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SBGDX-01工廠供電技術(shù)實訓裝置
一、概 述
“工廠供電技術(shù)實訓裝置”是根據(jù)機械工業(yè)職業(yè)技能鑒定指導中心編寫的《高級電工技術(shù)》、《電工基礎（高級工適用）》、《電工技師培訓教材》結(jié)合《工廠供電》和《供配電技術(shù)》課程研制生產(chǎn)的。主要對教材中的35kV總降壓變電所、10kV高壓變電所及車間用電負荷的供配電線路中涉及的微機繼電保護裝置、備用電源自動投入裝置、無功自動補償裝置、智能采集模塊以及工業(yè)人機界面等電氣一次、二次、控制、保護等重點教學內(nèi)容進行設計開發(fā)的，通過在本實訓裝置中的技能訓練能在深入理解專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學生的實踐技能。并且本套實訓裝置還有利于學生對變壓器、電動機組、電流互感器、電壓互感器、模擬表記、數(shù)字電秒表及開關(guān)元器件工作特性和接線原理的理解和掌握。
二、產(chǎn)品組成及特點
實用性強
工廠供電技術(shù)實訓裝置根據(jù)典型教學內(nèi)容設計，在開發(fā)中征求了專業(yè)教師的建議、吸收了工程應用中的實際經(jīng)驗。比較系統(tǒng)地實現(xiàn)了工廠供電系統(tǒng)的受電、輸送、分配、控制、保護等實踐技能訓練要求。學生在實訓中，還能夠掌握正確的電路投切操作，倒閘操作，運行控制以及各種運行方式的調(diào)整操作規(guī)程。本裝置結(jié)構(gòu)清晰，運行靈活，操作方便，安全可靠。為學生提高實踐技能建立了一個良好的實訓平臺。
綜合性強
本裝置綜合了與工廠供電相關(guān)的微機線路保護，微機電動機保護，備自投和無功補償?shù)裙δ。采用的是工業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)品，線路模型和電動機模型都能較典型的模擬工廠的現(xiàn)場狀況，有利于進行理論分析和數(shù)值分析。
先進性
本裝置綜合微機繼電保護、工業(yè)觸摸屏和PLC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訓平臺。體現(xiàn)了當前自動化技術(shù)和通信技術(shù)在供配電網(wǎng)的深刻變革。
輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz±2%
整機容量：≤3kVA
實訓臺采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑，鋁質(zhì)面板（凹字爛板工藝技術(shù)）
臺體尺寸： 1771mm×1804mm×726mm
RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口；標準MODBUS通訊協(xié)議
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
四、實訓項目
1.工廠供電電氣接線圖的認知
（1）實訓臺電氣主接線模擬圖的認知
（2）觸摸屏的正確操作
（3）電氣主接線圖的認知
2.工廠變配電室值班技能培訓
（1）電流互感器與電壓互感器的接線方式
（2）變壓器有載調(diào)壓
（3）線路停送電操作
（4）變壓器倒閘操作
（5）母線倒閘操作
3.工廠高壓線路的微機繼電保護
（1）模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運行方式
（2）模擬系統(tǒng)短路
（3）電秒表的正確操作
（4）微機線路保護裝置參數(shù)整定操作
（5）無時限電流速斷保護
（6）帶時限電流速斷保護
（7）定時限過電流保護
（8）反時限過電流保護
（9）電流電壓連鎖保護
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
（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）高壓電動機的反時限過流保護
（7）模擬電動機出口短路
（8）微機電動機保護裝置參數(shù)整定操作
（9）高壓電動機的速斷保護
（10）高壓電動機的反時限過流保護
5.工廠供電系統(tǒng)的自動裝置實訓
（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
（7）母聯(lián)備投（暗備用）及自適應
（8）無功補償裝置認知
（9）無功自動補償
6.工廠供電的監(jiān)控實訓
1）SCADA監(jiān)控。
2）四遙（遙信、遙控、遙測、遙調(diào)）實驗。
3）故障錄波。
4）事件記錄查詢。
五、主要配置清單
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序號 |
名稱 |
內(nèi)容 |
數(shù)量 |
|
1 |
7觸摸屏 |
昆侖通態(tài)，7英寸STN256色 |
1 |
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2 |
PLC及擴展模塊 |
西門子CR40 PLC（AC/DC/RELAY）主機，集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出）、RS-485通信口、6路高速計數(shù)器；以太網(wǎng)通訊 |
1 |
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3 |
變頻器 |
（西門子）v20-0.37KW變頻器，帶有通訊接口及BOP |
1 |
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4 |
控制屏 |
碩博 |
2 |
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5 |
備自投裝置 |
國產(chǎn) |
1 |
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6 |
電動機保護測控裝置 |
國產(chǎn) |
2 |
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7 |
接線端子 |
浙江 |
若干 |
|
8 |
接觸器 |
施奈德 |
20 |
|
9 |
各類繼電器 |
施奈德 |
若干 |
|
10 |
各類開關(guān)／按鈕 |
