn)性：綜合微機(jī)繼電保護(hù)、智能采集監(jiān)測、PLC和電力工業(yè)組態(tài)等微機(jī)智能檢測控制的相關(guān)技術(shù)，采用分層分布式控制方式，組建成集控制，保護(hù)，測量和信號為一體的綜合自動化實訓(xùn)平臺。后臺系統(tǒng)采用電力組態(tài)軟件+工業(yè)平板電腦的方式來實現(xiàn)，所有微機(jī)保護(hù)裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統(tǒng)的電流、電壓以及輸入輸出開關(guān)量，并送液晶顯示，同時具有故障錄波功能。體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化的電力改革。
4、開放性：系統(tǒng)設(shè)計直觀生動，緊促靈活，可單獨使用同時還可集中組網(wǎng)；考慮教學(xué)實際應(yīng)用需求，系統(tǒng)開放了二次及信號系統(tǒng)，可用于實際設(shè)計接線實訓(xùn)，同時留有升級接口可進(jìn)行二次升級；常規(guī)繼電保護(hù)部分采用掛件結(jié)構(gòu)形式，組合靈活，客戶可基于一套硬件系統(tǒng)，增加相應(yīng)實訓(xùn)繼電器掛件，拓展實訓(xùn)平臺的應(yīng)用范圍等；監(jiān)控系統(tǒng)以正版工業(yè)組態(tài)為開發(fā)平臺，可支持二次開發(fā)。

二、技術(shù)性能指標(biāo)
1.輸入電源：三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz；
2.整機(jī)容量：≤3kVA；
3.系統(tǒng)柜采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑，鋁面板爛字工藝技術(shù)；
4.RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口；標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議；
5.微機(jī)保護(hù)裝置測量元件精度：刻度誤差：不大于1%；測量電流：0.2級；母線電壓：0.2級；輸出精度：0.2級；頻率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5級；通訊分辨率：不大于1ms。除能完成基本的保護(hù)功能外，還可實現(xiàn)測量、事件記錄和故障錄波等功能。
三、實訓(xùn)項目
第一章
項目一實訓(xùn)臺電氣主接線模擬圖的認(rèn)知
項目二觸摸屏的正確操作
項目三電氣主接線圖的認(rèn)知
第二章
項目一電流互感器電壓互感器的接線方式
項目二變壓器有載調(diào)壓
項目三送電、停電操作考核
項目四變壓器倒閘操作
項目五母線倒閘操作
第三章
項目一模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運行方式
項目二模擬系統(tǒng)短路
項目三電秒表的正確操作
項目四微機(jī)線路保護(hù)裝置參數(shù)整定操作
項目五線路無時限電流速斷保護(hù)
項目六線路帶時限電流速斷保護(hù)
項目七定時限過電流保護(hù)
項目八線路反時限過電流保護(hù)
項目九線路電流電壓連鎖保護(hù)
項目十階段式過電流保護(hù)與自動重合閘前加速保護(hù)
項目十一階段式過電流保護(hù)與自動重合閘后加速保護(hù)
第四章
項目一三相異步電動機(jī)的啟動方式
項目二微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置參數(shù)整定操作
項目三電動機(jī)速斷保護(hù)
項目四電動機(jī)反時限過電流保護(hù)實訓(xùn)
項目五微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置參數(shù)整定操作
項目六高壓電動機(jī)速斷保護(hù)
項目七高壓電動機(jī)反時限保護(hù)
第五章
項目一備用電源自動投入
項目二母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)
項目三無功自動補(bǔ)償
第六章常規(guī)繼電器特性及保護(hù)實訓(xùn)
項目一電流繼電器特性實訓(xùn)
項目二電壓繼電器特性實訓(xùn)
項目三信號繼電器特性實訓(xùn)
項目四中間繼電器特性實訓(xùn)
項目五差動繼電器特性實訓(xùn)
項目六具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路
項目七有燈光和音響監(jiān)視的斷路器控制回路
項目八重復(fù)動作手動復(fù)歸中央信號裝置
項目九重復(fù)動作自動復(fù)歸中央信號裝置
項目十供電線路帶時限的過電流保護(hù)
項目十一供電線路低電壓啟動過電流保護(hù)
項目十二配電變壓器過電流保護(hù)
項目十三配電變壓器的電流速斷保護(hù)
項目十四配電變壓器的過負(fù)荷保護(hù)
四、系統(tǒng)組成
智能工廠供電及配電自動化實訓(xùn)系統(tǒng)由一次部分、二次部分組成。
　　一次部分（主要包含一次供配電線路、隔離開關(guān)、斷路器、變壓器、變頻器、電動機(jī)、負(fù)荷部分）；二次部分（主要包含微機(jī)線路保護(hù)測控裝置、微機(jī)電動機(jī)保護(hù)測控裝置、微機(jī)備自投裝置、模擬測量表計）；監(jiān)控部分（PLC）；微機(jī)變壓器保護(hù)測控裝置、常規(guī)電力繼電器、數(shù)字測量表計、三相電量智能監(jiān)測儀、電量采集模塊。
