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電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺,工廠供電技術(shù)綜合自動化實訓裝置

一、系統(tǒng)概述
 電力系統(tǒng)自動化實驗平臺”是根據(jù)《電力系統(tǒng)自動裝置原理》、《電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動化》、《電力系統(tǒng)自動化》、《電氣設(shè)備》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電力系統(tǒng)分析》等課程實驗教學的要求，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計的綜合型實驗平臺。采用控制柜加實驗臺的結(jié)構(gòu)，將控制部分和輸電線路分開。能對發(fā)電 廠中常用的自動裝置、發(fā)電廠監(jiān)控、電力系統(tǒng)運行、繼電保護等教學內(nèi)容進行操作實驗。本實驗平臺適用于電力、電氣、自動化類各專業(yè)相關(guān)課程的教學實驗，也可作為學生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、工程訓練和教師科研項目的硬件開發(fā)平臺，還可以作為電力系統(tǒng)技術(shù)人員及職教的培訓基地。
二、產(chǎn)品特點
 1．整個實驗系統(tǒng)采用控制柜加實驗臺的結(jié)構(gòu)，將控制部分和輸電線路分開，不僅美觀，而且實驗操作更接近電力現(xiàn)場。
 2．微機準同期裝置、微機勵磁裝置、微機保護裝置均采用液晶中文菜單顯示，指示燈和按鍵組合在薄膜面貼，直觀、清晰、簡潔、操作方便
 3．自動裝置采用軟件調(diào)試和校準，調(diào)試人員不拆面板即可調(diào)試。
 4．裝置容量為15KVA。
 5．裝置設(shè)有電流型漏電保護，過流保護，隔離變壓器等多種安全措施，學生的人身安全得到了保障，同時采用了高可靠性安全實驗導線，避免了學生觸電的可能。現(xiàn)場有跳閘保護，便與處理緊急事故。
 三、技術(shù)條件
 1、輸入電源：三相 380V±5%/50Hz
 2、工作環(huán)境：溫度-10℃～＋40℃；相對濕度≤85%；海拔≤4000m
 3、裝置容量：15kVA

四、實訓項目

1. 工廠供電電氣接線圖的認知

(1) 工廠供電一次電氣接線模擬圖的認知

(2) 工廠供電二次控制回路接線及信號回路實訓

(3) 電壓和電流互感器的接線方法

(4) 工廠供電倒閘操作

2. 工廠自動裝置實訓

(1) 備投投入條件測試

(2) 進線備投（明備用）及自適應(yīng)

(3) 母聯(lián)備投（暗備用）及自適應(yīng)

(4) 無功補償裝置認知

(5) 手動/自動功率因數(shù)補償

(6) 線路無功控制

(7) VQC電壓無功控制

3. 工廠高壓線路的微機繼電保護

(1) 模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運行方式

(2) 模擬系統(tǒng)短路

(3) 電秒表的正確操作

(4) 微機線路保護裝置參數(shù)整定操作

(5) 線路無時限電流速斷保護

(6) 線路帶時限電流速斷保護

(7) 線路定時限過電流保護

(8) 線路反時限過電流保護

(9) 線路電流電壓連鎖保護

(10) 線路的接地保護

4. 高壓電動機的繼電保護

(1) 變頻器參數(shù)整定操作

(2) 變頻器開環(huán)調(diào)速

(3) 三相異步電動機的啟動方式

(4) 微機電動機保護裝置參數(shù)整定操作

(5) 電動機的速斷保護

(6) 電動機的反時限過流保護

(7) 電動機的低電壓保護

(8) 電動機的接地保護

5. 變壓器微機繼電保護

(1) 變壓器電流速斷保護

(2) 變壓器過電流保護

(3) 變壓器瓦斯保護

(4) 變壓器過負荷保護

6. 整體監(jiān)控及綜合自動化

(1) SCADA監(jiān)控

(2) 線路故障定位、報警及切除

(3) 電能曲線分析及報表

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)閷哟畏绞剑瑢ο髮哟慰梢匀我馇短?，能夠更直觀更方便地反映電力系統(tǒng)的構(gòu)成。

