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電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),工廠供電技術(shù)綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)裝置

一、系統(tǒng)概述
 電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”是根據(jù)《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》、《電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電氣設(shè)備》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)分析》等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計(jì)的綜合型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。采用控制柜加實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，將控制部分和輸電線路分開(kāi)。能對(duì)發(fā)電 廠中常用的自動(dòng)裝置、發(fā)電廠監(jiān)控、電力系統(tǒng)運(yùn)行、繼電保護(hù)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)適用于電力、電氣、自動(dòng)化類各專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可作為學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練和教師科研項(xiàng)目的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，還可以作為電力系統(tǒng)技術(shù)人員及職教的培訓(xùn)基地。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
 1．整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用控制柜加實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，將控制部分和輸電線路分開(kāi)，不僅美觀，而且實(shí)驗(yàn)操作更接近電力現(xiàn)場(chǎng)。
 2．微機(jī)準(zhǔn)同期裝置、微機(jī)勵(lì)磁裝置、微機(jī)保護(hù)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(jiǎn)潔、操作方便
 3．自動(dòng)裝置采用軟件調(diào)試和校準(zhǔn)，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(hù)，過(guò)流保護(hù)，隔離變壓器等多種安全措施，學(xué)生的人身安全得到了保障，同時(shí)采用了高可靠性安全實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，避免了學(xué)生觸電的可能?，F(xiàn)場(chǎng)有跳閘保護(hù)，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(duì)濕度≤85%；海拔≤4000m
 3、裝置容量：15kVA

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1. 工廠供電電氣接線圖的認(rèn)知

(1) 工廠供電一次電氣接線模擬圖的認(rèn)知

(2) 工廠供電二次控制回路接線及信號(hào)回路實(shí)訓(xùn)

(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(dòng)裝置實(shí)訓(xùn)

(1) 備投投入條件測(cè)試

(2) 進(jìn)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(wú)功補(bǔ)償裝置認(rèn)知

(5) 手動(dòng)/自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償

(6) 線路無(wú)功控制

(7) VQC電壓無(wú)功控制

3. 工廠高壓線路的微機(jī)繼電保護(hù)

(1) 模擬系統(tǒng)正常、最大、最小運(yùn)行方式

(2) 模擬系統(tǒng)短路

(3) 電秒表的正確操作

(4) 微機(jī)線路保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

(5) 線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

(6) 線路帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

(7) 線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

(8) 線路反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

(9) 線路電流電壓連鎖保護(hù)

(10) 線路的接地保護(hù)

4. 高壓電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)

(1) 變頻器參數(shù)整定操作

(2) 變頻器開(kāi)環(huán)調(diào)速

(3) 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式

(4) 微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置參數(shù)整定操作

(5) 電動(dòng)機(jī)的速斷保護(hù)

(6) 電動(dòng)機(jī)的反時(shí)限過(guò)流保護(hù)

(7) 電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)

(8) 電動(dòng)機(jī)的接地保護(hù)

5. 變壓器微機(jī)繼電保護(hù)

(1) 變壓器電流速斷保護(hù)

(2) 變壓器過(guò)電流保護(hù)

(3) 變壓器瓦斯保護(hù)

(4) 變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)

6. 整體監(jiān)控及綜合自動(dòng)化

(1) SCADA監(jiān)控

(2) 線路故障定位、報(bào)警及切除

(3) 電能曲線分析及報(bào)表

變電站監(jiān)控軟件

1、概述

電力綜合自動(dòng)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(duì)象化的設(shè)備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠(yuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)列表方式變?yōu)閷哟畏绞剑瑢?duì)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。

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(bào)警模塊

l 圖形畫面歷史報(bào)表顯示打印模塊

l 圖形編輯器模塊

l 數(shù)據(jù)庫(kù)定義模塊

l 報(bào)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(diǎn)      

1） 嵌入式實(shí)時(shí)庫(kù)與商用庫(kù)MS SQL Server 的無(wú)縫連接方式，以實(shí)時(shí)庫(kù)為核心，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀寫完全從內(nèi)存獲得，系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是層次半關(guān)系型結(jié)構(gòu)，滿足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，數(shù)據(jù)及進(jìn)程可動(dòng)態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負(fù)載的動(dòng)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(dú)特的網(wǎng)絡(luò)事件驅(qū)動(dòng)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(diǎn)均可通過(guò)它傳送和接收消息，從而擴(kuò)充了Windows 事件驅(qū)動(dòng)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(jì)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(shí)時(shí)性要求，提供多種手段和方法構(gòu)筑一個(gè)完善的分布式應(yīng)用拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)體系。