進口件 |
56 |
|
11 |
電流、電壓互感器 |
精度０．５級 |
9 |
|
12 |
電流表、電壓表 |
精度０．５級 |
11 |
|
13 |
補償器 |
國產(chǎn) |
1 |
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14 |
異步電動機 |
0.4ＫＷ |
１ |
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15 |
三相交流同步機 |
0.4ＫＷ |
１ |
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16 |
實驗導線 |
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30 |
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17 |
實訓指導書 |
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1 |
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18 |
電腦 |
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自配 |
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19 |
RE-8000變電站監(jiān)控軟件 |
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1 |
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20 |
二次開發(fā)軟件PGDev |
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1 |
六、RE-8000變電站監(jiān)控軟件
1、概述
電力綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)支持基于多種通訊方式的分布式體系結(jié)構(gòu)，采用對象化的設備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠動的數(shù)據(jù)列表方式變?yōu)閷哟畏绞，對象層次可以任意嵌套，能夠更直觀更方便地反映電力系統(tǒng)的構(gòu)成。
2、監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊
數(shù)據(jù)采集處理SCADA 模塊
事件顯示/打印/報警模塊
圖形畫面歷史報表顯示打印模塊
圖形編輯器模塊
數(shù)據(jù)庫定義模塊
報表編輯器模塊
規(guī)約管理器模塊
歷史存檔模塊
3、監(jiān)控系統(tǒng)的特點
1） 嵌入式實時庫與商用庫MS SQL Server 的無縫連接方式，以實時庫為核心，實時數(shù)據(jù)的讀寫完全從內(nèi)存獲得，系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫是層次半關(guān)系型結(jié)構(gòu)，滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求，數(shù)據(jù)及進程可動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負載的動態(tài)平衡，提高了系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。
2） 采用獨特的網(wǎng)絡事件驅(qū)動技術(shù)，在多種協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡消息傳送的SoftBus信道，系統(tǒng)中各網(wǎng)絡結(jié)點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅(qū)動的技術(shù)，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡分布的形式下更好的遵守面向?qū)ο蟮脑O計思想，結(jié)構(gòu)更加清晰。
3） 系統(tǒng)可根據(jù)不同的行政管理劃分、地理位置信息、傳輸量及實時性要求，提供多種手段和方法構(gòu)筑一個完善的分布式應用拓撲網(wǎng)絡體系。
4） 采用組件對象模型的系統(tǒng)架構(gòu)，其規(guī)范為IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970為SCADA/EMS 組件架構(gòu)標準基礎是美國電科院的CCAPI IEC 61968 ，為 DMS/LMS 配網(wǎng)電能計量負荷管理的組件架構(gòu)標準，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動化領域的實現(xiàn)。上述優(yōu)點是提供統(tǒng)一的應用接入標準，提供統(tǒng)一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術(shù)，提供統(tǒng)一命令操作接口，優(yōu)化分布式系統(tǒng)的效率。
5） 在與廠站或遠方其他客戶服務族互聯(lián)時，支持多種標準網(wǎng)絡通信協(xié)議，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墻Firewall 機制有效隔離廣播風暴。
6） 軟件開發(fā)是利用建立在ActiveX 基礎上的32 位的軟件編譯平臺，采用面向?qū)ο蟮脑O計思想，軟件功能模塊可重新組態(tài)，保證了系統(tǒng)的可擴展性及可維護性。
7） 具有多種類型的規(guī)約庫，包括部頒POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)規(guī)約等，可按透明半透明不透明方式進行規(guī)約轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)發(fā)。
8） 系統(tǒng)具有遠程維護系統(tǒng)調(diào)試軟件更新故障排除等功能。