2、監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊

l 數(shù)據(jù)采集處理SCADA 模塊

l 事件顯示/打印/報警模塊

l 圖形畫面歷史報表顯示打印模塊

l 圖形編輯器模塊

l 數(shù)據(jù)庫定義模塊

l 報表編輯器模塊

l 規(guī)約管理器模塊

l 歷史存檔模塊

3、監(jiān)控系統(tǒng)的特點      

1） 嵌入式實時庫與商用庫MS SQL Server 的無縫連接方式，以實時庫為核心，實時數(shù)據(jù)的讀寫完全從內(nèi)存獲得，系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫是層次半關(guān)系型結(jié)構(gòu)，滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求，數(shù)據(jù)及進程可動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負載的動態(tài)平衡，提高了系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。

2） 采用獨特的網(wǎng)絡(luò)事件驅(qū)動技術(shù)，在多種協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡(luò)消息傳送的SoftBus信道，系統(tǒng)中各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點均可通過它傳送和接收消息，從而擴充了Windows 事件驅(qū)動的技術(shù)，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)分布的形式下更好的遵守面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，結(jié)構(gòu)更加清晰。

3） 系統(tǒng)可根據(jù)不同的行政管理劃分、地理位置信息、傳輸量及實時性要求，提供多種手段和方法構(gòu)筑一個完善的分布式應(yīng)用拓撲網(wǎng)絡(luò)體系。

4） 采用組件對象模型的系統(tǒng)架構(gòu)，其規(guī)范為IEC 61970 IEC 61968， 其中IEC 61970為SCADA/EMS 組件架構(gòu)標準基礎(chǔ)是美國電科院的CCAPI IEC 61968 ，為 DMS/LMS 配網(wǎng)電能計量負荷管理的組件架構(gòu)標準，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域的實現(xiàn)。上述優(yōu)點是提供統(tǒng)一的應(yīng)用接入標準，提供統(tǒng)一信息交換通道，即過去的SOFTBUS 技術(shù)，提供統(tǒng)一命令操作接口，優(yōu)化分布式系統(tǒng)的效率。

5） 在與廠站或遠方其他客戶服務(wù)族互聯(lián)時，支持多種標準網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，如TCP/IP X.25 ATM PPP SLIP 等并提供防火墻Firewall 機制有效隔離廣播風暴。

6） 軟件開發(fā)是利用建立在ActiveX 基礎(chǔ)上的32 位的軟件編譯平臺，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，軟件功能模塊可重新組態(tài)，保證了系統(tǒng)的可擴展性及可維護性。

7） 具有多種類型的規(guī)約庫，包括部頒POLLING CDT SC-1801 IEC 870-5-101(102 \ 103)規(guī)約等，可按透明半透明不透明方式進行規(guī)約轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)發(fā)。

8） 系統(tǒng)具有遠程維護系統(tǒng)調(diào)試軟件更新故障排除等功能。

9）  基于SVG 圖形標準的統(tǒng)一界面，SVG 圖形標準被AUTOCAD IE 等支持各種ActiveX控件，能夠?qū)⑺度氲狡渌膽?yīng)用中，可以通過Web 向Internet 發(fā)布界面，與應(yīng)用系統(tǒng)無關(guān)，僅僅是工程畫面操作界面的制作便于統(tǒng)一管理。

10）  在采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)時不單純完成雙機熱備用的目的還增加了平衡網(wǎng)絡(luò)負載的功能，在進行擾動數(shù)據(jù)傳輸時此功能能更好地保證系統(tǒng)的實時性。

11）  提供一種功能強大直觀的高級計算處理語言，它所計算處理的對象直接選自實時數(shù)據(jù)庫，計算結(jié)果可帶時標存入數(shù)據(jù)庫，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級計算處理環(huán)境提供的語言主要包括加、減、乘、除、冪運算、三角函數(shù)、LOG 函數(shù)、邏輯運算、位操作、系統(tǒng)時鐘條件判斷、循環(huán)語句、自定義過程調(diào)用、返回語句、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)庫操作、用戶定義變量等。

12）  數(shù)據(jù)庫能在線生成、修改和擴充，所有數(shù)據(jù)按名稱訪問，數(shù)據(jù)讀寫與數(shù)據(jù)處理對象綁定，與數(shù)據(jù)駐存地無關(guān)。

13）  監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級應(yīng)用軟件模塊：電壓無功控制VQC 應(yīng)用模塊、故障錄波顯示分析應(yīng)用模塊、小電流接地選線應(yīng)用模塊、五防系統(tǒng)應(yīng)用模塊等各個應(yīng)用模塊。既可與監(jiān)控系統(tǒng)一體化運行，也可自成系統(tǒng)單獨運行。

