SBGDX-02工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、 概 述

工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室是電氣自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)基地之一，該實(shí)訓(xùn)裝置是模擬中型工廠的供配電系統(tǒng)，反映典型供電系統(tǒng)的一次和二次部分，是集控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)為一體的綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。該實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)著機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)《工業(yè)企業(yè)供電》課程的教學(xué)及特種電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)及社會(huì)電類相關(guān)專業(yè)的企業(yè)供電培訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)。

現(xiàn)代化工廠（特別是大型企業(yè)）供電負(fù)荷密度大，供電方式復(fù)雜，可靠性要求高，電能質(zhì)量要求嚴(yán)格，還要求考慮更高的靈活性，以適應(yīng)供電負(fù)荷不斷增加和供電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的需要。針對(duì)這種情況，將綜合自動(dòng)化技術(shù)融入到工廠供電系統(tǒng)中已成為一種必然趨勢(shì)和發(fā)展方向。

"工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)"正是依據(jù)高職高專《工廠電器與供電》、《電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)》、《供配電技術(shù)》、《供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)》、《配電系統(tǒng)自動(dòng)化》和《配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求，結(jié)合工廠供電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計(jì)的綜合型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

二、特 點(diǎn)

全面性：清楚地反映典型工廠供電系統(tǒng)的一次和二次部分，綜合采用多種工廠供電實(shí)際應(yīng)用的電氣設(shè)備。能夠?qū)崿F(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的受電、輸送、分配、控制、保護(hù)等實(shí)踐技能訓(xùn)練要求；

先進(jìn)性：綜合微機(jī)繼電保護(hù)、電量計(jì)量、PLC和工控組態(tài)等微機(jī)職能檢測(cè)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(cè)量和信號(hào)為一體的綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；

實(shí)用性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，運(yùn)行靈活，操作可靠。

三、技術(shù)性能

1. 輸入電源：三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz；

2. 整機(jī)容量：≤3kVA；

3. 實(shí)訓(xùn)臺(tái)采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑，鋁質(zhì)面板；

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(cè)量元件精度：刻度誤差：不大于1%；測(cè)量電流：0.2級(jí)；母線電壓：0.2級(jí)；輸出精度：0.2級(jí)；頻率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5級(jí)；通訊分辨率：不大于1ms。

6. 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由供配電系統(tǒng)主接線模擬屏、計(jì)量柜、控制柜、監(jiān)控軟件等四部分構(gòu)成。

7. 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能模擬中型工廠的供配電系統(tǒng)，采用控制屏結(jié)構(gòu)，一次主接線印于鋁面板上。由35 kV，10kV，兩個(gè)不同的電壓等級(jí)構(gòu)成 ，整個(gè)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(guò)備自投自動(dòng)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(guò)備自投自動(dòng)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(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，配置了高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)；為了提高用電質(zhì)量，配置了無(wú)功補(bǔ)償裝置；為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，配置了PC機(jī)和PLC控制器，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的"四遙"功能。

8. 計(jì)量柜包括：三只指針式交流電壓表（精度1.0級(jí)，量程：0～500V）；三只指針式交流電流表（精度1.0級(jí)，量程：0～5A）；指針式三相有功功率表和三相無(wú)功功率表各一只；電子式有功無(wú)功組合電能表（1只）：測(cè)量電流：0.2級(jí)；母線電壓：0.2級(jí)；輸出精度：0.2級(jí)；頻率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5級(jí)；通訊分辨率：不大于1ms；三相智能采集模塊（3只）：測(cè)量精度：電流、電壓0.2％，其他電量0.5％；帶RS-485通信接口；數(shù)字式電秒表（1只）：測(cè)量范圍0.0001S-9999.9S，測(cè)量誤差≤±5×10-5×量程±1個(gè)尾數(shù)字，有連續(xù)和觸動(dòng)兩種功能。適應(yīng)空觸點(diǎn)或5V-250V正極性電信號(hào)。連續(xù)性手動(dòng)復(fù)零，觸動(dòng)性即可手動(dòng)復(fù)零，也可隨測(cè)量信號(hào)自動(dòng)復(fù)零。

9.控制柜包括：微機(jī)線路保護(hù)裝置（1只）；微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置（1只）；微機(jī)變壓器保護(hù)裝置（1只）；微機(jī)無(wú)功補(bǔ)償裝置（1只）；微機(jī)備自投裝置（1只）。

n 采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進(jìn)口器件，保證了裝置電氣設(shè)計(jì)上的高可靠性，產(chǎn)品通過(guò)了嚴(yán)格的型式試驗(yàn)和電磁兼容測(cè)試，保證了產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力和可靠性。

n 針對(duì)35kV及以下主變壓器、配電系統(tǒng)饋線、電容器、電動(dòng)機(jī)、變壓器和備自投等而設(shè)計(jì)。除了具有完善的保護(hù)功能外，還具有對(duì)設(shè)備的電氣量的測(cè)量功能及對(duì)設(shè)備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將數(shù)據(jù)和信息傳送至上位機(jī)（監(jiān)控、調(diào)度計(jì)算機(jī)），同時(shí)接受上位機(jī)的分、合閘等控制命令。

n 采用一體化型材機(jī)箱，安裝方便靈活，適用于固定式及混合式的柜型，也可集中組屏安裝。

具有多路開(kāi)關(guān)量輸入和輸出，可根據(jù)用戶需求在標(biāo)準(zhǔn)版本上擴(kuò)充開(kāi)入和開(kāi)出，所有的開(kāi)入均為交直流兩用。

