SBGDX-02工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)
一、 概 述
工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)、工廠供電綜合自動化實訓(xùn)室是電氣自動化控制實訓(xùn)基地之一，該實訓(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、測量和信號為一體的綜合自動化實訓(xùn)平臺。該實訓(xùn)室承擔著機電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)專業(yè)《工業(yè)企業(yè)供電》課程的教學(xué)及特種電工實訓(xùn)教學(xué)及社會電類相關(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)量要求嚴格，還要求考慮更高的靈活性，以適應(yīng)供電負荷不斷增加和供電網(wǎng)絡(luò)升級的需要。針對這種情況，將綜合自動化技術(shù)融入到工廠供電系統(tǒng)中已成為一種必然趨勢和發(fā)展方向。
"工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)"正是依據(jù)高職高專《工廠電器與供電》、《電氣設(shè)備及運行維護》、《供配電技術(shù)》、《供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護》、《配電系統(tǒng)自動化》和《配電網(wǎng)自動化技術(shù)》等課程的實訓(xùn)教學(xué)要求，結(jié)合工廠供電系統(tǒng)的實際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計的綜合型實訓(xùn)系統(tǒng)。
二、特 點
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、保護等實踐技能訓(xùn)練要求；
先進性：綜合微機繼電保護、電量計量、PLC和工控組態(tài)等微機職能檢測控制的相關(guān)技術(shù)，采用分層分布式控制方式，組建成集控制、保護、測量和信號為一體的綜合自動化實驗平臺；
實用性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，運行靈活，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. 整機容量：≤3kVA；
3. 實訓(xùn)臺采用鐵質(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；標準MODBUS通訊協(xié)議；
5. 微機保護裝置測量元件精度：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。
6. 實訓(xùn)系統(tǒng)由供配電系統(tǒng)主接線模擬屏、計量柜、控制柜、監(jiān)控軟件等四部分構(gòu)成。
7. 實訓(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，兩個不同的電壓等級構(gòu)成 ，整個系統(tǒng)有兩路35kV進線，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母線的進線電源2。進線電源1和進線電源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，配置了微機備自投，微機線路和微機變壓器保護；為了保證高壓電動機的穩(wěn)定運行，配置了高壓電動機保護；為了提高用電質(zhì)量，配置了無功補償裝置；為了實現(xiàn)自動化控制，配置了PC機和PLC控制器，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的"四遙"功能。
8. 計量柜包括：三只指針式交流電壓表（精度1.0級，量程：0～500V）；三只指針式交流電流表（精度1.0級，量程：0～5A）；指針式三相有功功率表和三相無功功率表各一只；電子式有功無功組合電能表（1只）：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；三相智能采集模塊（3只）：測量精度：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）：測量范圍0.0001S-9999.9S，測量誤差≤±5×10-5×量程±1個尾數(shù)字，有連續(xù)和觸動兩種功能。適應(yīng)空觸點或5V-250V正極性電信號。連續(xù)性手動復(fù)零，觸動性即可手動復(fù)零，也可隨測量信號自動復(fù)零。
9.控制柜包括：微機線路保護裝置（1只）；微機電動機保護裝置（1只）；微機變壓器保護裝置（1只）；微機無功補償裝置（1只）；微機備自投裝置（1只）。
n 采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進口器件，保證了裝置電氣設(shè)計上的高可靠性，產(chǎn)品通過了嚴格的型式試驗和電磁兼容測試，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35kV及以下主變壓器、配電系統(tǒng)饋線、電容器、電動機、變壓器和備自投等而設(shè)計。除了具有完善的保護功能外，還具有對設(shè)備的電氣量的測量功能及對設(shè)備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)和信息傳送至上位機（監(jiān)控、調(diào)度計算機），同時接受上位機的分、合閘等控制命令。
n 采用一體化型材機箱，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。
具有多路開關(guān)量輸入和輸出，可根據(jù)用戶需求在標準版本上擴充開入和開出，所有的開入均為交直流兩用。
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)級寬溫型160×160點陣液晶，全中文操作菜單及事故報文顯示。
n 面板上顯示設(shè)備的實時信息，監(jiān)視設(shè)備的運行工況，如：電流、電壓、功率，開關(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，可分別記錄保護啟動前、保護動作前各兩周波，保護啟動后、保護動作后各八個周波。
n ★裝置具有模擬產(chǎn)生標準4相電壓3相電流，方便地進行各種組合輸出進行各種類型保護試驗。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。可模擬微機測控裝置在各運行工況下采樣值，如：停運、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態(tài)下自動切換所設(shè)定值，配合裝置正確投切一次設(shè)備。
