工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)|供配電實訓(xùn)裝置

• 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)升級的需要。針對這種情況,，將綜合自動化技術(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,。

“TYGDX-02工廠供電綜合自動化實訓(xùn)系統(tǒng)|供配電實訓(xùn)裝置 ”正是依據(jù)高職高專《工廠電器與供電》、《電氣設(shè)備及運行維護》,、《供配電技術(shù)》,、《供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護》,、《配電系統(tǒng)自動化》和《配電網(wǎng)自動化技術(shù)》等課程的實訓(xùn)教學(xué)要求，結(jié)合工廠供電系統(tǒng)的實際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計的綜合型實訓(xùn)系統(tǒng),。

• 特 點

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,、保護等實踐技能訓(xùn)練要求,；

*性：綜合微機繼電保護、電量計量,、PLC和工控組態(tài)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驗平臺；

實用性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰,，運行靈活,，操作可靠。

• 技術(shù)性能

1. 輸入電源：三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz,；

2. 整機容量：≤3kVA,；

3. 實訓(xùn)臺采用鐵質(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,。

6. 實訓(xùn)系統(tǒng)由供配電系統(tǒng)主接線模擬屏,、計量柜、控制柜、監(jiān)控軟件等四部分構(gòu)成,。

7. 實訓(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，兩個不同的電壓等級構(gòu)成 ,，整個系統(tǒng)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(jīng)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(wěn)定運行,，配置了高壓電動機保護,；為了提高用電質(zhì)量，配置了無功補償裝置,；為了實現(xiàn)自動化控制,，配置了PC機和PLC控制器，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的“四遙”功能,。

8. 計量柜包括：三只指針式交流電壓表（精度1.0級,，量程：0～500V）；三只指針式交流電流表（精度1.0級,，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,；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；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個尾數(shù)字，有連續(xù)和觸動兩種功能,。適應(yīng)空觸點或5V-250V正極性電信號,。連續(xù)性手動復(fù)零，觸動性即可手動復(fù)零,，也可隨測量信號自動復(fù)零,。

9. 控制柜包括：微機線路保護裝置（1只）：具有三段式過流保護，低壓閉鎖電流保護,，單相接地保護,，反時限過流保護，過電流前加速,，過電流后加速,，重合閘等功能；微機電動機保護裝置（1只）：具有電流速斷,，過電流,，電流反時限，零序過流保護,，負(fù)序電流保護和低電壓保護等功能,；微機變壓器保護裝置（1只）：具有電流速斷，過電流,，電流反時限,，零序過流保護，負(fù)序電流保護和低電壓保護等功能,；微機無功補償裝置（1只）：能自動追蹤電網(wǎng)功率因數(shù)并控制電容器組的投切,，具有手動和自動投切功能。根據(jù)變壓器的無功功率進行分相補償,，電容器組循環(huán)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(shè)備的使用效率,；微機備自投裝置（1只）：有進線備投和母聯(lián)備投方式可選 ，當(dāng)主進線電源模擬故障失電后，備自投裝置能自動地將備用進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。同時具有自適應(yīng)功能,，當(dāng)檢測到主進線電源恢復(fù)時,，自動斷開備用進線斷路器，延時閉合主進線,，實現(xiàn)主進線電壓恢復(fù)時自動切換后投入過程,；同時所有的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(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. 上位機得監(jiān)控軟件，監(jiān)控主機與現(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),。主要實現(xiàn)以下功能：1、對供配電一次系統(tǒng)進行組態(tài),，實時顯示主接線的變化,；2、實時采集,、顯示,、存儲各類電量參數(shù)；3,、對采集的各種電量量可生成實時和歷史曲線和報表,，以利于實驗者比較、分析實驗數(shù)據(jù),；4,、監(jiān)視各斷路器位置、保護動作出口狀態(tài),；能夠控制輸電線路斷路器的跳/合閘,；5、根據(jù)采集的母線電量實現(xiàn)對電壓,、無功的自動調(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,。

12. 提供配套鋼木結(jié)構(gòu)電腦桌1套,。

13電腦：

• 實訓(xùn)項目

• 工廠供電電氣接線圖的認(rèn)知

• 工廠供電一次電氣接線模擬圖的認(rèn)知

• 工廠供電二次控制回路接線及信號回路實訓(xùn)

• 電壓和電流互感器的接線方法

• 工廠供電倒閘操作

• 工廠自動裝置實訓(xùn)

• 備投投入條件測試

• 進線備投（明備用）及自適應(yīng)

• 母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)