9） 基于SVG 圖形標準的統(tǒng)一界面，SVG 圖形標準被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件，能夠?qū)⑺度氲狡渌膽弥，可以通過Web 向Internet 發(fā)布界面，與應用系統(tǒng)無關(guān)，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統(tǒng)一管理。
10） 在采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網(wǎng)絡負載的功能，在進行擾動數(shù)據(jù)傳輸時此功能能更好地保證系統(tǒng)的實時性。
11） 提供一種功能強大直觀的高級計算處理語言，它所計算處理的對象直接選自實時數(shù)據(jù)庫，計算結(jié)果可帶時標存入數(shù)據(jù)庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環(huán)境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數(shù)、LOG 函數(shù)、邏輯運算、位操作、系統(tǒng)時鐘條件判斷、循環(huán)語句、自定義過程調(diào)用、返回語句、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)庫操作、用戶定義變量等。
12） 數(shù)據(jù)庫能在線生成、修改和擴充，所有數(shù)據(jù)按名稱訪問，數(shù)據(jù)讀寫與數(shù)據(jù)處理對象綁定，與數(shù)據(jù)駐存地無關(guān)。
13） 監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級應用軟件模塊：電壓無功控制VQC 應用模塊、故障錄波顯示分析應用模塊、小電流接地選線應用模塊、五防系統(tǒng)應用模塊等各個應用模塊。既可與監(jiān)控系統(tǒng)一體化運行，也可自成系統(tǒng)單獨運行。
14） 具有網(wǎng)絡拓撲分析和動態(tài)著色功能，動態(tài)著色是根據(jù)電網(wǎng)拓撲監(jiān)視出的設備狀態(tài)信息，以不同的顏色直觀地顯示出電力系統(tǒng)各個設備的電氣狀態(tài)。
4、主要功能
4.1、數(shù)據(jù)采集及處理功能
按電氣間隔分布配置或集中配置綜合測控終端完成開關(guān)量模擬量脈沖量等信息的采集及處理，并將處理后的信息上傳。
4.2、控制操作功能
控制各電氣間隔的斷路器、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級工作站實現(xiàn)，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。
4.3、防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能可以設計操作閉鎖邏輯，達到防誤操作。
4.4、報警及事件記錄功能
將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE 、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統(tǒng)一管理分類記錄并處理。
4 .5、歷史記錄功能
負責定期地將處理后的數(shù)據(jù)保留入歷史庫以供趨勢分析統(tǒng)計計算之用。
4.6、顯示打印功能
支持多窗口分層顯示各種接線圖、地理圖、系統(tǒng)圖、曲線潮流圖、事件列表、保護信息報表、三維棒圖等，可人工自動或定時打印各種報表曲線事件等。
4.7、 操作票系統(tǒng)功能
能生成預演執(zhí)行管理及打印操作票
4.8、保護設備管理功能
保護設備庫管理、定值召喚及設置保護信息的處理等。
4.9、故障錄波分析功能
對系統(tǒng)采集的擾動數(shù)據(jù)處理保存并進行波形顯示故障分析打印等
4.10、 電壓無功控制功能
按十五區(qū)圖以手動或自動方式進行電壓無功控制VQC
4.11 、小電流接地選線功能
發(fā)生小電流單相接地時系統(tǒng)自動報警并顯示出接地的線路及相別
4.12、系統(tǒng)自診斷與自恢復功能
系統(tǒng)會不斷的進行自我診斷，如發(fā)生錯誤，會自行修復
4.13、遠動功能
可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及遠方控制
4.14 、遠程監(jiān)視和維護功能
利用Modem 實現(xiàn)遠程監(jiān)視及維護
4.15、 OPC服務器功能
可以作為OPC服務器使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無界限共享
5、主要技術(shù)指標
5.1、系統(tǒng)最大容量
遙測量2048 個
遙信量4096 個
遙控量256 個
遙調(diào)量128 個
電度量128 個
5.2、測控精度
5.2.1、模擬量測量準確度
交流電流電壓量 0.2%
直流電流電壓量 0.2%
功率電度量 0.5%
頻率 0.02Hz
5.2.2 脈沖輸入量
允許脈沖寬度 10ms
允許脈沖電平 30V
5.2.3 事故順序記錄
記錄分辨率 2ms
5.2.4 遙控動作成功率
遙控動作成功率 100%
5.3有實時數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應時間
畫面調(diào)入 2s
數(shù)據(jù)刷新 1s(可設定)
5.4數(shù)據(jù)處理速度
從數(shù)據(jù)采集到主站顯示 3s
遙調(diào)命令傳輸時間 2s(可設定)
遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時間1s(可設定)
5.5數(shù)據(jù)通信
5.5.1 站內(nèi)通信
以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡、ModBus-RTU
5.5.2遠方轉(zhuǎn)發(fā)
主備信道自動切換
速率300～64000 bps
5.6 歷史數(shù)據(jù)存檔
測量數(shù)據(jù)存檔最小時間間隔為1Min 生存周期為2年
保護信息事件記錄越限記錄等生存周期為1年
5.7 系統(tǒng)可用率
系統(tǒng)可用率 99.98%
5.8 平均無故障時間
平均無故障時間(MTBF) 50000h
5.9 使用環(huán)境
環(huán)境溫度 間隔層設備-20℃～+60℃
相對濕度 32%