n 具有 1 個標準的 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 整機靜態(tài)功耗小于10W。
n 高抗干擾性，通過10項電磁兼容認證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。
10. 上位機得監(jiān)控軟件，監(jiān)控主機與現(xiàn)場智能設(shè)備采用RS485總線，Modbus-RTU協(xié)議構(gòu)建底層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。主要實現(xiàn)以下功能：1、對供配電一次系統(tǒng)進行組態(tài)，實時顯示主接線的變化；2、實時采集、顯示、存儲各類電量參數(shù)；3、對采集的各種電量量可生成實時和歷史曲線和報表，以利于實驗者比較、分析實驗數(shù)據(jù)；4、監(jiān)視各斷路器位置、保護動作出口狀態(tài)；能夠控制輸電線路斷路器的跳/合閘；5、根據(jù)采集的母線電量實現(xiàn)對電壓、無功的自動調(diào)整。
11. PLC采用西門子PLC主機。
四、實訓(xùn)項目
1.工廠供電電氣接線圖的認知
(1)工廠供電一次電氣接線模擬圖的認知
(2)工廠供電二次控制回路接線及信號回路實訓(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.工廠自動裝置實訓(xùn)
（1）備用電源自動投入裝置參數(shù)整定操作
（2）備用電源自動投入
（3）無功補償裝置參數(shù)整定操作
（4）無功自動補償功能
（5）備投投入條件測試
（6）進線備投（明備用）及自適應(yīng)
（7）母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)
（8）無功補償裝置認知
（9）手動/自動功率因數(shù)補償
（10）線路無功控制
（11）VQC電壓無功控制
3.工廠高壓線路的微機繼電保護
（1）模擬系統(tǒng)短路
（2）微機線路保護裝置參數(shù)整定操作
（3）無時限電流速斷保護
（4）帶時限電流速斷保護
（5）定時限過電流保護
（6）★方向過電流保護
（7）過電流三相一次重合閘保護
（8）反時限過電流保護
（9）電流電壓連鎖保護
（10）零序電流保護
（11）零序電壓保護
4.高壓電動機的繼電保護
（1）變頻器參數(shù)整定操作
（2）變頻器的開環(huán)調(diào)速實訓(xùn)
（3）三相異步電動機的啟動方式
（4）微機電動機保護裝置參數(shù)整定操作
（5）高壓電動機的速斷保護
（6）高壓電動機躲過啟動電流速斷保護
（7）★高壓電動機的負序過電流保護
（8）高壓電動機堵轉(zhuǎn)保護
（9）高壓電動機的反時限過流保護
（10）高壓電動機過電壓保護
（11）高壓電動機欠電壓保護
（12）高壓電動機零序過電流保護
5.變壓器微機繼電保護
（1）變壓器過流保護
（2）變壓器反時限過流保護
（3）變壓器過負荷保護
（4）變壓器零序過流保護
（5）變壓器零序電壓保護
（6）變壓器低電壓保護
（7）變壓器瓦斯、超溫等非電量保護
6.整體監(jiān)控及綜合自動化
(1)SCADA監(jiān)控
(2)線路故障定位、報警及切除
(3)電能曲線分析及報表
五、工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)配置清單
序號 | 設(shè)備名稱 | 型號 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 帶燈按鈕 | 直徑16，長方形頭 24V紅 | 個 | 13 |
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2 | 帶燈按鈕 | 直徑16，長方形頭 24V綠 | 個 | 13 |
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3 | 按鈕開關(guān) | 直徑16，圓頭 紅 點動 | 個 | 1 |
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4 | 按鈕開關(guān) | 直徑16，圓頭 綠 點動 | 個 | 1 |
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5 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 紅，24V | 個 | 2 |
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6 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 黃，220V | 個 | 1 |
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7 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 綠，220V | 個 | 6 |
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8 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 紅，220V | 個 | 1 |
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9 | 按鈕開關(guān) | 直徑22，帶自鎖、紅 | 個 | 4 |
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10 | 漏電開關(guān) | DZ47LE32 16A 3P+N | 個 | 1 |
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11 | 空氣開關(guān) | 2P | 個 | 1 |
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12 | 保險座 | 5×20 含6A保險 | 個 | 4 |
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13 | 組合開關(guān) | LW8-10 2檔 0/1 3節(jié) | 個 | 8 |
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14 | 旋鈕開關(guān) | 直徑16，黑色，帶自鎖 | 個 | 4 |
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15 | 旋鈕開關(guān) | 直徑22，帶自鎖、帶燈24V，紅 | 個 | 14 |