14）  具有網(wǎng)絡(luò)拓撲分析和動態(tài)著色功能，動態(tài)著色是根據(jù)電網(wǎng)拓撲監(jiān)視出的設(shè)備狀態(tài)信息，以不同的顏色直觀地顯示出電力系統(tǒng)各個設(shè)備的電氣狀態(tài)。

4、主要功能

4.1、數(shù)據(jù)采集及處理功能

按電氣間隔分布配置或集中配置綜合測控終端完成開關(guān)量模擬量脈沖量等信息的采集及處理，并將處理后的信息上傳。

4.2、控制操作功能

控制各電氣間隔的斷路器、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級工作站實現(xiàn)，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。

4.3、防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能 防誤操作閉鎖控制功能可以設(shè)計操作閉鎖邏輯，達到防誤操作。

4.4、報警及事件記錄功能

將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE 、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統(tǒng)一管理分類記錄并處理。

4 .5、歷史記錄功能      

負責定期地將處理后的數(shù)據(jù)保留入歷史庫以供趨勢分析統(tǒng)計計算之用。

4.6、顯示打印功能

支持多窗口分層顯示各種接線圖、地理圖、系統(tǒng)圖、曲線潮流圖、事件列表、保護信息報表、三維棒圖等，可人工自動或定時打印各種報表曲線事件等。

4.7、 操作票系統(tǒng)功能

能生成預(yù)演執(zhí)行管理及打印操作票

4.8、保護設(shè)備管理功能

保護設(shè)備庫管理、定值召喚及設(shè)置保護信息的處理等。

4.9、故障錄波分析功能

對系統(tǒng)采集的擾動數(shù)據(jù)處理保存并進行波形顯示故障分析打印等

4.10、 電壓無功控制功能

按十五區(qū)圖以手動或自動方式進行電壓無功控制VQC 

4.11 、小電流接地選線功能

發(fā)生小電流單相接地時系統(tǒng)自動報警并顯示出接地的線路及相別

4.12、系統(tǒng)自診斷與自恢復(fù)功能      

系統(tǒng)會不斷的進行自我診斷，如發(fā)生錯誤，會自行修復(fù)

4.13、遠動功能      

可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及遠方控制

4.14 、遠程監(jiān)視和維護功能

利用Modem 實現(xiàn)遠程監(jiān)視及維護

4.15、 OPC服務(wù)器功能

可以作為OPC服務(wù)器使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無界限共享

 5、主要技術(shù)指標

5.1、系統(tǒng)最大容量

l 遙測量2048 個

l 遙信量4096 個

l 遙控量256 個

l 遙調(diào)量128 個

l 電度量128 個

5.2、測控精度

5.2.1、模擬量測量準確度

l 交流電流電壓量 0.2% 

l 直流電流電壓量 0.2% 

l 功率電度量 0.5% 

l 頻率 0.02Hz 

5.2.2 脈沖輸入量

l 允許脈沖寬度 10ms 

l 允許脈沖電平 30V 

5.2.3 事故順序記錄

l 記錄分辨率 2ms 

5.2.4 遙控動作成功率

l 遙控動作成功率 100% 

5.3有實時數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時間

l 畫面調(diào)入 2s 

l 數(shù)據(jù)刷新 1s(可設(shè)定)  

5.4數(shù)據(jù)處理速度

l 從數(shù)據(jù)采集到主站顯示 3s 

l 遙調(diào)命令傳輸時間 2s(可設(shè)定) 

l 遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時間1s(可設(shè)定) 

5.5數(shù)據(jù)通信

5.5.1 站內(nèi)通信

l 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、ModBus-RTU

5.5.2遠方轉(zhuǎn)發(fā)      

l 主備信道自動切換

l 速率300～64000 bps 

5.6 歷史數(shù)據(jù)存檔

l 測量數(shù)據(jù)存檔最小時間間隔為1Min 生存周期為2年

l 保護信息事件記錄越限記錄等生存周期為1年

5.7 系統(tǒng)可用率

l 系統(tǒng)可用率 99.98% 

5.8 平均無故障時間

l 平均無故障時間(MTBF) 50000h 

5.9 使用環(huán)境

l 環(huán)境溫度 間隔層設(shè)備-20℃～+60℃

l 相對濕度 32%