一、系统主要功能概述:
1.1实训系统采用与实际供配电现场真实设备1:1比例建设,采用物理和组态软件的方式,构建实操加考核为一体的智能高低压供配电技术实训考核系统,该实训系统加入故障模拟仿真及监控屏;实训系统中高压部分选用手车式高压配电柜,低压部分选用现场抽屉式低压配电柜;
1.2智能高压部分(10kV)集成了进线、保护、计量、PT、出线等绝大部分实训内容;智能低压部分(0.4kV)集成了进线、计量、补偿、MCC馈线、PC出线等绝大部分实训内容,以及配有干式变压器、各种负载等实训配套设备;在该系统中配置了智能高低压故障模拟器,老师不仅通过人机界面及配套软件就地设置各种故障,教师端还可以通过远程监控操作台对学生故障点进行远程设置,学生动手找出故障的位置并复位,以此来提高学生学习和处理故障的实际动手能力;
1.3系统建设依据“老师授课-学生自学-实物练习及考核”的培养思路;通过实用化培训,全力打造“运维管控、技术应用、技能实训、理论培训、比武竞赛、协同办公”六位一体全覆盖的人才培育中心,在真实培训设备或系统终端上模拟各类隐患、事件和故障,进一步增强学生分析问题、解决问题的能力,提高学生实际作业技能水平;
1.4该实训系统能够承担《供配电技术》、《工厂供电》等相关课程学生中的实训和实习的教学任务,以较真实的工作现场环境,学生不仅可以真实认知电气元器件,也能在此系统上灵活设计各种故障,学生可以动手完成跟实际现场原型一致的正常运行及故障时的实训操作;
1.5学生机能够与智能后台监控系统通过网络连接配套使用,实训系统运行数据及状态与智能后台中的虚拟仿真软件所运行的数据及状态保持实时同步运行,具有实时性、稳定性、可扩展性等特点,所有设备连接二次图能在画面上显示,如仪表、故障点、综保、断路器等设备接线图,且图中的元器件可动态显示状态,并具备操作界面,用以遥控或设置故障形成故障现场;具备完整的电力逻辑仿真分析系统,在每次故障设置时,能明确提示该操作会引起什么现象,是否会造成严重故障,学生应该如何分析解决该故障等功能。
二、系统能够开出的实训内容:
2.1高低压供配电系统认知:
2.1.1高低压配电柜的认知与使用;
2.1.2高低压电气元件的认知与使用;
2.1.3高压配电柜的“五防”联锁的认知与使用;
2.1.4高低压配电柜结构及操作;
2.1.5高低压配电柜图纸绘制实训;
2.1.6微机保护装置的设置与使用;
2.1.7智能仪表的设置与使用;
2.1.8无功补偿系统的设置与使用;
2.1.9断路器的认知与使用;
2.1.10故障模拟器的认知与使用;
2.1.11人机界面及配套软件的认知和使用。
2.2高低压供配电系统实训
2.2.1高压配电柜停送电操作实训;
2.2.2高压配电柜检修操作实训;
2.2.3低压配电柜停送电操作实训;
2.2.4微机保护参数整定操作;
2.2.5微机保护装置的操作实训:1)三段式过电流保护实训;2)三段式零序过电流保护实训;3)两段式低压零序过流保护实训;4)反时限过电流保护实训;5)过负荷保护实训;6)过电压保护实训;7)低电压保护实训;8)重合闸保护实训;9)PT断线告警实训;10)电动机过热保护;11)多种微机保护类型动作逻辑实操。
2.2.6电力计量、抄表实训;
2.2.7低压框架断路器的定值整定实训;
2.2.8低压电容自动补偿的实训;
2.2.9不同负荷投、切操作实训。
