HYGD-3工廠供配（pèi）電實訓裝置滿足大專院校、職業院校供配電技術專業實（shí）驗教學（xué）要求（qiú）。實訓項目包括典型工廠供電一次係統，二次回路的儀表、保護、控製等實訓項目，並結（jié）合供配電係統的前沿技術。通過（guò）該係（xì）統的教學實（shí）訓，能熟練地掌（zhǎng）握供配電係統電氣主接線、工廠（chǎng）供電係統的正常停送電操作和各種異常工（gōng）況下的倒閘操作，二次儀表回路，線路保（bǎo）護，電動機保護（hù）、功率因數補償，備自投等方麵的內容。實驗能融合《工廠電器（qì）設備（bèi）》、《供配電技術》、《工廠供電》、《可編程控製技術》《配電（diàn）自動化》、《微機保護技術》、《電力係統繼電保護》等相關教材內（nèi）容（róng）。可用於電（diàn）力、電氣類各專業（yè）相關課程的教學實驗和電力科研院科研項目的硬件開發平台（tái），以及（jí）國家電網部門的技術人（rén）員上崗（gǎng）的培（péi）訓平台。
一、裝置的技術（shù）性能﹑指標及配備
1基本參數
輸入電源：三相五線～380V±10% 50Hz±2%
整機容量：≤6kVA
RS-485和以太網兩種通訊接（jiē）口；標準（zhǔn）MODBUS通訊協議
2 人身及設備安全保護
屏體框架采（cǎi）用電力櫃標準鋼型材，結構牢固；
設備外殼全金屬，並可靠接地；
設備電源（yuán）進（jìn）線（xiàn）裝（zhuāng）設30mA動作漏電保護開關,確保人生安全；
設備采用全封閉式實訓導線，降低使用人員（yuán）觸（chù）電風險；
3 設備組成
本實訓裝置模擬中型（xíng）工廠的供配電係統，由35kV、10kV，兩個（gè）不同的（de）電壓（yā）等級構成 ，一次係（xì）統主接線。整（zhěng）個係統有兩路35kV進線，其中一路正常供電，另（lìng）一路作為備（bèi）用，通過備自（zì）投自動切換;35kV母線（xiàn）出線（xiàn）有兩路分（fèn）支，一路送其他分廠，一路經總（zǒng）降變降壓為10kV母線的（de）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（qiē）換。
為了保（bǎo）證一次線路供電的可靠性，配置了（le）微機備自投裝置和微機線路保護（hù）裝置；為了保證高壓電動機的（de）穩定運行，配置（zhì）了（le）高壓電動機保護裝置；為了（le）提高用電質量，配置了無功補償裝置；為了實現自動化控製，配（pèi）置了10寸人機界麵、PLC控製器、智能電量監測儀，實現了對有載變壓器分接頭狀態（tài）的采集和開關的控製。
4 一（yī）次部分
整個係統（tǒng）是由一次部（bù）分（fèn），二次部分，監（jiān）控部分和接口（kǒu）部（bù）分組成。
一次部分包括一次供配電線（xiàn）路，隔離開關和斷路器，變（biàn）壓器和（hé）各種負荷。負荷種類包括普通負荷，照明（míng）負（fù）荷和（hé）動力（lì）負荷等。
① 一次供配電線路：整個係統一次供配（pèi）電線（xiàn）路是（shì）由（yóu）35 kV，10kV兩個不同（tóng）的電壓等級構成（chéng），線路阻抗采用電抗器來模擬。
② 隔離開關和斷路（lù）器及變壓器：係統采用一個兩卷的變壓器，模擬總降變壓器，具有載調（diào）壓功能。線路上所（suǒ）采（cǎi）用的斷（duàn）路器和隔離開關盡量選用現場的實物，或外形接近。使學生通過正確的實驗操作，能夠明了正確的電氣投切操作，倒（dǎo）閘操作，投入運行操作以及各種運行（háng）方（fāng）式的調整操作規程（chéng）。
③ 負荷部分：可分（fèn）為高（gāo）壓電動機負荷和（hé）至1#~3#車間變電站負荷（hé）。高（gāo）壓電動機采用1.5kW三（sān）相交流異步電動機模擬，並設置了直（zhí）接啟動和變頻啟動等啟動方式。1#~3#車間變電站負荷使用感性負載、阻性負載和風機模擬。風機不僅可以作為負荷的一部分，同時（shí）也能給整套（tào）裝置散熱。
5 二次部分（fèn）
二次部分包括自動裝置，儀表信號單元和轉換單元。自動（dòng）裝置包括微機線路（lù）保護裝置、微機（jī）電動機（jī）保護裝置、無功補償裝置和（hé）微（wēi）機備自投裝置；儀表信號單（dān）元包括（kuò）模擬儀表（biǎo）、光字牌、指示燈、雲平台係統模塊等；轉換單元包括各狀態量的切換開關。
