SBGDX-01工厂供电技术实训装置
一、概 述
“工厂供电技术实训装置”是根据机械工业职业技能鉴定指导中心编写的《高级电工技术》、《电工基础（高级工适用）》、《电工技师培训教材》结合《工厂供电》和《供配电技术》课程研制生产的。主要对教材中的35kV总降压变电所、10kV高压变电所及车间用电负荷的供配电线路中涉及的微机继电保护装置、备用电源自动投入装置、无功自动补偿装置、智能采集模块以及工业人机界面等电气一次、二次、控制、保护等重点教学内容进行设计开发的，通过在本实训装置中的技能训练能在深入理解专业知识的同时，培养学生的实践技能。并且本套实训装置还有利于学生对变压器、电动机组、电流互感器、电压互感器、模拟表记、数字电秒表及开关元器件工作特性和接线原理的理解和掌握。
二、产品组成及特点
实用性强
工厂供电技术实训装置根据典型教学内容设计，在开发中征求了专业教师的建议、吸收了工程应用中的实际经验。比较系统地实现了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。学生在实训中，还能够掌握正确的电路投切操作，倒闸操作，运行控制以及各种运行方式的调整操作规程。本装置结构清晰，运行灵活，操作方便，安全可靠。为学生提高实践技能建立了一个良好的实训平台。
综合性强
本装置综合了与工厂供电相关的微机线路保护，微机电动机保护，备自投和无功补偿等功能。采用的是工业现场产品，线路模型和电动机模型都能较典型的模拟工厂的现场状况，有利于进行理论分析和数值分析。
先进性
本装置综合微机继电保护、工业触摸屏和PLC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训平台。体现了当前自动化技术和通信技术在供配电网的深刻变革。
三、技术性能
输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz±2%
整机容量：≤3kVA
实训台采用铁质亚光密纹喷塑，铝质面板（凹字烂板工艺技术）
台体尺寸： 1771mm×1804mm×726mm
RS-485和以太网两种通讯接口；标准MODBUS通讯协议
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
四、实训项目
1.工厂供电电气接线图的认知
（1）实训台电气主接线模拟图的认知
（2）触摸屏的正确操作
（3）电气主接线图的认知
2.工厂变配电室值班技能培训
（1）电流互感器与电压互感器的接线方式
（2）变压器有载调压
（3）线路停送电操作
（4）变压器倒闸操作
（5）母线倒闸操作
3.工厂高压线路的微机继电保护
（1）模拟系统正常、最大、最小运行方式
（2）模拟系统短路
（3）电秒表的正确操作
（4）微机线路保护装置参数整定操作
（5）无时限电流速断保护
（6）带时限电流速断保护
（7）定时限过电流保护
（8）反时限过电流保护
（9）电流电压连锁保护
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）高压电动机的反时限过流保护
（7）模拟电动机出口短路
（8）微机电动机保护装置参数整定操作
（9）高压电动机的速断保护
（10）高压电动机的反时限过流保护
5.工厂供电系统的自动装置实训
（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）无功自动补偿
6.工厂供电的监控实训
1）SCADA监控。
2）四遥（遥信、遥控、遥测、遥调）实验。
3）故障录波。
4）事件记录查询。
五、主要配置清单
|
序号 |
名称 |
内容 |
数量 |
|
1 |
7触摸屏 |
昆仑通态，7英寸STN256色 |
1 |
|
2 |
PLC及扩展模块 |
西门子CR40 PLC（AC/DC/RELAY）主机，集成数字量I/O（24路数字量输入/16路数字量输出）、RS-485通信口、6路高速计数器；以太网通讯 |
1 |
|
3 |
变频器 |
（西门子）v20-0.37KW变频器，带有通讯接口及BOP |
1 |
|
4 |
控制屏 |
硕博 |
2 |
|
5 |
备自投装置 |
国产 |
1 |
|
6 |
电动机保护测控装置 |
国产 |
2 |
|
7 |
接线端子 |
浙江 |
若干 |
|
8 |
接触器 |
施奈德 |
20 |
|
9 |
各类继电器 |
施奈德 |
若干 |
|
10 |
各类开关／按钮 |
进口件 |
56 |
|
11 |
电流、电压互感器 |
精度０．５级 |
9 |
|
12 |
电流表、电压表 |
精度０．５级 |
11 |
|
13 |
补偿器 |
国产 |
1 |
|
14 |
异步电动机 |
0.4ＫＷ |
１ |
|
15 |
三相交流同步机 |
0.4ＫＷ |
１ |
|
16 |
实验导线 |
|
30 |
|
17 |
实训指导书 |
|
1 |
|
18 |
电脑 |
|
自配 |
|
19 |
RE-8000变电站监控软件 |
|
1 |
|
20 |
二次开发软件PGDev |
|
1 |
六、RE-8000变电站监控软件
1、概述
电力综合自动化监控系统支持基于多种通讯方式的分布式体系结构，采用对象化的设备描述方法，系统的描述由传统的面向远动的数据列表方式变为层次方式，对象层次可以任意嵌套，能够更直观更方便地反映电力系统的构成。
2、监控系统的主要功能模块
数据采集处理SCADA 模块
事件显示/打印/报警模块
图形画面历史报表显示打印模块
图形编辑器模块
数据库定义模块
报表编辑器模块
规约管理器模块
历史存档模块
3、监控系统的特点
1） 嵌入式实时库与商用库MS SQL Server 的无缝连接方式，以实时库为核心，实时数据的读写完全从内存获得，系统实时数据库是层次半关系型结构，满足计算机监控系统对实时性的要求，数据及进程可动态迁移，保证系统负载的动态平衡，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。
2） 采用独特的网络事件驱动技术，在多种协议之上建立有用于网络消息传送的SoftBus信道，系统中各网络结点均可通过它传送和接收消息，从而扩充了Windows 事件驱动的技术，使系统在网络分布的形式下更好的遵守面向对象的设计思想，结构更加清晰。
