SG-GD03?繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)

時間：2024-07-18 09:45:12

一、概述
    隨著計算機及通信技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，使之逐步從局部的、單一功能的自動化，向整體系統(tǒng)綜合自動化發(fā)展，并且從輸電網(wǎng)自動化向供配電網(wǎng)自動化延伸。繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)正是基于將工業(yè)上的新技術(shù)引入到實踐教學(xué)中這一的目的而研發(fā)的新型系列實驗裝置。繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)是參照目前高等院?！豆S供電》、《工廠供配電技術(shù)》等專業(yè)課程中的教學(xué)內(nèi)容，注重工廠供配電技術(shù)的實用性，圍繞著工廠供配電系統(tǒng)的整體功能及相關(guān)實用技術(shù)，能以真實直觀的實驗教學(xué)形式對學(xué)生進行專業(yè)技能訓(xùn)練。
二、特點
實用性強：繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)取材于實際的工廠配電設(shè)計，再結(jié)合教材中的相關(guān)內(nèi)容開發(fā)而成，由于它將理論應(yīng)用于實際，因而具有一定的實用價值。
綜合性強：繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)具有工廠供電相關(guān)的線路保護，變壓器保護，備投和無功補償?shù)裙δ堋?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 先進性：繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)以計算機網(wǎng)絡(luò)為核心，采用分層，分布式控制方式，組建成集控制、保護、測量于一體的綜合自動化實驗平臺。
三、技術(shù)性能
輸入電源：三相四線（或三相五線）380±10%  50Hz
工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）　海拔＜4000m
微機保護：RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口；標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議；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。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。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。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（1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。
采用32位處理器，16位AD采樣，主要元件全部采用進口器件，保證了裝置電氣設(shè)計上的高可靠性，產(chǎn)品通過了嚴(yán)格的型式試驗和電磁兼容測試，保證了產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力和可靠性。
針對35kV及以下主變壓器、配電系統(tǒng)饋線、電容器、電動機、變壓器和備自投等而設(shè)計。除了具有完善的保護功能外，還具有對設(shè)備的電氣量的測量功能及對設(shè)備的可編程控制功能，具有通訊接口，能夠通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)和信息傳送至上位機（監(jiān)控、調(diào)度計算機），同時接受上位機的分、合閘等控制命令。
采用一體化型材機箱，安裝方便靈活，適用于固定式及混合式的柜型，也可集中組屏安裝。
具有多路開關(guān)量輸入和輸出，可根據(jù)用戶需求在標(biāo)準(zhǔn)版本上擴充開入和開出，所有的開入均為交直流兩用。
交直流兩用操作回路，自適應(yīng)0.5～5A開關(guān)跳合閘電流；操作回路配置了防跳回路。
配置工業(yè)級寬溫型160×160點陣液晶，全中文操作菜單及事故報文顯示。
面板上顯示設(shè)備的實時信息，監(jiān)視設(shè)備的運行工況，如：電流、電壓、功率，開關(guān)位置等等，并有完善的預(yù)告、告警功能。
具有故障錄波功能，可分別記錄保護啟動前、保護動作前各兩周波，保護啟動后、保護動作后各八個周波。
★裝置具有模擬產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)4相電壓3相電流，方便地進行各種組合輸出進行各種類型保護試驗。每相電壓可設(shè)置200V，精度:誤差＜0.01V；電流三相可輸出200A，精度:誤差＜0.01A。相位范圍: 360º，精度:誤差＜0.1º；分辨率: 0.01º。可模擬微機測控裝置在各運行工況下采樣值，如：停運、正常、故障等工況下電參量，在各工況狀態(tài)下自動切換所設(shè)定值，配合裝置正確投切一次設(shè)備。
具有 1 個標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 通訊接口(Modbus RTU 通訊協(xié)議)，
兩路以太網(wǎng)通訊（IEC60870-5-103通訊規(guī)約）。
整機靜態(tài)功耗小于10W。
高抗干擾性，通過10項電磁兼容認(rèn)證（快速瞬變、靜電放電、浪涌抗干擾等）。
四、實驗項目
1、工廠高壓線路的微機繼電保護實驗
（1）微機保護裝置認(rèn)知實驗
(2) 無時限電流速斷保護實驗
(3) 帶時限電流速斷保護實驗
(4) 定時限過電流保護實驗
(5) 反時限過電流保護實驗
(6) 電流電壓連鎖保護實驗
(7) 單相接地保護實驗
(8) 階段式過電流保護與自動重合閘前加速實驗
(9) 階段式過電流保護與自動重合閘后加速實驗
2. 工廠供電系統(tǒng)的自動裝置實驗
(1) 備用電源自動投入裝置認(rèn)知實驗
(2) 備用電源自動投入實驗
(3) 低壓減載實驗
(4) 無功補償裝置認(rèn)知實驗
(5) 無功自動補償實驗
(6) 模擬工廠供電倒閘操作
3. 供電系統(tǒng)自動化實驗
(1) 線路故障定位，隔離和自動恢復(fù)供電
(2) 線路運行參數(shù)數(shù)據(jù)的檢測
(3) 線路無功控制實驗
(4) 線路電壓調(diào)整實驗
(5) 線路電壓/無功集成控制實驗
4、變壓器保護實驗
(1) 變壓器過電流保護
（2）變壓器過負荷保護
（3）變壓器電流速斷
（4）變壓器倒閘操作
5、母線實驗
（1）單母線倒閘操作
（2）雙母線倒閘操作
（3）母線縱差保護
6. SCADA實驗
（1）遙測、遙控、遙調(diào)、遙信實驗
（2）系統(tǒng)電量檢測與負荷曲線在線監(jiān)測
（3）觸摸屏與智能儀表通訊組態(tài)實訓(xùn)
五、設(shè)備配置清單

