工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

KCDLX-01D型工廠供電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述

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?！豆S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(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)裝置測量元件精度：刻度誤差：不大于1%；測量電流：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(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(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）：具有三段式過流保護(hù)，低壓閉鎖電流保護(hù)，單相接地保護(hù)，反時(shí)限過流保護(hù)，過電流前加速，過電流后加速，重合閘等功能；微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置（1只）：具有電流速斷，過電流，電流反時(shí)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；微機(jī)變壓器保護(hù)裝置（1只）：具有電流速斷，過電流，電流反時(shí)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；微機(jī)無功補(bǔ)償裝置（1只）：能自動(dòng)追蹤電網(wǎng)功率因數(shù)并控制電容器組的投切，具有手動(dòng)和自動(dòng)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(yùn)，從而減少電能損耗和電壓損失，提高設(shè)備的使用效率；微機(jī)備自投裝置（1只）：有進(jìn)線備投和母聯(lián)備投方式可選 ，當(dāng)主進(jìn)線電源模擬故障失電后，備自投裝置能自動(dòng)地將備用進(jìn)線電源投到工作母線上，以此保證連接在工作母線上的負(fù)荷仍能正常工作，提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)具有自適應(yīng)功能，當(dāng)檢測到主進(jìn)線電源恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)斷開備用進(jìn)線斷路器，延時(shí)閉合主進(jìn)線，實(shí)現(xiàn)主進(jìn)線電壓恢復(fù)時(shí)自動(dòng)切換后投入過程；同時(shí)所有的微機(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。

10. 上位機(jī)得監(jiān)控軟件，監(jiān)控主機(jī)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(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、無功的自動(dòng)調(diào)整。提供103、104、PLC規(guī)約代碼，便于教師、學(xué)生二次開發(fā)新程序開發(fā)。

11. PLC采用西門子PLC主機(jī)。

12. 提供配套鋼木結(jié)構(gòu)電腦桌1套。

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）備投投入條件測試

（2）進(jìn)線備投（明備用）及自適應(yīng)

（3）母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)

（4）無功補(bǔ)償裝置認(rèn)知

（5）手動(dòng)/自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償

（6）線路無功控制

(7)VQC電壓無功控制

3.工廠高壓線路的微機(jī)繼電保護(hù)

(1)模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運(yùn)行方式

(2)模擬系統(tǒng)短路

(3)電秒表的正確操作

（4）微機(jī)線路保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

（5）線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)

（6）線路帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

（7）線路定時(shí)限過電流保護(hù)

（8）線路反時(shí)限過電流保護(hù)

（9）線路電流電壓連鎖保護(hù)

（10）線路的接地保護(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）變頻器開環(huán)調(diào)速

（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）電動(dòng)機(jī)的速斷保護(hù)

（6）電動(dòng)機(jī)的反時(shí)限過流保護(hù)

（7）電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)

（8）電動(dòng)機(jī)的接地保護(hù)

5.變壓器微機(jī)繼電保護(hù)

（1）變壓器電流速斷保護(hù)

（2）變壓器過電流保護(hù)

（3）變壓器瓦斯保護(hù)

（4）變壓器過負(fù)荷保護(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

7.微機(jī)保護(hù)編程軟件開放實(shí)訓(xùn)

（1）6～10kV線路微機(jī)過電流保護(hù)編程

（2）過電流保護(hù)與自動(dòng)重合閘編程

（3）三段式過流保護(hù)編程

（4）三段式過流保護(hù)與自動(dòng)重合閘編程

（5）變壓器的電流速斷保護(hù)編程

（6）雙繞組變壓器的過負(fù)荷保護(hù)編程

（7）雙繞組變壓器的過電流保護(hù)編程

（8）變壓器的低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)編程

五、RE-8000變電站監(jiān)控軟件

1、概述

電力綜合自動(dòng)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(duì)象化的設(shè)備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠(yuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)列表方式變?yōu)閷哟畏绞?，?duì)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

（1）數(shù)據(jù)采集處理SCADA 模塊

（2）事件顯示/打印/報(bào)警模塊

（3）圖形畫面歷史報(bào)表顯示打印模塊

（4）圖形編輯器模塊

（5）數(shù)據(jù)庫定義模塊

（6）報(bào)表編輯器模塊

（7）規(guī)約管理器模塊

（8）歷史存檔模塊

3、監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

4、主要功能

5、主要技術(shù)指標(biāo)

六、二次開發(fā)軟件PGDev產(chǎn)品概況

1、軟件簡介

PGDev是PG系列低壓保護(hù)開發(fā)平臺(tái)的一個(gè)重要組成部分，屬于平臺(tái)的PC側(cè)軟件部分，用于保護(hù)裝置軟硬件屬性配置和算法邏輯圖的開發(fā)。

PGDev的主要完成如下三個(gè)方面的工作：

1．裝置軟件和硬件屬性文件的創(chuàng)建、配置，編譯生成供裝置解析的軟件和硬件配置文件；

2．保護(hù)算法功能邏輯圖文件的創(chuàng)建、編輯，編譯生成供裝置解析的邏輯圖文件；

3．將上面生成的文件下載到裝置中，也可將裝置中保存的文件上傳到PC機(jī)中。

2、軟件特點(diǎn)

PGDev將軟硬件配置和邏輯圖的編輯、編譯、下載集成在一起，功能強(qiáng)大，使用方便。PGDev具有如下特點(diǎn)：

1．軟件界面簡潔友好，方便用戶快速上手使用；

2．高效的編輯功能，用戶在編輯過程中可使用復(fù)制、剪切、粘貼等操作提高開發(fā)效率；

3．完善的排錯(cuò)功能，可快速檢測出文件編輯中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，確保下載到裝置中的文件的正確性；

4．可靠的通訊功能，可在裝置和PC機(jī)間進(jìn)行文件的可靠傳輸。

3、適用范圍

     PGDev必須跟平臺(tái)的其他部分（硬件裝置部分、裝置側(cè)軟件部分）一起配合使用，單獨(dú)使用本軟件沒有實(shí)用價(jià)值。

     另外，PGDev是在Win32平臺(tái)上開發(fā)的，所以請(qǐng)?jiān)赪indows系列操作系統(tǒng)下運(yùn)行本軟件，如Windows 2000 或 Windows XP。