5.1 微機線路保護裝置
微機保（bǎo）護裝置需采用工業級主流（liú）產品，適用於110kV以下電壓等（děng）級的（de）非直接接地係（xì）統或小電阻接地係統中的進線線路，集保護、測量及操作控製於一體。
技術參數
額定數（shù）據
裝置電源：AC220V 允許偏差：-20℅～+15℅；
交流電流：5A；
交流電壓：100V；
交（jiāo）流頻率：50Hz；
控（kòng）製回路電壓： DC220V。
功（gōng）率消耗
交流電流回路（lù）：In=5A 每相不大於0.5VA；
交流（liú）電壓回路：U=UN 每相不大於0.2VA；
控製回路：正常工作 不大於（yú）10W；
保護動作 不大於20W。
過載能力
交流電流回路：2倍額定電流 連續工作（zuò）；
10倍額定電流 允許10s；
40倍額（é）定電流 允（yǔn）許1s；
交流電壓回路：1.2倍額定電壓 連續工作；
控製回路：70%—120%額定（dìng）電壓 連續工作。
保護誤差
保護電流： 不大於±3% ；
保護電壓： 不大（dà）於±3% ；
溫度影響
正常工作（zuò）溫度： -10℃ ～ 55℃；
極限工作溫度： -25℃ ～ 75℃；
裝置在-10℃～55℃溫度下（xià）動作值因溫度變化而（ér）引起（qǐ）的變差不大於（yú）±1% 。
通信等（děng）其他功能要求
具有RS485 網絡通訊接口，語音播報功能，無線數據通訊（xùn）功（gōng）能、藍牙數（shù）據功能、留有反向讀取外圍儀表數據表功能能（néng）夠隨時通過協議自主讀取外圍電力儀表數據到保護裝置表格（gé）中進行統（tǒng）一（yī）查看。
5.2 微機電（diàn）動機保護裝置
本裝置適用於35kV及以下電壓等級的經消弧線圈接地（dì）或不接地係統中的電動機保（bǎo）護測控，可集中（zhōng）組（zǔ）屏（píng），也（yě）可在開關櫃就地安裝，全麵支持變配電綜合自動（dòng）化係統。
5.3微機備自投裝置
適（shì）用於110kV及以下電壓等級的進線開關，內橋開關（guān）及主變兩側開關的自（zì）投裝置，也可選擇帶備自（zì）投的自適應（yīng）功能；可（kě）集中組屏，也可在開（kāi）關櫃就地安裝。
1．備用電源自動投（tóu）入保（bǎo）護裝置的作用是當工作（zuò）電源（yuán）消失後，自動地將備用（yòng）電源投到工作母線上(進線備自投)，以使連接在工作母線（xiàn）上的負荷仍能（néng）正常運行；或者是兩段進線同時投入運（yùn）行，當某段PT出（chū）現不合格時，則將不合格端PT的（de）進線斷路器跳開，隨後合上母（mǔ）聯開關（母聯備自投（tóu））。
另外，如果（guǒ）當那側不合格端PT的進（jìn）線電源恢複時（可通過檢測（cè）進線電壓或者帶電顯示器的接點），備自投將自（zì）動跳開母聯開關，合上該側進線開關（備自（zì）投自適應方（fāng）式）；本裝置有母線互備和（hé）進線互（hù）備以及自適應三種（zhǒng）方式。
2．母聯電流保護(速斷、過流)
3．測控（kòng）功能:
1）遙測：兩段（duàn）母線（xiàn）的線電壓（U1ab、U1bc、U2ab、U2bc），兩條進線的線電壓（U1x、U2x），兩（liǎng）條進線的電流（I1、I2），母（mǔ）聯保護（IA，IB，IC）及測量電流（Ia，Ic）。
2）遙信：開入1為進（jìn）線 1 開關合閘位置，開入2為進線2開關合閘（zhá）位（wèi）置，開入5備自投閉鎖信號；母聯控製回路斷線（xiàn）、保護動作信號、PT斷線（xiàn）信號（hào）、操作機構故障信號等。
3）遙控（kòng）：母聯（lián）開關遙控跳、合；手動和遙控互為閉（bì）鎖，互為切換（huàn）。
4．輔助功能：
1）異常告警：電源消失或自檢（jiǎn）出錯（ROM,RAM,EPROM定值檢驗出錯），閉鎖開出繼電器。
2）控製回路斷線：由（yóu）外部引入開關量。
3）遙控：裝置可接受遙控命令對母聯開關實行遠（yuǎn）方跳、合控製。
4）事件記錄：可以記錄不低於60次的各項事件數據，並可傳送到管理係統（tǒng）或監控係（xì）統。
5）故障錄波：可以保存不低於事（shì）故發生時的電流電壓波形100個。
通信等其他功（gōng）能要求