3） 系统可根据不同的行政管理划分、地理位置信息、传输量及实时性要求，提供多种手段和方法构筑一个完善的分布式应用拓扑网络体系。
4） 采用组件对象模型的系统架构，其规范为IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970为SCADA/EMS 组件架构标准基础是美国电科院的CCAPI IEC 61968 ，为 DMS/LMS 配网电能计量负荷管理的组件架构标准，它们均是CORBA 在电力系统自动化领域的实现。上述优点是提供统一的应用接入标准，提供统一信息交换通道，即过去的SOFTBUS 技术，提供统一命令操作接口，优化分布式系统的效率。
5） 在与厂站或远方其他客户服务族互联时，支持多种标准网络通信协议，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墙Firewall 机制有效隔离广播风暴。
6） 软件开发是利用建立在ActiveX 基础上的32 位的软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新组态，保证了系统的可扩展性及可维护性。
7） 具有多种类型的规约库，包括部颁POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)规约等，可按透明半透明不透明方式进行规约转换或转发。
8） 系统具有远程维护系统调试软件更新故障排除等功能。
9） 基于SVG 图形标准的统一界面，SVG 图形标准被AUTOCAD IE 等支持各种ActiveX控件，能够将它嵌入到其它的应用中，可以通过Web 向Internet 发布界面，与应用系统无关，仅仅是工程画面操作界面的制作便于统一管理。
10） 在采用双网结构时不单纯完成双机热备用的目的还增加了平衡网络负载的功能，在进行扰动数据传输时此功能能更好地保证系统的实时性。
11） 提供一种功能强大直观的高级计算处理语言，它所计算处理的对象直接选自实时数据库，计算结果可带时标存入数据库，使用户能方便灵活地增加新功能，高级计算处理环境提供的语言主要包括加、减、乘、除、幂运算、三角函数、LOG 函数、逻辑运算、位操作、系统时钟条件判断、循环语句、自定义过程调用、返回语句、函数调用、数据库操作、用户定义变量等。
12） 数据库能在线生成、修改和扩充，所有数据按名称访问，数据读写与数据处理对象绑定，与数据驻存地无关。
13） 监控系统包含了变电站的一些高级应用软件模块：电压无功控制VQC 应用模块、故障录波显示分析应用模块、小电流接地选线应用模块、五防系统应用模块等各个应用模块。既可与监控系统一体化运行，也可自成系统单独运行。
14） 具有网络拓扑分析和动态着色功能，动态着色是根据电网拓扑监视出的设备状态信息，以不同的颜色直观地显示出电力系统各个设备的电气状态。
4、主要功能
4.1、数据采集及处理功能
按电气间隔分布配置或集中配置综合测控终端完成开关量模拟量脉冲量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。
4.2、控制操作功能
控制各电气间隔的断路器、电动隔离刀闸的分闸/合闸操作，控制操作可由站级工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。
4.3、防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能 防误操作闭锁控制功能可以设计操作闭锁逻辑，达到防误操作。
4.4、报警及事件记录功能
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE 、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理分类记录并处理。
4 .5、历史记录功能
负责定期地将处理后的数据保留入历史库以供趋势分析统计计算之用。
4.6、显示打印功能
支持多窗口分层显示各种接线图、地理图、系统图、曲线潮流图、事件列表、保护信息报表、三维棒图等，可人工自动或定时打印各种报表曲线事件等。
4.7、 操作票系统功能
能生成预演执行管理及打印操作票
4.8、保护设备管理功能
保护设备库管理、定值召唤及设置保护信息的处理等。
4.9、故障录波分析功能
对系统采集的扰动数据处理保存并进行波形显示故障分析打印等
4.10、 电压无功控制功能
按十五区图以手动或自动方式进行电压无功控制VQC
4.11 、小电流接地选线功能
发生小电流单相接地时系统自动报警并显示出接地的线路及相别
4.12、系统自诊断与自恢复功能
系统会不断的进行自我诊断，如发生错误，会自行修复
4.13、远动功能
可以实现数据的上传及远方控制
4.14 、远程监视和维护功能
利用Modem 实现远程监视及维护
4.15、 OPC服务器功能
可以作为OPC服务器使用，实现数据的无界限共享
5、主要技术指标
5.1、系统最大容量
遥测量2048 个
遥信量4096 个
遥控量256 个
遥调量128 个
电度量128 个
5.2、测控精度
5.2.1、模拟量测量准确度
交流电流电压量 0.2%
直流电流电压量 0.2%
功率电度量 0.5%
频率 0.02Hz
5.2.2 脉冲输入量
允许脉冲宽度 10ms
允许脉冲电平 30V
5.2.3 事故顺序记录
记录分辨率 2ms
5.2.4 遥控动作成功率
遥控动作成功率 100%
5.3有实时数据的画面整幅调出响应时间
画面调入 2s
数据刷新 1s(可设定)
5.4数据处理速度
从数据采集到主站显示 3s
遥调命令传输时间 2s(可设定)
遥控命令选择执行或撤销传输时间1s(可设定)
5.5数据通信
5.5.1 站内通信
以太网结构网络、ModBus-RTU
5.5.2远方转发
主备信道自动切换
速率300～64000 bps
5.6 历史数据存档
测量数据存档最小时间间隔为1Min 生存周期为2年
保护信息事件记录越限记录等生存周期为1年
5.7 系统可用率
系统可用率 99.98%
5.8 平均无故障时间
平均无故障时间(MTBF) 50000h
5.9 使用环境
环境温度 间隔层设备-20℃～+60℃
相对湿度 32%