4） 采用組件對(duì)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(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)是美國(guó)電科院的CCAPI IEC 61968 ，為 DMS/LMS 配網(wǎng)電能計(jì)量負(fù)荷管理的組件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，它們均是CORBA 在電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)。上述優(yōu)點(diǎn)是提供統(tǒng)一的應(yīng)用接入標(biāo)準(zhǔn)，提供統(tǒng)一信息交換通道，即過(guò)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(yuǎn)方其他客戶服務(wù)族互聯(lián)時(shí)，支持多種標(biāo)準(zhǔn)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(jī)制有效隔離廣播風(fēng)暴。

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

7） 具有多種類型的規(guī)約庫(kù)，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(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)發(fā)。

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

9）  基于SVG 圖形標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一界面，SVG 圖形標(biāo)準(zhǔn)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(guò)Web 向Internet 發(fā)布界面，與應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)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(shí)不單純完成雙機(jī)熱備用的目的還增加了平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的功能，在進(jìn)行擾動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)此功能能更好地保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

11）  提供一種功能強(qiáng)大直觀的高級(jí)計(jì)算處理語(yǔ)言，它所計(jì)算處理的對(duì)象直接選自實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算結(jié)果可帶時(shí)標(biāo)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，使用戶能方便靈活地增加新功能，高級(jí)計(jì)算處理環(huán)境提供的語(yǔ)言主要包括加、減、乘、除、冪運(yùn)算、三角函數(shù)、LOG 函數(shù)、邏輯運(yùn)算、位操作、系統(tǒng)時(shí)鐘條件判斷、循環(huán)語(yǔ)句、自定義過(guò)程調(diào)用、返回語(yǔ)句、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)庫(kù)操作、用戶定義變量等。

12）  數(shù)據(jù)庫(kù)能在線生成、修改和擴(kuò)充，所有數(shù)據(jù)按名稱訪問(wèn)，數(shù)據(jù)讀寫與數(shù)據(jù)處理對(duì)象綁定，與數(shù)據(jù)駐存地?zé)o關(guān)。

13）  監(jiān)控系統(tǒng)包含了變電站的一些高級(jí)應(yīng)用軟件模塊：電壓無(wú)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(gè)應(yīng)用模塊。既可與監(jiān)控系統(tǒng)一體化運(yùn)行，也可自成系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行。

14）  具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊蛣?dòng)態(tài)著色功能，動(dòng)態(tài)著色是根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浔O(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(gè)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(cè)控終端完成開(kāi)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(dòng)隔離刀閘的分閘/合閘操作，控制操作可由站級(jí)工作站實(shí)現(xiàn)，也可在各間隔層測(cè)控終端通過(guò)手動(dòng)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(jì)操作閉鎖邏輯，達(dá)到防誤操作。

4.4、報(bào)警及事件記錄功能

將遙測(cè)越限、正常遙信變位、事故變位、SOE 、保護(hù)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(fù)責(zé)定期地將處理后的數(shù)據(jù)保留入歷史庫(kù)以供趨勢(shì)分析統(tǒng)計(jì)計(jì)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(hù)信息報(bào)表、三維棒圖等，可人工自動(dòng)或定時(shí)打印各種報(bào)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(hù)設(shè)備管理功能

保護(hù)設(shè)備庫(kù)管理、定值召喚及設(shè)置保護(hù)信息的處理等。

4.9、故障錄波分析功能

對(duì)系統(tǒng)采集的擾動(dòng)數(shù)據(jù)處理保存并進(jìn)行波形顯示故障分析打印等

4.10、 電壓無(wú)功控制功能

按十五區(qū)圖以手動(dòng)或自動(dòng)方式進(jìn)行電壓無(wú)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(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)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(huì)不斷的進(jìn)行自我診斷，如發(fā)生錯(cuò)誤，會(huì)自行修復(fù)

4.13、遠(yuǎn)動(dòng)功能      

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及遠(yuǎn)方控制

4.14 、遠(yuǎn)程監(jiān)視和維護(hù)功能

利用Modem 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視及維護(hù)

4.15、 OPC服務(wù)器功能

可以作為OPC服務(wù)器使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)界限共享

 5、主要技術(shù)指標(biāo)

5.1、系統(tǒng)最大容量

l 遙測(cè)量2048 個(gè)

l 遙信量4096 個(gè)

l 遙控量256 個(gè)

l 遙調(diào)量128 個(gè)

l 電度量128 個(gè)

5.2、測(cè)控精度

5.2.1、模擬量測(cè)量準(zhǔn)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(dòng)作成功率

l 遙控動(dòng)作成功率 100% 

5.3有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時(shí)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(shí)間 2s(可設(shè)定) 

l 遙控命令選擇執(zhí)行或撤銷傳輸時(shí)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(yuǎn)方轉(zhuǎn)發(fā)      

l 主備信道自動(dòng)切換

l 速率300～64000 bps 

5.6 歷史數(shù)據(jù)存檔

l 測(cè)量數(shù)據(jù)存檔最小時(shí)間間隔為1Min 生存周期為2年

l 保護(hù)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(wú)故障時(shí)間

l 平均無(wú)故障時(shí)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(duì)濕度 32%