TW-GPKL01工廠供配電實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

一、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

1．建立與當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀相適應(yīng)的工廠供配電實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)具有較高專業(yè)技能、能夠從事配電網(wǎng)運(yùn)行、操作與技術(shù)管理等工作的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才。

2．建成實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)一體的綜合型實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，完成《工廠供電》、《供配電技術(shù)》、《配電自動(dòng)化》等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并提高學(xué)生的專業(yè)操作技能。

3．為電氣自動(dòng)化技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)及供用電技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供良好的研究設(shè)計(jì)平臺(tái)。

4．培訓(xùn)和考核從事變電站、變配所、電力系統(tǒng)第一線生產(chǎn)過程的運(yùn)行、維護(hù)、檢修和調(diào)試的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工程人員。

5．為電氣工程、電力系統(tǒng)等方向的科學(xué)研究提供試驗(yàn)平臺(tái)。

二、實(shí)驗(yàn)室的主要功能

擬建的工廠供配電實(shí)驗(yàn)室結(jié)合新的繼電保護(hù)、供配電和配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建而成。

工廠供配電實(shí)驗(yàn)室包含多套實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)設(shè)備，可利用單套設(shè)備完成微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)、變電站操作實(shí)訓(xùn)等，滿足一般的專業(yè)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

三、設(shè)備構(gòu)成

工廠供配電培訓(xùn)系統(tǒng)由工廠供配電實(shí)驗(yàn)屏、三相調(diào)壓器、自動(dòng)考核系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)（多套監(jiān)控）組成。

1. 工廠供配電實(shí)驗(yàn)屏

配電屏包括以下核心構(gòu)成部分：變配所一次接線系統(tǒng)、1塊多功能微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)測(cè)控單元（RTU裝置）、彩色觸摸屏等。示意圖如下；

1) 變配所一次接線系統(tǒng)

模擬10kV/380V降壓變配所，包括2路10kV進(jìn)線（其中一路可作為備用電源），1臺(tái)配變和2路380V出線。

在一次接線系統(tǒng)中安裝有短路故障設(shè)置單元，用于模擬線路或設(shè)備的多種故障情況。

本圖僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)

測(cè)量?jī)x表包含6只交流電壓表，其中10kV進(jìn)線電壓表2只，10kV母線電壓表2只，380V母線電壓表2只。電壓表精度為1.5級(jí)。

2) BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置

BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置既可用于各種繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)，也可在電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中作為線路保護(hù)裝置使用。

BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置具有數(shù)字式電流、數(shù)字式電壓、數(shù)字式功率方向、數(shù)字式差動(dòng)、數(shù)字式阻抗、數(shù)字式反時(shí)限電流等多種數(shù)字式繼電器、10kV-35kV饋線成組微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、110kV線路成組微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、變壓器主保護(hù)裝置、變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置、電容器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、電動(dòng)機(jī)微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置、發(fā)電機(jī)后邊保護(hù)裝置等多種微機(jī)保護(hù)測(cè)控功能，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實(shí)現(xiàn)。

10kV-35kV饋線成組微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

變壓器主保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

電動(dòng)機(jī)微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

電容器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)測(cè)控裝置功能如下：

發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置功能如下：

3）RTU裝置

采用微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)測(cè)控單元（RTU裝置）作為變電所和變配所的監(jiān)控終端，與電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際完全相同。并可以作為一臺(tái)獨(dú)立的終端采集裝置在其他電氣系統(tǒng)中使用。

技術(shù)參數(shù)：

A. 遙測(cè)：采集多個(gè)測(cè)控點(diǎn)的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)；

B. 遙信：采集變電所或變配所每個(gè)斷路器的位置狀態(tài)信號(hào)

C. 遙控：受控分、合斷路器，實(shí)現(xiàn)線路投退、負(fù)荷投退、電容器投切等功能；

D. 遙調(diào)：可調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭；

E. 電壓輸入：交流電壓0～100V；

F. 電流輸入：交流電流0～5A；

G. 測(cè)量精度：0.5級(jí)；

H. 具有RS485通信接口，采用MODBUS通信協(xié)議。

4) 彩色觸摸屏

觸摸屏可與RTU裝置通信，實(shí)時(shí)顯示變電所和變配所的測(cè)量數(shù)據(jù)（電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)）、斷路器狀態(tài)，并進(jìn)行供電線路斷路器的遙控、負(fù)荷的投退、電容器的投切等。

2. 三相調(diào)壓器

用三相調(diào)壓器連接到系統(tǒng)模擬無窮大電源。

3.自動(dòng)考核系統(tǒng)

通過RTU裝置將系統(tǒng)中的位置信號(hào)、模擬量信號(hào)等信息上傳到上位機(jī)，在學(xué)生做考核實(shí)驗(yàn)時(shí)，自動(dòng)考核系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷學(xué)生的操作是否正確，自動(dòng)為學(xué)生評(píng)分并記錄考核數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。方便老師對(duì)學(xué)生的操作考核。

4.電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)

電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件是以電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的組態(tài)軟件為開發(fā)平臺(tái)，具有很好的開放性。本系統(tǒng)開放MODBUS通信協(xié)議。

利用電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件組態(tài)大型工廠、變電站、變配所或配電網(wǎng)，并與實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)中的各RTU裝置通信，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控及所構(gòu)建系統(tǒng)的綜合監(jiān)控功能。

