SBGDX-02工厂供电综合自动化实训系统

一、 概 述

工厂供电综合自动化实训系统、工厂供电综合自动化实训室是电气自动化控制实训基地之一，该实训装置是模拟中型工厂的供配电系统，反映典型供电系统的一次和二次部分，是集控制、保护、测量和信号为一体的综合自动化实训平台。该实训室承担着机电一体化技术、电气自动化技术专业《工业企业供电》课程的教学及特种电工实训教学及社会电类相关专业的企业供电培训等教学任务。

现代化工厂（特别是大型企业）供电负荷密度大，供电方式复杂，可靠性要求高，电能质量要求严格，还要求考虑更高的灵活性，以适应供电负荷不断增加和供电网络升级的需要。针对这种情况，将综合自动化技术融入到工厂供电系统中已成为一种必然趋势和发展方向。

"工厂供电综合自动化实训系统"正是依据高职高专《工厂电器与供电》、《电气设备及运行维护》、《供配电技术》、《供用电网络继电保护》、《配电系统自动化》和《配电网自动化技术》等课程的实训教学要求，结合工厂供电系统的实际应用和发展而设计的综合型实训系统。

二、特 点

全面性：清楚地反映典型工厂供电系统的一次和二次部分，综合采用多种工厂供电实际应用的电气设备。能够实现工厂供电系统的受电、输送、分配、控制、保护等实践技能训练要求；

先进性：综合微机继电保护、电量计量、PLC和工控组态等微机职能检测控制的相关技术，采用分层分布式控制方式，组建成集控制、保护、测量和信号为一体的综合自动化实验平台；

实用性：系统结构清晰，运行灵活，操作可靠。

三、技术性能

1. 输入电源：三相四线 AC380V±10% 50±2%Hz；

2. 整机容量：≤3kVA；

3. 实训台采用铁质亚光密纹喷塑，铝质面板；

4. RS-485和以太网两种通讯接口；标准MODBUS通讯协议；

5. 微机保护装置测量元件精度：刻度误差：不大于1%；测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms。

6. 实训系统由供配电系统主接线模拟屏、计量柜、控制柜、监控软件等四部分构成。

7. 实训系统能模拟中型工厂的供配电系统，采用控制屏结构，一次主接线印于铝面板上。由35 kV，10kV，两个不同的电压等级构成 ，整个系统有两路35kV进线，其中一路正常供电，另一路作为备用，通过备自投自动切换;35kV母线出线有两路分支，一路送其他分厂，一路经总降变降压为10kV母线的进线电源1供本地使用；为了保证供电可靠性，另加一路电源作为10kV母线的进线电源2。进线电源1和进线电源2互为暗备用，分别给10kVⅠ段母线和10kVⅡ段母线供电，两者也可通过备自投自动切换。为了保证一次线路供电的可靠性，配置了微机备自投，微机线路和微机变压器保护；为了保证高压电动机的稳定运行，配置了高压电动机保护；为了提高用电质量，配置了无功补偿装置；为了实现自动化控制，配置了PC机和PLC控制器，实现了整个系统的"四遥"功能。

8. 计量柜包括：三只指针式交流电压表（精度1.0级，量程：0～500V）；三只指针式交流电流表（精度1.0级，量程：0～5A）；指针式三相有功功率表和三相无功功率表各一只；电子式有功无功组合电能表（1只）：测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms；三相智能采集模块（3只）：测量精度：电流、电压0.2％，其他电量0.5％；带RS-485通信接口；数字式电秒表（1只）：测量范围0.0001S-9999.9S，测量误差≤±5×10-5×量程±1个尾数字，有连续和触动两种功能。适应空触点或5V-250V正极性电信号。连续性手动复零，触动性即可手动复零，也可随测量信号自动复零。

9.控制柜包括：微机线路保护装置（1只）；微机电动机保护装置（1只）；微机变压器保护装置（1只）；微机无功补偿装置（1只）；微机备自投装置（1只）。

n 采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。

n 针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。

n 采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装。

具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。

n 交直流两用操作回路，自适应0.5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。

n 配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。

n 面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。

n 具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后各八个周波。

n ★装置具有模拟产生标准4相电压3相电流，方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可设置200V，精度:误差＜0.01V；电流三相可输出200A，精度:误差＜0.01A。相位范围: 360?，精度:误差＜0.1?； 分辨率: 0.01。可模拟微机测控装置在各运行工况下采样值，如：停运、正常、故障等工况下电参量，在各工况状态下自动切换所设定值，配合装置正确投切一次设备。

n 具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)，

n 两路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。

n 整机静态功耗小于10W。

n 高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰等）。

10. 上位机得监控软件，监控主机与现场智能设备采用RS485总线，Modbus-RTU协议构建底层监控网络。主要实现以下功能：1、对供配电一次系统进行组态，实时显示主接线的变化；2、实时采集、显示、存储各类电量参数；3、对采集的各种电量量可生成实时和历史曲线和报表，以利于实验者比较、分析实验数据；4、监视各断路器位置、保护动作出口状态；能够控制输电线路断路器的跳/合闸；5、根据采集的母线电量实现对电压、无功的自动调整。

11. PLC采用西门子PLC主机。

四、实训项目

1.工厂供电电气接线图的认知

(1)工厂供电一次电气接线模拟图的认知

(2)工厂供电二次控制回路接线及信号回路实训

(3)电压和电流互感器的接线方法

(4)工厂供电倒闸操作

2.工厂自动装置实训

（1）备用电源自动投入装置参数整定操作

（2）备用电源自动投入

（3）无功补偿装置参数整定操作

（4）无功自动补偿功能

（5）备投投入条件测试

（6）进线备投（明备用）及自适应

（7）母联备投（暗备用）及自适应

（8）无功补偿装置认知

（9）手动/自动功率因数补偿

（10）线路无功控制

（11）VQC电压无功控制

3.工厂高压线路的微机继电保护

（1）模拟系统短路

（2）微机线路保护装置参数整定操作

（3）无时限电流速断保护

（4）带时限电流速断保护

（5）定时限过电流保护

（6）★方向过电流保护

（7）过电流三相一次重合闸保护

（8）反时限过电流保护

（9）电流电压连锁保护

（10）零序电流保护

（11）零序电压保护

4.高压电动机的继电保护

（1）变频器参数整定操作

（2）变频器的开环调速实训

（3）三相异步电动机的启动方式

（4）微机电动机保护装置参数整定操作

（5）高压电动机的速断保护

（6）高压电动机躲过启动电流速断保护

（7）★高压电动机的负序过电流保护

（8）高压电动机堵转保护

（9）高压电动机的反时限过流保护

（10）高压电动机过电压保护

（11）高压电动机欠电压保护

（12）高压电动机零序过电流保护

5.变压器微机继电保护

（1）变压器过流保护

（2）变压器反时限过流保护

（3）变压器过负荷保护

（4）变压器零序过流保护

（5）变压器零序电压保护

（6）变压器低电压保护

（7）变压器瓦斯、超温等非电量保护

6.整体监控及综合自动化

(1)SCADA监控

(2)线路故障定位、报警及切除

(3)电能曲线分析及报表

五、工厂供电综合自动化实训系统配置清单