序號	名稱	規(guī)格型號	單位	數(shù)量
1	倒閘屏	包含模擬斷路器開關(guān)、PLC等	臺	1
2	測控屏	包含微機線路保護、變壓器保護、母線差動保護、備自投保護	臺	1
3	電腦桌		張	1
4	學(xué)生凳		張	1
5	變電站監(jiān)控軟件		套	1
6	網(wǎng)線	3米	條	1
7	通訊線	USB-485	條	1
8	說明書		本	1
9	配套資源		套	1

六、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。
采用跨平臺設(shè)計，支持多種操作系統(tǒng)：
通訊方式

采用 Mysql 為主數(shù)據(jù)庫，按畫面管理、數(shù)據(jù)管理與在線運行的模塊設(shè)計：

2、功能特性
1）多國語言
◆ 支持多國語言顯示，中文簡體、中文繁體與英文
◆ 支持多國語言動態(tài)切換，多數(shù)模塊在切換語言后無須重啟軟件即可生效
2）語音報警
◆ 支持媒體文件提示
◆ 支持 TTS 文字轉(zhuǎn)語音，支持事件提示與五防操作提示
3）圖元展示
◆ 支持多種顯示方式，餅狀圖、柱狀圖、儀表盤、溫度計、圖片與動畫等
◆ 支持一鍵將圖元數(shù)據(jù)推送顯示到曲線
◆ 支持所有類型圖元實現(xiàn)操作屬性配置
◆ 支持顯示公式計算值
◆ 支持智能關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)庫增加刪除數(shù)據(jù)后不影響已關(guān)聯(lián)圖元
◆ 支持通過設(shè)備管理顯示所有設(shè)備所有數(shù)據(jù)
4）曲線展示
◆ 支持顯示實時曲線，顯示時段范圍 5 分鐘到 60 分鐘可選
◆ 支持顯示歷史曲線，顯示數(shù)據(jù)類型日月年最大最小平均值累計值等統(tǒng)計類可選
◆ 支持顯示大量數(shù)據(jù)，支持同一數(shù)據(jù)多個不同時段值同時對比顯示
◆ 支持將歷史曲線所顯示的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到 excel 中
◆ 支持曲線坐標(biāo)范圍根據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)值自適應(yīng)
◆ 支持用戶新增與編輯收藏曲線，支持一鍵顯示用戶收藏曲線
5）報表展示
◆ 支持根據(jù)數(shù)據(jù)生成報表和通過圖元自定義報表
◆ 支持將報表數(shù)據(jù)導(dǎo)出到 excel 中
◆ 支持將報表數(shù)據(jù)顯示到曲線
6）事件查詢
◆ 支持按設(shè)備查詢事件
◆ 支持用關(guān)鍵字搜索事件
◆ 支持以事件類型檢索事件
◆ 支持將事件導(dǎo)出到 excel 中
◆ 支持事件逐條確認(rèn)與全部確認(rèn)
◆ 支持事件標(biāo)注高亮顯示
7）五防閉鎖
◆ 支持自定義五防邏輯，支持遙信遙測及公式作為邏輯閉鎖條件
◆ 支持多種運行模式，支持禁用五防閉鎖或嚴(yán)格五防閉鎖
◆ 支持五防開票與預(yù)演
◆ 支持五防操作語音提示
8）定值操作
◆ 支持定值的讀取與修改
◆ 支持壓板讀取與修改
◆ 支持運行區(qū)號的讀取與修改
9）設(shè)備接入
◆ 支持多種協(xié)議接入，南自 103、標(biāo)準(zhǔn) 104、自定義 Modbus、 GPS 對時規(guī)約等
◆ 支持自定義 Modbus 的配置
◆ 支持通過公式實現(xiàn)遙信合并與遙測數(shù)據(jù)統(tǒng)計
◆ 采用規(guī)約系數(shù)與變比分離設(shè)計
◆ 支持導(dǎo)入南思監(jiān)控系統(tǒng)格式設(shè)備模板
◆ 支持與系統(tǒng)剪切板多行復(fù)制粘貼交互
10）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
◆ 支持多種轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議
◆ 支持轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議遙控遙調(diào)
3、運行圖例
1）畫面管理

