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一、概 述

智慧供配電教學實訓裝置是根據機械工業職業技能鑒定指導中心編寫的《高級電工技術》、《電工基礎（高級工適用）》、《電工技師培訓教材》結合《工廠供電》和《供配電技術》課程研制生產的。主要對教材中的35kV總降壓變電所、10kV高壓變電所及車間用電負荷的供配電線路中涉及的微機繼電保護裝置、備用電源自動投入裝置、無功自動補償裝置、智能采集模塊以及工業人機界面等電氣一次、二次、控制、保護等重點教學內容進行設計開發的，通過在本實訓裝置中的技能訓練能在深入理解專業知識的同時，培養學生的實踐技能。并且本套實訓裝置還有利于學生對變壓器、電動機組、電流互感器、電壓互感器、模擬表記、數字電秒表及開關元器件工作特性和接線原理的理解和掌握。

二、特 點

1、實用性強
本裝置根據典型教學內容設計，在開發中征求了專業教師的建議、吸收了工程應用中的實際經驗。比較系統地實現了工廠供電系統的受電、輸送、分配、控制、保護等實踐技能訓練要求。學生在實訓中，還能夠掌握正確的電路投切操作，倒閘操作，運行控制以及各種運行方式的調整操作規程。本裝置結構清晰，運行靈活，操作方便，安全可靠。為學生提高實踐技能建立了一個良好的實訓平臺。
2、綜合性強
本裝置綜合了與工廠供電相關的微機線路保護，微機電動機保護，備自投和無功補償等功能。采用的是工業現場產品，線路模型和電動機模型都能較典型的模擬工廠的現場狀況，有利于進行理論分析和數值分析。
3、先進性
本裝置綜合微機繼電保護、工業觸摸屏和PLC等微機職能檢測控制的相關技術，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訓平臺。體現了當前自動化技術和通信技術在供配電網的深刻變革。

三、技術性能    

1、輸入電源：三相四線～380V±10%  50Hz±2%
2、整機容量：≤3kVA 
3、實訓臺采用鐵質亞光密紋噴塑，鋁質面板
4、臺體尺寸： 1771mm×1804mm×726mm
5、RS-485和以太網兩種通訊接口；標準MODBUS通訊協議
6、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