2.3故障设置及故障排查实训:1)高压合分闸回路故障;2)高压控母电源故障;3)高压断路器储能电源故障;4)高压断路器储能电机故障;5)高压地刀指标故障;6)低压合闸回路故障;7)低压分闸回路故障;8)低压储能回路故障;9)其它可定制的故障内容。
2.4高低压供配电系统监控实训
2.4.1智能仪表与监控主机通信网络构建、数据采集实训;
2.4.2断路器与监控主机通信网络构建、监控实训;
2.4.3供配电系统监控组态及“遥信、遥控、遥测”实训。
2.5智能后台远程故障设置及排故实训:1)教师机可对多个学生机同时故障设置及考核;2)教师机对每个学生机均可同时下发多种故障类型等。
2.6供配电辅助功能模块教学:1)学生实训报告动态记录及生成;2)学生操作全过程动态记录及考核。
三、实训台主要配置及技术性能参数(为了学生实训项目顺利开出,供货时单套软硬件配置不低于以下数量,以此作为验收实质响应的依据):
3.1智能高压柜一套
3.1.1本高压柜适用于3.6~12kV三相交流50Hz工作电流630A及以下电网,作为接受和分配电能,具有控制、监测和保护功能,开关设备符合国家标准及型式试验标准的要求,并且具有完善,可靠的防误操作功能,手车室门上设有观察窗,可以观察到断路器的状态;能够达到国家安全生产标准化水平。
3.1.2系统基本技术指标:
1)额定电压:10kV(三相三线制);2)电压频率:50Hz;3)额定工作电流:630A;4)4S额定热稳定电流:25kA;5)额定短路开断电流:25kA;6)额定动稳定电流:63kA;7)额定短路关合电流:63kA;8)额定雷电冲击耐受电压:75kV;9)额定1min工频耐受电压:42kV;10)防护等级:IP40;
3.1.3柜高2300mm,柜宽800mm,柜深1500mm,采用最新的国标标准柜体(提供高压型式试验报告),柜体采用不小于2mm厚的敷铝锌板型材。
3.2智能低压柜一套
3.2.1本低压进线柜适用于交流50Hz,最大工作电压至660V,最大工作电流至3150A的配电系统中;作为动力配电,电动机控制及照明等配电设备的电能转换分配控制之用。
3.2.2系统基本技术指标:
1)额定电压:380V AC;3相5线,50Hz,中性点不接地;(2)电压变化范围:正常±10%,瞬时-20%,频率变化范围±4%;3)额定绝缘电压:660V AC;4)工作频率:50Hz;5)主母线额定短时耐受电流:50kA/1s;6)主母线额定峰值耐受电流:85kA/O.1s;7)工频耐压:2500V-1min。
3.2.3柜高2200mm,柜宽800mm,柜深600mm采用最新的国标标准柜体(通过CQC认证,提供相应的中国质量认证中心官网截图),柜体采用不小于1.5mm厚的敷铝锌板型材。
1)附进线带漏电空气开关(板后操作);2)主断路器可以手动操作也可以电动操作;3)带有进线电压指示仪表;4)可以进行各相电压转换操作;5)有三相电流指示仪表;6)断路器板前操作;7)设备带有前后有隔离保护钢板;8)前带有防爆的观察窗;9)进线方式:上下均可进出线。
3.3故障模拟仿真及监控柜一套
3.3.1采集智能高、低压柜内各种一次设备开关状态,断路器以及接触器的状态,便于上位机对智能高低柜状态进行采样,作为其程序运行的参数;
2.3.2故障模拟可以给微机保护设置各种参数的电流和电压,模拟保护各种动作实训,同时也可以给电流继电器、各种显示仪表参数,来进行各种保护实训和数字仪表、智能量测开关、智能断路器、以及智能计量模块等仪器设备的测试使用。
3.3.3可以对设备二次回路设置各种线路故障,通过故障模拟器进行设置;