具有RS485 網絡通（tōng）訊接口，語音播報功能，無線數據通訊功能、藍牙數據功能、留有（yǒu）反向讀取外圍儀表數據表功能能夠隨（suí）時通過協議自主（zhǔ）讀取（qǔ）外圍電力儀表（biǎo）數（shù）據到保護裝置表格中進（jìn）行統一查看。
5.4 微（wēi）機無功補償裝置
裝置能自動追蹤電網功率因數並控製電容器組的投切，具有手動和自動投（tóu）切功能。根據（jù）變壓器的無功功率進行分相補償，電容（róng）器組循環（huán）工作，使每組電容器均勻（yún）投運，從而（ér）減少電能損耗和電壓損失，提（tí）高設備的使用效率。
5.5 模擬表
采用國標6L2型模擬表（biǎo）顯示各電壓等級的電壓。
5.6 短路故障設置模塊
係統通過軟、硬件配（pèi）合可以設（shè）置多種線路故障和模擬（nǐ）多種電動機故障，短（duǎn）路時間和短路電流均連（lián）續可（kě）調；
6監控部分
監控部分包（bāo）括觸摸屏，PLC控製器、智能電量監（jiān）測儀組成。實現了對有載變壓器分接頭狀態的采集和開關（guān）的控製、供配電係統三相電流、三相電壓（yā）、三相有功功率（lǜ）、三相無功功率、三（sān）相視在功率、功率因數、頻率、電能等電參數的就地監測和遙測。
6.1觸摸屏
液晶屏：10寸TFT液晶屏，分（fèn）辨（biàn）率（800*480），LED背光
CPU主板：ARM結構，低功耗 主頻400MHz
內（nèi）存：64MSRAM
硬盤：128M FLASH
觸摸屏：4線電阻觸摸屏
接口:1*RS232，1*RS485，1*USB、以太網口
6.2智能電（diàn）量監測儀
測量電流：0.2級；
母線電壓：0.2級；
輸出精度：0.2級（jí）；
頻率：0.01HZ；
P、Q、COSΦ；0.5級；
通訊分辨率：不大（dà）於1ms；
6.3 PLC
采用西門子PLC作為係統遠動控製器，可以采集一次係統所有隔離開關，斷路器的位置信號，並執行斷路（lù）器的（de）遙控命令，與觸摸屏、智能儀表構建供配電係統監控網絡。
6.4 接口部分
信網絡接口有：①總線接口：選用標準為RS-485的有線串行通信接口，如（rú）果把PLC控製器、微機電動機（jī）保護裝置（zhì）、微機線路保護裝（zhuāng）置、微機備自投裝置掛接至通信總線接口，利用總線接口與上位機的通信，可實現上位機對本係統（tǒng）的監控功能。②以太網接口：通信（xìn）網絡接口用於數據的（de）遠方上傳，方便以後（hòu）係（xì）統升（shēng）級擴展。
6.5 供電係統（tǒng）創新物聯網應用雲平台模塊
本平台將物聯網技術運用於信息技術並將數據上傳至雲平台，進行（háng）海量數據存儲，並提供豐（fēng）富（fù）的數據分析工具方便（biàn）更加準確的掌握數據與分析數據。
本平台可實現以下幾個（gè）功能（néng）：
（1）、數（shù）據雲係統（tǒng）上傳
（2）、手機app數據查詢
（3）、曆史數據查詢
（4）、數據分（fèn）析統計
（5）、新浪微博報警
（6 ）、微信反向控製
6.6 供電（diàn）係統創新並（bìng）離網逆變器模塊
工（gōng）業級1KW並離網逆變器模（mó）塊具有低壓報警，低壓關斷，過壓關斷，過載關斷（duàn），過熱保護等多種功能。采用雙CPU控製，可選擇DSP或者STM32。采用OLED液晶（jīng）顯示（尺寸45*25），開放部分核心源代碼供老師研究、深入了解並網原理等。
功（gōng）率(W)：1000W
直流電壓（VDC）：24V
輸入電壓：180-260VAC
輸入頻率：50/60 Hz
逆變（biàn）器輸出（chū）電壓/頻率：220VAC±5% /50Hz±1%
輸出波形：純正（zhèng）弦波
切換時間：<8ms
充電電流：Max 20A
逆變器輸出保（bǎo）護：輸（shū）入（rù）過高/過低壓保護（hù）、直流欠壓保護、尖（jiān）峰浪湧保護，過載保護：100-120%30 秒;> 120%,100毫（háo）秒;>150% ,50毫秒; 輸（shū）出短路<150微秒。
噪音：< 45dB
運（yùn）行環境溫（wēn）度：-25-65攝氏度
MPPT電壓：15-23V
運行/貯存環境相對濕度：0-90%無結露
運行環境海拔高（gāo）度：0-3,000米
貯存環境海拔高度：0-15,000米
7 工廠（chǎng）供電無（wú）線智能管理（lǐ）係（xì）統