4.1 供配電一次系統(tǒng)部分
　　本實訓(xùn)系統(tǒng)模擬中型工廠的供配電系統(tǒng)，由35 kV，10kV，兩個不同的電壓等級構(gòu)成，一次系統(tǒng)主接線圖采用爛字工藝于鋁面板上。整個系統(tǒng)有兩路35kV進(jìn)線，其中一路正常供電，另一路作為備用，通過備自投自動切換;35kV母線出線有兩路分支，一路送其他分廠，一路經(jīng)總降變降壓為10kV母線的進(jìn)線電源1供本地使用；為了保證供電可靠性，另加一路電源作為10kV母線的進(jìn)線電源2。進(jìn)線電源1和進(jìn)線電源2互為暗備用，分別給10kVⅠ段母線和10kVⅡ段母線供電，兩者也可通過備自投自動切換。
    為了保證一次線路供電的可靠性，配置了微機(jī)備自投，微機(jī)線路和微機(jī)變壓器保護(hù)；為了保證高壓電動機(jī)的穩(wěn)定運行，配置了高壓電動機(jī)保護(hù)；為了保證電力電容器的穩(wěn)定安全，配置了微機(jī)電容器保護(hù)裝置，為了提高用電質(zhì)量，配置了無功補(bǔ)償裝置；為了實現(xiàn)工廠供電綜合自動化控制，配置了工業(yè)平板電腦及電力專用組態(tài)軟件和PLC控制器，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的“四遙”功能，完全依照電力現(xiàn)場設(shè)置。
    微機(jī)保護(hù)裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統(tǒng)的電流、電壓以及輸入輸出開關(guān)量，并送液晶顯示。具有故障錄波功能，可顯示故障波形。
    一次供配電線路：整個系統(tǒng)一次供配電線路要求由35 kV，10kV不同的電壓等級構(gòu)成，線路阻抗采用電抗器和電阻來模擬。
    隔離開關(guān)和斷路器及變壓器：系統(tǒng)采用一個兩卷的變壓器，模擬總降變壓。使學(xué)生通過正確的實訓(xùn)操作，能夠明了正確的電氣投切操作，倒閘操作，投入運行操作以及各種運行方式的調(diào)整操作規(guī)程。
負(fù)荷部分：可分為線路負(fù)荷，變壓器負(fù)荷及其它高壓負(fù)荷。其中其它高壓負(fù)荷是用電動機(jī)組和高壓電容器模擬。風(fēng)機(jī)不僅可以作為負(fù)荷的一部分，同時也能給整套裝置散熱。
4.2 二次部分
    二次部分（主要包含微機(jī)線路保護(hù)測控裝置、微機(jī)電動機(jī)保護(hù)測控裝置、微機(jī)備自投裝置、模擬測量表計）；監(jiān)控部分（主要包含監(jiān)控主機(jī)、工業(yè)組態(tài)、PLC）；微機(jī)變壓器保護(hù)測控裝置、常規(guī)電力繼電器、數(shù)字測量表計、三相電量智能監(jiān)測儀、電量采集模塊及計算機(jī)。
    微機(jī)保護(hù)測控裝置：所有保護(hù)裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統(tǒng)的電流、電壓以及輸入輸出開關(guān)量，并送液晶顯示，同時具有故障錄波功能。具有線路的三段式過流保護(hù)，低壓閉鎖電流保護(hù)，單相接地保護(hù)，反時限過流保護(hù)，過電流后加速，重合閘等功能還能完成電動機(jī)的電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護(hù)，負(fù)序電流保護(hù)和低電壓保護(hù)，電容器的速斷保護(hù)，不平衡電流和電壓保護(hù)以及備自投和變壓器的速斷保護(hù)，過電流保護(hù)，瓦斯保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。
    無功補(bǔ)償裝置：能自動追蹤電網(wǎng)功率因數(shù)并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。
    常規(guī)繼電器部分：裝置配有一些常規(guī)的繼電器，通過這些繼電器可以進(jìn)行常規(guī)繼電器的特性試驗，以及一些繼電保護(hù)綜合實訓(xùn)。
4.2.1微機(jī)線路保護(hù)裝置
    具有三段式過流保護(hù)，單相接地保護(hù)，反時限過流保護(hù)，過電流前加速，過電流后加速，重合閘等功能。
4.2.2微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置
    具有電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護(hù)，負(fù)序電流保護(hù)和低電壓保護(hù)等功能。
4.2.4微機(jī)無功補(bǔ)償裝置
    能自動追蹤電網(wǎng)功率因數(shù)并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。根據(jù)變壓器的無功功率進(jìn)行分相補(bǔ)償，電容器組循環(huán)工作，使每組電容器均勻投運，從而減少電能損耗和電壓損失，提高設(shè)備的使用效率。
4.2.7智能電參數(shù)測量模塊
    智能電參數(shù)測量模塊是一款智能型電力參數(shù)綜合測量采集模塊，準(zhǔn)確測量單相、3相3線制或3相4線制交流電路中的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電度、諧波等30多種電力參數(shù)，帶I/O接口。

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