n 交直流兩用操作回路，自適應(yīng)0.5～5A開(kāi)關(guān)跳合閘電流；操作回路配置了防跳回路。

n 配置工業(yè)級(jí)寬溫型160×160點(diǎn)陣液晶，全中文操作菜單及事故報(bào)文顯示。

n 面板上顯示設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行工況，如：電流、電壓、功率，開(kāi)關(guān)位置等等，并有完善的預(yù)告、告警功能。

n 具有故障錄波功能，可分別記錄保護(hù)啟動(dòng)前、保護(hù)動(dòng)作前各兩周波，保護(hù)啟動(dòng)后、保護(hù)動(dòng)作后各八個(gè)周波。

n ★裝置具有模擬產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)4相電壓3相電流，方便地進(jìn)行各種組合輸出進(jìn)行各種類型保護(hù)試驗(yàn)。每相電壓可設(shè)置200V，精度:誤差＜0.01V；電流三相可輸出200A，精度:誤差＜0.01A。相位范圍: 360?，精度:誤差＜0.1?； 分辨率: 0.01?？赡M微機(jī)測(cè)控裝置在各運(yùn)行工況下采樣值，如：停運(yùn)、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態(tài)下自動(dòng)切換所設(shè)定值，配合裝置正確投切一次設(shè)備。

n 具有 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 通訊接口(Modbus RTU 通訊協(xié)議)，

n 兩路以太網(wǎng)通訊（IEC60870-5-103通訊規(guī)約）。

n 整機(jī)靜態(tài)功耗小于10W。

n 高抗干擾性，通過(guò)10項(xiàng)電磁兼容認(rèn)證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。

10. 上位機(jī)得監(jiān)控軟件，監(jiān)控主機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備采用RS485總線，Modbus-RTU協(xié)議構(gòu)建底層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、對(duì)供配電一次系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，實(shí)時(shí)顯示主接線的變化；2、實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)各類電量參數(shù)；3、對(duì)采集的各種電量量可生成實(shí)時(shí)和歷史曲線和報(bào)表，以利于實(shí)驗(yàn)者比較、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；4、監(jiān)視各斷路器位置、保護(hù)動(dòng)作出口狀態(tài)；能夠控制輸電線路斷路器的跳/合閘；5、根據(jù)采集的母線電量實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、無(wú)功的自動(dòng)調(diào)整。

11. PLC采用西門子PLC主機(jī)。

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1.工廠供電電氣接線圖的認(rèn)知

(1)工廠供電一次電氣接線模擬圖的認(rèn)知

(2)工廠供電二次控制回路接線及信號(hào)回路實(shí)訓(xùn)

(3)電壓和電流互感器的接線方法

(4)工廠供電倒閘操作

2.工廠自動(dòng)裝置實(shí)訓(xùn)

（1）備用電源自動(dòng)投入裝置參數(shù)整定操作

（2）備用電源自動(dòng)投入

（3）無(wú)功補(bǔ)償裝置參數(shù)整定操作

（4）無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償功能

（5）備投投入條件測(cè)試

（6）進(jìn)線備投（明備用）及自適應(yīng)

（7）母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)

（8）無(wú)功補(bǔ)償裝置認(rèn)知

（9）手動(dòng)/自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償

（10）線路無(wú)功控制

（11）VQC電壓無(wú)功控制

3.工廠高壓線路的微機(jī)繼電保護(hù)

（1）模擬系統(tǒng)短路

（2）微機(jī)線路保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

（3）無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

（4）帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

（5）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

（6）★方向過(guò)電流保護(hù)

（7）過(guò)電流三相一次重合閘保護(hù)

（8）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

（9）電流電壓連鎖保護(hù)

（10）零序電流保護(hù)

（11）零序電壓保護(hù)

4.高壓電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)

（1）變頻器參數(shù)整定操作

（2）變頻器的開(kāi)環(huán)調(diào)速實(shí)訓(xùn)

（3）三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式

（4）微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

（5）高壓電動(dòng)機(jī)的速斷保護(hù)

（6）高壓電動(dòng)機(jī)躲過(guò)啟動(dòng)電流速斷保護(hù)

（7）★高壓電動(dòng)機(jī)的負(fù)序過(guò)電流保護(hù)

（8）高壓電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)

（9）高壓電動(dòng)機(jī)的反時(shí)限過(guò)流保護(hù)

（10）高壓電動(dòng)機(jī)過(guò)電壓保護(hù)

（11）高壓電動(dòng)機(jī)欠電壓保護(hù)

（12）高壓電動(dòng)機(jī)零序過(guò)電流保護(hù)

5.變壓器微機(jī)繼電保護(hù)

（1）變壓器過(guò)流保護(hù)

（2）變壓器反時(shí)限過(guò)流保護(hù)

（3）變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)

（4）變壓器零序過(guò)流保護(hù)

（5）變壓器零序電壓保護(hù)

（6）變壓器低電壓保護(hù)

（7）變壓器瓦斯、超溫等非電量保護(hù)

6.整體監(jiān)控及綜合自動(dòng)化

(1)SCADA監(jiān)控

(2)線路故障定位、報(bào)警及切除

(3)電能曲線分析及報(bào)表

五、工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)配置清單