利用多套工廠供配電實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)及考核系統(tǒng)組成供配電系統(tǒng)，利用多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置作為10kV線路保護(hù)裝置或變壓器保護(hù)裝置，利用PC機(jī)上的電力網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件、多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置及RTU裝置組成供配電SCADA系統(tǒng)，可對(duì)供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行及各種故障情況進(jìn)行監(jiān)控。

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、工廠供電電氣接線圖的認(rèn)知：

1) 工廠供電一次接線模擬圖認(rèn)知；

2) 電氣主接線圖的認(rèn)知；

2、工廠變配電室值班技能培訓(xùn)：

1) 電流互感器與電壓互感器的接線方式

2) 變壓器有載調(diào)壓

3) 供配電所送電和停電操作實(shí)驗(yàn)

4) 一路進(jìn)線供電轉(zhuǎn)兩路供電倒閘操作

5) 母線從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作

6) 母線從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn)行的倒閘操作

7) 變壓器從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作

8) 變壓器從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn)行的倒閘操作

3、6-10kV供電線路微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）模擬系統(tǒng)正常、大、小運(yùn)行方式；

2）6-10kV供電線路電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

3）6-10kV供電線路限時(shí)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

4）6-10kV供電線路過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

5）6-10kV供電線路電流速斷保護(hù)與三相一次重合閘綜合實(shí)驗(yàn)

6）6-10kV供電線路限時(shí)電流速斷保護(hù)與三相一次重合閘綜合實(shí)驗(yàn)

7）6-10kV供電線路過電流保護(hù)與三相一次重合閘綜合實(shí)驗(yàn)

8）6-10kV供電線路過負(fù)荷實(shí)驗(yàn)

9）6-10kV供電線路低壓閉鎖電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

10）6-10kV供電線路低壓閉鎖限時(shí)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

11）6-10kV供電線路低壓閉鎖過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

12）6-10kV供電線路控制故障

4、 電容器保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）電容器電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

2）電容器過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

3）電容器過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

4）電容器失壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

5）電容器控制故障

5、變壓器主保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）變壓器差動(dòng)速斷保護(hù)

2）變壓器比例制動(dòng)保護(hù)

3）變壓器重瓦斯保護(hù)

4）變壓器輕瓦斯保護(hù)

5）變壓器超溫保護(hù)

6）變壓器過溫保護(hù)

6、變壓器后備保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）變壓器過電流保護(hù)

2）變壓器復(fù)壓過流保護(hù)

3）變壓器零序過壓保護(hù)

4）變壓器零序過流保護(hù)

5）變壓器輕瓦斯保護(hù)

6）變壓器超溫保護(hù)

7）變壓器過溫保護(hù)

8）變壓器過負(fù)荷保護(hù)

7、 電動(dòng)機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）變頻器參數(shù)整定操作

2）變頻器的開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

3）三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式

4）電動(dòng)機(jī)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

5）電動(dòng)機(jī)過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

6）電動(dòng)機(jī)過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

7）電動(dòng)機(jī)低壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)

8）電動(dòng)機(jī)負(fù)序電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

9）電動(dòng)機(jī)控制故障

8、 發(fā)電機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1）發(fā)電機(jī)過流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

2）發(fā)電機(jī)過壓保護(hù)保護(hù)實(shí)驗(yàn)

3）電發(fā)電機(jī)低壓閉鎖過流保護(hù)實(shí)驗(yàn)

9、無功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)

10、備自投實(shí)驗(yàn)

11. 工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控實(shí)驗(yàn)

1） 就地監(jiān)控實(shí)驗(yàn)

2） 工廠供配電遠(yuǎn)程SCADA實(shí)驗(yàn)

3）變電站遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、遙信實(shí)驗(yàn)。

12. 倒閘操作自動(dòng)考核（自動(dòng)考核系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）

1）供配電所送電和停電操作考核

2）一路進(jìn)線供電轉(zhuǎn)兩路供電倒閘操作考核

3）兩路供電轉(zhuǎn)一路供電倒閘操作考核

4）母線從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作考核

5）母線從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn)行的倒閘操作考核

6）變壓器從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)檢修的倒閘操作考核

7）變壓器從檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)運(yùn)行的倒閘操作考核

五、技術(shù)參數(shù)

1) 工廠供配電實(shí)驗(yàn)屏

a. 輸入電源：220V±10%，50Hz，1KW

380V±10%，50Hz，3KW

b. 工作環(huán)境：溫度－10℃～＋40℃，相對(duì)濕度＜85%（25℃）

2) BH2000多功能微機(jī)保護(hù)裝置

a. 工作環(huán)境條件

?環(huán)境溫度：-10℃－40℃

?相對(duì)濕度：5%－95%

b. 交流電源

?額定電壓：AC220V

?允許偏差：-15%－+15%

?頻率：50Hz±0.5Hz

?波形：正弦波，波形畸變<5%

c. 額定參數(shù)

?交流電流：5A

?交流電壓：相電壓57.7V

?頻率：50Hz

?直流電壓輸出：DC24V

?保護(hù)電流工作范圍：2.5A－40A

?保護(hù)電壓工作范圍：5V－120V

d. 保護(hù)精度

?電流精度：3%

?電壓精度：3%

?時(shí)間精度：±10ms

?裝置瞬動(dòng)時(shí)間：≤40ms

3. 三相調(diào)壓器：

1). 輸入電壓：380V

2). 輸出電壓：0~450V

3) 容量：9kVA