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16 | 中間繼電器 | 透明14腳，帶燈，24V | 個 | 100 |
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17 | 交流接觸器 | CJX2-0910 220V | 個 | 13 |
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18 | 電壓表 | 6L2 450V | 個 | 1 |
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19 | 電流表 | 6L2 10A | 個 | 3 |
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20 | 頻率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 |
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21 | 功率因數(shù)表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 |
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22 | 有功功率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 |
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23 | 無功功率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 |
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24 | 電壓表 | 6L2 量程40KV 100V對應(yīng)35KV | 個 | 2 |
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25 | 電壓表 | 6L2 量程12KV 100V對應(yīng)10KV | 個 | 2 |
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26 | 電壓表 | 6L2 量程12KV 220V對應(yīng)10KV | 個 | 1 |
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27 | 三相有功電能表 | DT862 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 |
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28 | 三相無功電能表 | DX863 3×100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 |
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29 | 電子式三相電能表 | DTS196 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 |
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30 | 多功能智能儀表 | 100V 5A 開孔尺寸88×88 | 個 | 1 |
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31 | 電秒表 | 417B 開孔尺寸90×45 | 個 | 1 |
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32 | 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) | LW8-10 4檔 0/UAB/UBC/UAC | 個 | 5 |
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33 | 電流互感器 | 一次穿心5:5 | 個 | 57 |
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34 | 琺瑯管電阻 | 50歐姆300W | 個 | 20 |
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35 | 觸摸屏 | 7吋昆侖通態(tài) | 個 | 1 | 含下載線、PLC通訊線 |
36 | 無功功率補償儀 | 4路 | 個 | 1 |
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37 | PLC |
| 套 | 1 | 含編程電纜 |
38 | PLC擴展模塊 | 30DI 9DO | 臺 | 1 |
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39 | 三相調(diào)壓器 | 3KW | 個 | 1 |
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40 | 三相干式變壓器 | 3KW | 個 | 1 |
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41 | 變頻器 | D720 0.4KW |
| 1 |
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42 | 勵磁電源 | 0-30V | 套 | 1 |
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43 | 三相異步電機 |
| 臺 | 1 |
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44 | 三相同步發(fā)電機 |
| 臺 | 1 |
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45 | 直流開關(guān)電源 | DC220V 2A | 個 | 1 |
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46 | 微機保護 | 備自投、線路、電動機、變壓器微機保護 | 臺 | 各1 |
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47 | 接線柱 | 安全性 | 個 | 若干 |
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