智能工廠供電及配電自動化實訓系統

一、系統特點
1、安全性：滿足國家標準，系統設置了電壓型和電流型兩種漏電保護，又采用了浮地隔離等多重安全保護措施，確保了學生的人身安全；主要設備均設置有安全保護措施，確保在學生誤操作時不會損壞設備。融合了錯誤操作安全偵別系統。
2、全面性：系統結合工業現場緊扣主干課程教材，清楚的反映典型變電站、工廠供配電系統的一次和二次部分，綜合采用多種工業實際應用的電氣設備，可操作性強。充分展示了工業現場電力的變換、智能采集監控、數字化微機保護、受電、輸送、分配、控制等全過程。學生在實訓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整操作規程。為學生提高實踐技能提供一個良好的實訓平臺。
3、先進性：綜合微機繼電保護、智能采集監測、PLC和電力工業組態等微機智能檢測控制的相關技術，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訓平臺。后臺系統采用電力組態軟件+工業平板電腦的方式來實現，所有微機保護裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統的電流、電壓以及輸入輸出開關量，并送液晶顯示，同時具有故障錄波功能。體現了現代智能化的電力改革。
4、開放性：系統設計直觀生動，緊促靈活，可單獨使用同時還可集中組網；考慮教學實際應用需求，系統開放了二次及信號系統，可用于實際設計接線實訓，同時留有升級接口可進行二次升級；常規繼電保護部分采用掛件結構形式，組合靈活，客戶可基于一套硬件系統，增加相應實訓繼電器掛件，拓展實訓平臺的應用范圍等；監控系統以正版工業組態為開發平臺，可支持二次開發。

二、技術性能指標
1.輸入電源：三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz；
2.整機容量：≤3kVA；
3.系統柜采用鐵質亞光密紋噴塑，鋁面板爛字工藝技術；
4.RS-485和以太網兩種通訊接口；標準MODBUS通訊協議；
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。除能完成基本的保護功能外，還可實現測量、事件記錄和故障錄波等功能。
三、實訓項目
第一章
項目一實訓臺電氣主接線模擬圖的認知
項目二觸摸屏的正確操作
項目三電氣主接線圖的認知
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
項目一模擬系統正常、最大、最小運行方式
項目二模擬系統短路
項目三電秒表的正確操作
項目四微機線路保護裝置參數整定操作
項目五線路無時限電流速斷保護
項目六線路帶時限電流速斷保護
項目七定時限過電流保護
項目八線路反時限過電流保護
項目九線路電流電壓連鎖保護
項目十階段式過電流保護與自動重合閘前加速保護
項目十一階段式過電流保護與自動重合閘后加速保護
第四章
項目一三相異步電動機的啟動方式
項目二微機電動機保護裝置參數整定操作
項目三電動機速斷保護
項目四電動機反時限過電流保護實訓
項目五微機電動機保護裝置參數整定操作
項目六高壓電動機速斷保護
項目七高壓電動機反時限保護
第五章
項目一備用電源自動投入
項目二母聯備投（暗備用）及自適應
項目三無功自動補償
第六章常規繼電器特性及保護實訓
項目一電流繼電器特性實訓
項目二電壓繼電器特性實訓
項目三信號繼電器特性實訓
項目四中間繼電器特性實訓
項目五差動繼電器特性實訓
項目六具有燈光監視的斷路器控制回路
項目七有燈光和音響監視的斷路器控制回路
項目八重復動作手動復歸中央信號裝置
項目九重復動作自動復歸中央信號裝置
項目十供電線路帶時限的過電流保護
項目十一供電線路低電壓啟動過電流保護
項目十二配電變壓器過電流保護
項目十三配電變壓器的電流速斷保護
項目十四配電變壓器的過負荷保護
四、系統組成
智能工廠供電及配電自動化實訓系統由一次部分、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、斷路器、變壓器、變頻器、電動機、負荷部分）；二次部分（主要包含微機線路保護測控裝置、微機電動機保護測控裝置、微機備自投裝置、模擬測量表計）；監控部分（PLC）；微機變壓器保護測控裝置、常規電力繼電器、數字測量表計、三相電量智能監測儀、電量采集模塊。
4.1 供配電一次系統部分
　　本實訓系統模擬中型工廠的供配電系統，由35 kV，10kV，兩個不同的電壓等級構成，一次系統主接線圖采用爛字工藝于鋁面板上。整個系統有兩路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定運行，配置了高壓電動機保護；為了保證電力電容器的穩定安全，配置了微機電容器保護裝置，為了提高用電質量，配置了無功補償裝置；為了實現工廠供電綜合自動化控制，配置了工業平板電腦及電力專用組態軟件和PLC控制器，實現了整個系統的“四遙”功能，完全依照電力現場設置。
    微機保護裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統的電流、電壓以及輸入輸出開關量，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：整個系統一次供配電線路要求由35 kV，10kV不同的電壓等級構成，線路阻抗采用電抗器和電阻來模擬。
    隔離開關和斷路器及變壓器：系統采用一個兩卷的變壓器，模擬總降變壓。使學生通過正確的實訓操作，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整操作規程。
負荷部分：可分為線路負荷，變壓器負荷及其它高壓負荷。其中其它高壓負荷是用電動機組和高壓電容器模擬。風機不僅可以作為負荷的一部分，同時也能給整套裝置散熱。
4.2 二次部分
    二次部分（主要包含微機線路保護測控裝置、微機電動機保護測控裝置、微機備自投裝置、模擬測量表計）；監控部分（主要包含監控主機、工業組態、PLC）；微機變壓器保護測控裝置、常規電力繼電器、數字測量表計、三相電量智能監測儀、電量采集模塊及計算機。
    微機保護測控裝置：所有保護裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統的電流、電壓以及輸入輸出開關量，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，低壓閉鎖電流保護，單相接地保護，反時限過流保護，過電流后加速，重合閘等功能還能完成電動機的電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護，負序電流保護和低電壓保護，電容器的速斷保護，不平衡電流和電壓保護以及備自投和變壓器的速斷保護，過電流保護，瓦斯保護和過負荷保護。
    無功補償裝置：能自動追蹤電網功率因數并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。
    常規繼電器部分：裝置配有一些常規的繼電器，通過這些繼電器可以進行常規繼電器的特性試驗，以及一些繼電保護綜合實訓。
4.2.1微機線路保護裝置
    具有三段式過流保護，單相接地保護，反時限過流保護，過電流前加速，過電流后加速，重合閘等功能。
4.2.2微機電動機保護裝置
    具有電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護，負序電流保護和低電壓保護等功能。
4.2.4微機無功補償裝置
    能自動追蹤電網功率因數并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。根據變壓器的無功功率進行分相補償，電容器組循環工作，使每組電容器均勻投運，從而減少電能損耗和電壓損失，提高設備的使用效率。
4.2.7智能電參數測量模塊
    智能電參數測量模塊是一款智能型電力參數綜合測量采集模塊，準確測量單相、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、頻率、電度、諧波等30多種電力參數，帶I/O接口。