四、設備構成

1、實訓系統由供配電系統主接線模擬屏、計量柜、控制柜、監控軟件等四部分構成。
2、實訓系統能模擬中型工廠的供配電系統，采用控制屏結構，一次主接線印于面板上。由35 kV，10kV，兩個不同的電壓等級構成 ，整個系統有兩路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定運行，配置了高壓電動機保護；為了提高用電質量，配置了無功補償裝置；為了實現自動化控制，配置了PC機和PLC控制器，實現了整個系統的“四遙”功能。
3、計量柜包括：六只多功能電參數儀表（精度1.0級，量程：0～500V）帶RS-485通信接口；用于測量WL1/WL2 35KV進線電壓電流、10kVⅠ段母線和10kVⅡ段母線進線電壓電流；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；
4、控制柜包括：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）；數字式電秒表（1只）：測量范圍0.0001S-9999.9S，測量誤差≤±5×10-5×量程±1個尾數字，有連續和觸動兩種功能。適應空觸點或5V-250V正極性電信號。連續性手動復零，觸動性即可手動復零，也可隨測量信號自動復零。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）：能自動追蹤電網功率因數并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。根據變壓器的無功功率進行分相補償，電容器組循環工作，使每組電容器均勻投運，從而減少電能損耗和電壓損失，提高設備的使用效率；微機備自投裝置（1只）：有進線備投和母聯備投方式可選 ，當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荷仍能正常工作，提高供電的可靠性和穩定性。同時具有自適應功能，當檢測到主進線電源恢復時，自動斷開備用進線斷路器，延時閉合主進線，實現主進線電壓恢復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，采集外部系統的電流、電壓以及輸入輸出開關量，并送液晶顯示。
★5、無線智能實驗室管理考核系統（為保證軟件正版，投標時提供軟件著作權證書原件備查并現場演示功能）
 該系統采用240*128點陣藍底背光液晶顯示屏及PVC輕觸鍵盤，中文顯示，試題顯示直觀。能實現所有維修電工掛箱任意點的故障設置。
1、可選擇指定故障考核方式或隨機故障考核方式。
2、隨機故障考核方式下系統具有自動隨機出題功能，使每次維修的故障都不相同。
3、隨機故障考核方式可設置故障范圍及故障數量。
4、掉電后不會丟失所設置的參數及考核結果。
5、具有自動評分參數設置、考核時間設置及倒計時、重復考號報警等功能。 
6、自動保存80位考生的考號、分數、誤排次數、剩余故障、剩余時間等。
7、每個故障點都默認設置為開路故障，可根據要求改變為短路故障。
8、考核系統未上電時，電氣線路能正常工作。上電后，電氣線路的工作狀態取決于上一次考核系統斷電時的情況，但在隨機故障考核方式下故障點位置與上次不一樣。
9、本系統由教師用上位機統一設置故障（隨機故障和指定故障），由無線網絡輸至學生實訓臺進行排故訓練或考核，實訓考核人員條件與機會均等，客觀、科學判斷實訓考核結果，保證考核結果的公平公正。故障點設置方便、快捷，訓練考核成績自動記錄、排序、打印，極大方便實訓室的管理，大大減輕教師的工作量。
10、本考核系統有很好的通用性，通過與不同實訓設備的組合，既可鍛煉學員動手連接訓練電路，掌握實操技能，又可通過智能化考核系統科學公正考核學員所學專業知識，有效的提高了學校的實訓考核管理能力。
11、本系統采用獨立開關電源供電，電路設計優化合理，生產工藝嚴格完善，保證機器的可靠性和穩定性。
12、本系統所有的數據交換都是通過無線網絡傳輸，可以方便快捷組網，任意添加組網設備數量（最高255臺），而且不需要進行繁瑣的網絡布線，極大的簡化了實驗室的安裝，從而降低了組建實驗室的成本。
13、本系統兼容單機考核系統，當沒有安裝上位機時，本機亦可單獨使用。除成績的整理、打印等不能實現以外，其他所有功能均可在本機實現。
★6、虛擬電子測量儀器系統軟件（為保證軟件證版，投標時現場演示并提供軟件著作權證書原件備查）
（1）具備電壓、電流、溫度采集，可以記錄觀察電壓、電流跳變的圖像數據，精度±0.05%真有效值測量USB數據傳輸，彩屏LCD顯示
（2）具有示波器、虛擬頻譜儀、虛擬萬用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。
（3）集雙通道電子信號圖像數據采集記錄儀、頻譜分析儀和邏輯分析儀于一體，不低于60M，具有1KHz基準方波輸出接口；圖像數據可以按時間和電壓輸出到EXCEL、BMP和OSC；數據記錄最大4G；FFT、相關和功率譜頻譜分析，FFT支持8～1048576點的選擇，支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18種窗；
（4）功率譜支持自功率譜和互功率譜的計算；相關支持自相關和互相關的計算；
（5）虛擬任意波形輸出模塊，頻率25Mz ，輸出波形：正弦波，三角波，方波，TTL，任意波形。
（6）虛擬萬用表模塊：直流電壓，量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V；交流電壓測量，量程    60.00mV    、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V；直流電流測量，量程    60.00mA    、600.00mA    、6.000A、10.00A；交流電流測量，量程    60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A；電阻測量，量程    600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M    、60.00 M；電容測量，量程    40.00nF    、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF；二極管測量    0V~2.0V

五、實訓項目

1、工廠供電電氣接線圖的認知
(1)    實訓臺電氣主接線模擬圖的認知。
(2)    觸摸屏的正確操作。
(3)    電氣主接線圖的認知。
2、工廠變配電室值班技能培訓
(1)    電流互感器與電壓互感器的接線方式。
(2)    變壓器有載調壓。
(3)    線路停送電操作。
(4)    變壓器倒閘操作。
(5)    母線倒閘操作。
3、工廠高壓線路的微機繼電保護
(1)    模擬系統正常、最大、最小運行方式。
(2)    模擬系統短路。
(3)    電秒表的正確操作。
(4)    微機線路保護裝置參數整定操作。
(5)    無時限電流速斷保護。
(6)    帶時限電流速斷保護。
(7)    定時限過電流保護。
(8)    反時限過電流保護。
(9)    電流電壓連鎖保護。
4、工廠供電系統的自動裝置實訓
(1)    備用電源自動投入裝置參數整定操作。
(2)    備用電源自動投入。
(3)    無功補償裝置參數整定操作。
(4)    無功自動補償功能。
(5)    備投投入條件測試。
(6)    進線備投（明備用）及自適應。
(7)    母聯備投（暗備用）及自適應。
(8)    無功補償裝置認知。
(9)    無功自動補償。
5、工廠供電的監控實訓
1）SCADA監控。
2）事件記錄查詢。
3）變壓器分接頭功能實訓。
4）線路 運行參數檢測實訓。
5）電能曲線分析及報表
6、高壓電動機的繼電保護
(1)變頻器參數整定操作
(2)變頻器開環調速
(3)三相異步電動機的啟動方式

六、主要配置清單