3.3.4故障复位模块:柜面至少具有高压控母电源故障、高压合分闸回路故障、高压断路器储能电源故障、高压断路器储能电机故障、高压地刀指标故障、低压合闸回路故障、低压分闸回路故障、低压储能回路故障等故障复位模块。
3.3.5柜高2200mm,柜宽800mm,柜深600mm,柜体采用不低于1.5mm厚的敷铝锌板。
3.4三相干式变压器一台
容量:10kVA,变比:400V/400V(模拟10kV/0.4kV配电变压器)。
3.5电流互感器三台
选用国标符合GB20840.1~2标准的电流互感器额定容量:15VA,额定电流比:15/30/5 0.5级/10P,配置测量和保护两个绕组,分别接入测量仪表和保护装置。
3.6电压互感器三台
选用国标符合GB20840.1.3标准的电压互感器10kV-0.4kV,容量:10VA 极限输出:100VA;额定电压比400/√3/100/√3/100/3V 0.5级/6P,功能与高压互感器保持一致,三相电压测量和保护,零序电压保护。
3.7手车式真空断路器一台
采用国网标准630A真空断路器,带电动操作机构和手动操作机构,能够实现就地手动操作和远程操作。
3.8状态显示仪一台
集成了一次回路模拟图、断路器位置、开关状态、接地闸刀位置、弹簧储能状态等多功能与一体,状态指示可分可合;技术指标及功能:1)电源:AC/DC220V±10% 50HZ;功耗:≤10W;2)抗电强度:外壳与端子间大于AC2000V;3)绝缘性能:外壳与端子间大于100MΩ。
3.9接地开关一台
额定电压:12kV,额定热稳定电流:31.5kV,额定短路关合电流:80kA;避雷器3只。
3.10 微机保护装置一台
3.10.1为了方便学生实训操作,占用操作面板少,装置采用一体化设计方式,即在装置上电后,可根据实训要求选择所需要的保护类型,保护的主要功能至少应包含:1)三段式过电流保护实训;2)三段式零序过电流保护实训;3)两段式低压零序过流保护实训;4)反时限过电流保护实训;5)过负荷保护实训;6)过电压保护实训;7)低电压保护实训;8)重合闸保护实训;9)PT断线告警实训;10)多种微机保护类型动作逻辑实操。
3.10.2技术指标参数:
1)测量精度:电流、电压0.2级;有功、无功0.5级;遥信分辨率1ms;
2)装置面板上具有工业级彩色大液晶屏及三个数码管显示;
3)装置具备故障录波功能,可将所录波形在液晶上显示;
4)装置配备两个温湿度传感器及一个红外传感器;
5)具有双以太网通信及RS-485接口,支持网络LFP、MODBUS TCP通信规约。
3.10.3配套保护动作逻辑框图软件一套:可编辑,软件以图形化的方式直观的展示出来,基于通用软件C#环境下运行,学生可以通过动作逻辑软件灵活选择动作条件,便于学生学习研究微机保护在不同动作条件下的实际动作的整个过程;提供实时运行界面!
3.10.4配套保护整定软件一套:微机保护装置与故障模拟仿真及监控柜进行通讯,学生可以通过人机界面进行微机保护定值的设置,基于通用软件C#环境下运行,至少包括复合电压、过电压、低电压、三段式过流、反时限过流、过负荷、保护压板投退等;提供满足要求的实时运行界面!
3.11智能式多功能仪表两块
AC220V 3*100V/57V 5A 带485通讯 modbus通讯协议,可接入智能后台管理系统。
3.12无功补偿控制单元一套
1)电容器组四套,配置四路独立的三相电容器组通道,2μF/630V电容器十二个;含有电容器位置状态指示灯及一套学生实训操作软件;提供实时操作软件界面!