• 無功補償裝置認(rèn)知

• 手動/自動功率因數(shù)補償

• 線路無功控制

• VQC電壓無功控制

• 工廠高壓線路的微機繼電保護

• 模擬系統(tǒng)正常,、zui大,、zui小運行方式

• 模擬系統(tǒng)短路

• 電秒表的正確操作

• 微機線路保護裝置參數(shù)整定操作

• 線路無時限電流速斷保護

• 線路帶時限電流速斷保護

• 線路定時限過電流保護

• 線路反時限過電流保護

• 線路電流電壓連鎖保護

• 線路的接地保護

• 高壓電動機的繼電保護

• 變頻器參數(shù)整定操作

• 變頻器開環(huán)調(diào)速

• 三相異步電動機的啟動方式

• 微機電動機保護裝置參數(shù)整定操作

• 電動機的速斷保護

• 電動機的反時限過流保護

• 電動機的低電壓保護

• 電動機的接地保護

• 變壓器微機繼電保護

• 變壓器電流速斷保護

• 變壓器過電流保護

• 變壓器瓦斯保護

• 變壓器過負(fù)荷保護

• 整體監(jiān)控及綜合自動化

• SCADA監(jiān)控

• 線路故障定位、報警及切除

• 電能曲線分析及報表

• 微機保護編程軟件開放實訓(xùn)

（1）6～10kV線路微機過電流保護編程

（2）過電流保護與自動重合閘編程

（3）三段式過流保護編程

（4）三段式過流保護與自動重合閘編程

（5）變壓器的電流速斷保護編程

（6）雙繞組變壓器的過負(fù)荷保護編程

（7）雙繞組變壓器的過電流保護編程

（8）變壓器的低電壓啟動過電流保護編程

五,、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(shè)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*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(fù)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*的網(wǎng)絡(luò)事件驅(qū)動技術(shù),，在多種協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡(luò)消息傳送的SoftBus信道,，系統(tǒng)中各網(wǎng)絡(luò)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(luò)分布的形式下更好的遵守面向?qū)ο蟮脑O(shè)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(yīng)用拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)是美國電科院的CCAPI IEC 61968 ,，為 DMS/LMS 配網(wǎng)電能計量負(fù)荷管理的組件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域的實現(xiàn),。上述優(yōu)點是提供統(tǒng)一的應(yīng)用接入標(biāo)準(zhǔn)，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(wù)族互聯(lián)時,，支持多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)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(fēng)暴,。

6） 軟件開發(fā)是利用建立在ActiveX 基礎(chǔ)上的32 位的軟件編譯平臺,，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)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(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一界面,，SVG 圖形標(biāo)準(zhǔn)被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件,，能夠?qū)⑺度氲狡渌膽?yīng)用中，可以通過Web 向Internet 發(fā)布界面,，與應(yīng)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(luò)負(fù)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(biāo)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?zé)o關(guān),。

13）  監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級應(yīng)用軟件模塊：電壓無功控制VQC 應(yīng)用模塊,、故障錄波顯示分析應(yīng)用模塊,、小電流接地選線應(yīng)用模塊、五防系統(tǒng)應(yīng)用模塊等各個應(yīng)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(luò)拓?fù)浞治龊蛣討B(tài)著色功能,，動態(tài)著色是根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浔O(jiān)視出的設(shè)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(shè)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(shè)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(fù)責(zé)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(yù)演執(zhí)行管理及打印操作票

4.8,、保護設(shè)備管理功能

保護設(shè)備庫管理、定值召喚及設(shè)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(fù)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(fù)

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(wù)器功能

可以作為OPC服務(wù)器使用,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無界限共享

5、主要技術(shù)指標(biāo)

5.1,、系統(tǒng)zui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(zhǔn)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(yīng)時間

• 畫面調(diào)入 2s

• 數(shù)據(jù)刷新 1s(可設(shè)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(shè)定)

• 遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時間1s(可設(shè)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(luò),、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zui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*時間

• 平均*時間(MTBF) 50000h

5.9 使用環(huán)境

• 環(huán)境溫度 間隔層設(shè)備-20℃～+60℃

• 相對濕度 32%

六,、二次開發(fā)軟件PGDev產(chǎn)品概況

1、 軟件簡介

PGDev是PG系列低壓保護開發(fā)平臺的一個重要組成部分,，屬于平臺的PC側(cè)軟件部分,，用于保護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．保護算法邏輯圖文件的創(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機中,。

2 ,、軟件特點

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

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．完善的排錯功能,，可快速檢測出文件編輯中出現(xiàn)的錯誤，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機間進行文件的可靠傳輸,。

3,、適用范圍

PGDev必須跟平臺的其他部分（硬件裝置部分、裝置側(cè)軟件部分）一起配合使用,，單獨使用本軟件沒有實用價值,。

另外，PGDev是在Win32平臺上開發(fā)的,，所以請在Windows系列操作系統(tǒng)下運行本軟件,，如Windows 2000 或 Windows XP。