（1）係統采用（yòng）先進的分布式智能管理型無線AP,通過WIFI技術實現終端覆蓋。采用15寸彩色中（zhōng）文觸控屏的無線係統管理器，中文（wén）菜單式觸控（kòng）操作界麵，人機對話友好。移動控製終端可控製任意一台帶（dài）驅動模塊的（de）實訓設備。可作（zuò）學生機登錄實訓與考核的操作終端，也（yě）可作教（jiāo）師機登錄（lù）出題設故的操（cāo）作終端。
（2）集成無線（xiàn）實驗電源管理係統，通過終端係統監控查詢學生實驗台的電源開關（guān）狀態（tài）；單獨開啟（qǐ）關閉（bì）學生實驗台電（diàn）源；全部開（kāi）啟或全部關（guān）閉（bì）實驗台電源功能（néng）；定（dìng）時全閉功能；控製範圍>50m；控製（zhì）能力>50台。
（3）集成無線考核係統能實現密碼登錄係統，設置數據庫（kù）路，係統測試(查詢設備)，學生庫設置，題庫（kù）與（yǔ）題庫等級（jí）設置，學生鍵盤設置，考核故障發布考核（hé）試卷提取與存儲考核時間設置與啟動，考核成績查詢，考（kǎo）核成績打印，登錄密碼修改與恢複。
（4）學生終端采用大屏幕液晶顯示具（jù）有聯機考核和脫機考核功能，學（xué）號查詢，故障解除，時間查詢，分數查（chá），設備號查詢。
（5）集成無線多（duō）功能數據采集、分析、控製係統
（1）可實時長時間記錄電壓、電流、電阻、電容、通（tōng）斷等，並生成趨勢曲線（xiàn）。
（2）虛擬測量直流電壓，量（liàng）程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V
（3）虛擬交（jiāo）流電壓（yā）測量，量程（chéng） 60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V
（4）虛擬直流（liú）電（diàn）流測量，量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A
（5）虛（xū）擬交（jiāo）流電流測量，量程 60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A
（6）虛擬電阻測量（liàng），量程 600、6.000K、60.00K、600.0K、6.000M 、60.00M
（7）虛擬電容測量，量程 40.00nF 、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF
（8）虛擬二極管測量 0V~2.0V
二 實訓項（xiàng）目
1.工廠供電電氣接（jiē）線（xiàn）圖的認知
（1）實訓台電氣主接線模擬圖的（de）認知
（2）電氣主接線圖的認知
2.工廠變配（pèi）電室值班技能培訓
（1）互感（gǎn）器的接線（xiàn）方法
（2）變壓（yā）器有載調（diào）壓
（3）工廠供（gòng）電倒閘操作
（4）供配電係統多功能智能儀表的使用與參數設置
3.工廠供電線路的微機繼（jì）電保護
（1）模擬係統正常（cháng）、大、小運行方式
（2）模擬係統（tǒng）短路
（3）電秒表（biǎo）的正確操作（zuò）
（4）微機線路保護裝置參數整定操作（zuò）
（5）無時限電（diàn）流速斷保護
（6）帶時限電流速斷保護
（7）定時（shí）限過電流保護
（8）反時限過電流保護
4.高壓電動機的繼電（diàn）保護
（1）變頻器參數整定操作
（2）變頻器開（kāi）環（huán）調速實訓
（3）三相異步電動機（jī）的啟動方式
（4）微機電動機保護（hù）裝置參數整定操作
（5）高壓電動機的速斷保護
（6）高壓電動機的反時限（xiàn）過流保護
5.工廠供電係統的自動裝置實訓
（1）備投投（tóu）入條件（jiàn）測試
（2）進線備投（明備用）及自適應實訓（xùn）
（3）母（mǔ）聯備（bèi）投（tóu）（暗備用）及自適應（yīng）實訓
（4）無功（gōng）補償裝置認知實訓
（5）無功自動補（bǔ）償實訓
6. 供電係統雲平台實驗
（1）遙測、遙控、遙（yáo）信實驗
（2）數據雲係統上傳
（3）手（shǒu）機app數據查詢
（4）曆史數據查詢
（5）數據分析統計（jì）
（6）新浪微（wēi）博報警
（7）微信反向控製（zhì）
（8）微信監控
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