2)提供有效期内低压无功功率补偿柜试验报告(同时提供对应的“中国质量认证中心”查询截图)。
3.13低压万能断路器一台
1)额定电流:200A;2)额定电压:AC400V;3)极数:3P;4)分断时间:≤30ms;5)合闸时间:≤60ms;6)安装形式:抽出式 带电流整定功能;
3.13抽屉柜三套
每个控制单元都带有机械连锁机构,带有隔室,每个控制单元都带有断电保护和数字仪表显示功能;每个控制单元至少配置有断路器、三相四线多功能表、互感器等。
3.15电子式电能表一块:
1)DTS 1.5(6)A 三相电子式;
2)采用16位A/D转换、数字乘法器、数字采样处理技术及SMT工艺。
3.16负载三套
1)阻性负载三相:单相 220V/660W;2)感性负载三相:单相70Ω 220V 3A 50Hz;3)旋转负载一套:三相3kW电动机一台。
3.17★人机界面及配套的运行软件
1)人机界面一套:为了便于学生操作,工控触摸屏电脑嵌入在屏柜操作面板上,屏幕尺寸采用不小于13寸工控触摸屏电脑 高清LED铝合金机身 抗干扰;内存4G ,CPU主频2.0GHz,硬盘:固态、64G;安装有Windows操作系统;
2)标配全方位智能控管软件:
①控管系统基于通用软件C#环境下开发,分学生端和教师端两种,具备权限管理功能,用户可以自主设置登录的身份和登录信息,至少包括学生学号、姓名、班级等信息;
②学生端软件:具有完善的学生操作全过程动态记录功能,实训人员在启动记录功能后,系统将自动记录的实训人员的实训操作过程,记录内容及实时运行数据;并均以列表的形式展示,列表展示信息包括记录信息序号、记录信息时间、记录信息内容等;同时,为便于记录数据信息的检索、查询、保存,应具备按时间段为查询条件进行记录信息检索功能、记录信息删除功能和记录信息导出保存为Excel文档的功能;提供实时运行界面!
3)具备实时运行波形监测及显示(可全屏、缩小、平移、查看任意一点的坐标数据)、保存、分析等功能;提供实时运行界面!
4)学生实训报告动态记录及生成软件一套:
①基于通用软件C#环境下开发,至少包括学生学号、姓名、班级、实训名称等信息内容;提供真实操作过程界面!
②学生针对具体实训时的操作步骤、表格中的实训数据记录、实训波形都能实时同步自动记录并填充到实训报告表格中;提供真实操作过程界面!
③实训报告能够导出为PDF格式并可发送给教师端;提供满足上述功能的真实操作过程界面!
④配有一套教师端软件:能够接收所有学生端提交的实训报告进行汇总并保存,教师可以打印每一份学生实训报告并进行评价。提供真实操作过程界面!
3.18智能电源控制装置 一台
1)装置基于32位ARM控制器开发,采用6路触发脉冲锁相技术,输出信号线性度高无死区,具备输入缺相保护、过热保护、浪涌保护等功能;
2)学生可以通过人机界面对装置进行调节,配套控制操作软件,提供真实软件界面!
3)采用不低于1366*768 13寸彩色触摸屏显示,方便学生察看及实验操作。
3.19智能故障模拟器一套
1)能够接收由上位机或者智能后台对智能高、低压屏柜发出的对控制回路中的各个预置的故障点的命令,并加以动作执行,具备通讯接口;
2)装置尺寸不小于180mm*150mm*100mm。
3.20故障设置及监控软件一套
3.20.1全中文,图形化操作界面,支持常规PLC,以及MODBUS、IEC101、IEC103、IEC104、CDT等标准通信规约,同时还具备非标通信规约的开发功能;
3.20.2所有设备连接二次图能在画面上显示,如仪表、故障点、综保、断路器等设备接线图,且图中的元器件可动态显示状态,并具备操作界面,用以遥控或设置故障形成故障现场;
3.20.3具备完整的电力逻辑仿真分析系统,在每次故障设置时,能明确提示该操作会引起什么现象,是否会造成严重故障,学生应该如何分析解决该故障;
3.20.4具备包含复位的设备环境预设状态,可一键使所有设备达到预设位置,直接具备教学或实训条件;
3.20.5软件自动记录学生操作记录和故障信息,历史记录可查询,可打印;
3.20.6具有数据转发功能,可控制如模拟屏等设备,可将数据转发至其他系统;数据采集及控制时间不超过0.2秒。
3.20.7能够设置多种故障类型,可通过触摸屏或者远程教师端软件设置电气控制回路中的各个故障点,从而去查找故障点,实现故障的试验和验证;以此来检验学生的学习和动手能力,能够具备的功能如下:
1)具有低压电容补偿运行投切;
2)具有配电系统故障设置功能:至少包括高压合分闸回路故障设置、高压控母电源故障设置、高压断路器储能电源故障设置、高压断路器储能电机故障设置、高压地刀指标故障设置、低压合闸回路故障设置、低压分闸回路故障设置、低压储能回路故障设置等;以及其它可定制的故障设置。