2）數(shù)據(jù)管理

3）在線運行主接線圖

4）餅圖與棒圖

5）歷史曲線與實時曲線

6）儀表盤與年報

7）日報與月報

8）設(shè)備管理實時數(shù)據(jù)

9）設(shè)備管理實時曲線

10）設(shè)備管理歷史曲線

11）設(shè)備管理運行日志

12）日志查詢

15）運行日志窗口

16）保護告警窗口

17）五防操作窗口

18）五防邏輯編程

七、配套資源
1、供配電倒閘操作仿真訓(xùn)練教學(xué)軟件

軟件分為兩大部分，分別是送電操作和停電操作。送電操作和停電操作中各包括5個實訓(xùn)項目，依次是主變送電與停電、廠變送電與停電、機組送電與停電、直流屏送電與停電、冬用變送電與停電，每個項目中又包括若干個項目進程。軟件采用三維可視化控制技術(shù)而制作，具有很強的情景性、過程性與互動性。

送電操作

一級	二級模塊	三級模塊
主變送電	接受指令	接受送電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	投運檢查
	主變操作	進入五防系統(tǒng)、1#主變投入運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
廠變送電	接受指令	接受送電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	投運檢查
	廠變操作	進入五防系統(tǒng)、1#廠變投入運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
機組送電	接受指令	接受送電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	投運檢查	外部條件檢查、機組設(shè)備檢查、電氣設(shè)備檢查、儀器儀表檢查
	機組操作	進入五防系統(tǒng)、1#機組投入運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
直流屏送電	直流屏送電操作
冬用變送電	冬用變送電操作

停電操作

一級	二級模塊	三級模塊
主變停電	接受指令	接受停電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	主變操作	進入五防系統(tǒng)、1#主變退出運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
廠變停電	接受指令	接受停電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	廠變操作	進入五防系統(tǒng)、1#廠變退出運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
機組停電	接受指令	接受停電操作命令
	填操作票	操作人填寫操作票
	操作準(zhǔn)備	個人防護、準(zhǔn)備五防鑰匙
	機組操作	進入五防系統(tǒng)、1#機組退出運行
	匯報完成操作	填寫操作終了時間、給操作票蓋章、向發(fā)令人匯報操作完畢
直流屏停電	直流屏停電操作
冬用變停電	冬用變停電操作

2、供配電系統(tǒng)綜合教學(xué)仿真軟件
一、系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)
系統(tǒng)依據(jù)《電力安全生產(chǎn)模擬培訓(xùn)系列教材》《國家電網(wǎng)輸變電工程工藝標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，采用現(xiàn)代的可視技術(shù)和3D仿真技術(shù)而研制，以直觀、生動的仿真形式對變電、供配電工程工藝進行說明講解，以實現(xiàn)對工藝標(biāo)準(zhǔn)的深刻理解和掌握。
二、系統(tǒng)內(nèi)容模塊

單元名稱	教學(xué)模塊	教學(xué)任務(wù)與內(nèi)容
一、主變壓器系統(tǒng)設(shè)備安裝	變壓器主體安裝	1.開箱清點及附件檢查
		2.變壓器本體就位
		3.吊罩前準(zhǔn)備
		4.鐘罩起吊
		5.器身檢查
		6.鐘罩復(fù)位
	變壓器附件安裝	儲油柜檢查與安裝氣體繼電器壓力釋放閥呼吸器檢查與安裝溫度計檢查與安裝升高座安裝套管檢查與安裝片式散熱器檢查與安裝
	變壓器接地引線安裝	接地母線制作與安裝
	變壓器附屬設(shè)備安裝	中性點隔離開關(guān)主體安裝中性點互感器避雷器安裝中性點隔離開關(guān)機構(gòu)安裝
	箱柜安裝及接線	箱體安裝箱內(nèi)接線
	抽真空注油	變壓器抽真空真空注油靜置和密封試驗
	一二次接線	一次接線二次接線
二、配電裝置及母線安裝	斷路器安裝	開箱清點及附件檢查液壓操動機構(gòu)安裝本體安裝充氣與檢漏液壓系統(tǒng)注油與排氣分合閘鐵芯動作間隙壓力表動作校驗值的規(guī)定電氣控制回路檢查斷路器實驗標(biāo)準(zhǔn)
	隔離開關(guān)安裝	開關(guān)安裝前的檢查設(shè)備支架檢測底座安裝靜觸頭、主刀閘與支持絕緣子的安裝操作機構(gòu)與傳動部分的安裝接地刀閘及手動機構(gòu)的安裝整體調(diào)試
	互感器安裝	互感器外觀檢查互感器實驗測試支架的檢測互感器安裝一、二次接線
	避雷器安裝	安裝前準(zhǔn)備和檢查支架的安裝避雷器的安裝
	軟母線安裝	絕緣子串的組裝導(dǎo)線下料導(dǎo)線壓接母線敷設(shè)
	硬母線安裝	管母線加工支柱絕緣子組裝母線安裝
三、母線停送電	66kV東母線停電	退出66kV備用電源自動投入
三、母線停送電	66kV東母線恢復(fù)送電	退出66kV備用電源自動投入
四、供配電	作業(yè)前準(zhǔn)備	現(xiàn)場勘查工作票填寫與簽發(fā) 工具搬運與檢測操作前準(zhǔn)備召開現(xiàn)場站班會絕緣斗臂車測試進入絕緣斗臂車
	作業(yè)過程	1.更換跌落式熔斷器作業(yè)過程 2.更換耐張絕緣子作業(yè)過程 3.更換柱上隔離開關(guān)作業(yè)過程 4.帶負荷更換柱上負荷開關(guān)作業(yè)過程 5.更換跌落式熔斷器上引線作業(yè)過程
五、違章操作及糾正	開工準(zhǔn)備	現(xiàn)場勘察工具的放置絕緣工具的檢查斗臂車安全措施著裝要求停用重合閘
	作業(yè)過程	監(jiān)護制度安全技術(shù)措施等電位作業(yè) 絕壁斗車的使用絕緣工具的使用絕緣遮蔽斷接引線檢測絕緣子帶電清掃
	工作終結(jié)	作業(yè)后的檢查結(jié)束匯報

三、系統(tǒng)技術(shù)路線要求
在教學(xué)設(shè)計上，每個單元精心設(shè)計了認(rèn)知、應(yīng)用過程、糾錯等內(nèi)容，在媒體設(shè)計上，以三維可視化編程技術(shù)為主，3ds Max制作動畫素材，以更好地實現(xiàn)情境性與過程性。以便操作者循序漸進地得到訓(xùn)練。
本系統(tǒng)做到了認(rèn)識與實踐相結(jié)合，實驗與實訓(xùn)相結(jié)合，操作與指導(dǎo)相結(jié)合的方針，采用三維動畫技術(shù)，具有很強的職業(yè)性、情景性、過程性、智能性。
3、★配套供配電技術(shù)多媒體課件教學(xué)系統(tǒng)適應(yīng)所有的教材，內(nèi)容豐富并可隨意調(diào)取。合理地運用多媒體課件教學(xué)系統(tǒng)，可以很大程度上減輕老師講課的工作量。(包含以下內(nèi)容):
模塊一供配電技術(shù)基本知識（82頁）
模塊二供配電設(shè)備的運行及管理（220頁）
模塊三供配電系統(tǒng)的主接線圖（39頁）
模塊四供配電線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)（104頁）
模塊五電力變壓器的結(jié)構(gòu)與運行（76頁）
模塊六供配電系統(tǒng)的繼電保護（145頁）

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SG-GD03?繼電保護與供配電技術(shù)實驗系統(tǒng)