LG-DLK06型工廠供電及配電自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)

一、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
“LG-DLK06型工廠供電及配電自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)” 是根據(jù)教育部《供配電技術(shù)》、《工廠供電》、《配電自動(dòng)化》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)》、《電氣制圖》等相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，結(jié)合*新的配電自動(dòng)化技術(shù)而研發(fā)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀生動(dòng)，使用、組態(tài)方便，既可單套使用，也可多套聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成大型配電網(wǎng)絡(luò)，組態(tài)成小型調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還具有很好的開放性和研究性，既適用于相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，也可作為學(xué)生課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的開放平臺(tái)及專業(yè)技術(shù)人員上崗培訓(xùn)平臺(tái)。
二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)外觀
每套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成。
1、降壓變電站屏。
屏左側(cè)部分是主接線模擬圖，包括：
兩條35kV進(jìn)線。
35kV母線。
一臺(tái)主變35kV/10kV、35kV出線（或用兩臺(tái)主變組成）
10k分段母線，每段三條或四條出線，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求接不同的負(fù)荷。
斷路器采用接觸器。
刀閘采用旋鈕開關(guān)。
屏右側(cè)部分是模擬二次回路區(qū)，包括：
相關(guān)的TA、TV二次輸出。
相關(guān)的斷路器控制回路和輔助觸點(diǎn)。
短路故障設(shè)置按鈕：可設(shè)置相關(guān)點(diǎn)的相間或接地的永久性和瞬時(shí)性故障。
插座區(qū)：通過插座可直接連接負(fù)荷和車間變配所。
屏的整體監(jiān)控采用RTU實(shí)現(xiàn)，RTU和監(jiān)控主機(jī)通信，可實(shí)現(xiàn)變電站的四遙（遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控）功能。
2、車間變配所屏（用戶變配所屏）。
如圖2所示
屏左側(cè)部分是主接線模擬圖，包括：
兩條10kV接入線
兩臺(tái)10kV/380V的配電變壓器
380V采用分段母線，每段兩條出線，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求接不同的負(fù)荷。
斷路器采用接觸器。
刀閘采用旋鈕開關(guān)。
屏右側(cè)部分是模二次回路區(qū)，包括：
相關(guān)的TA、TV二次輸出。
相關(guān)的斷路器控制回路和輔助觸點(diǎn)。
短路故障設(shè)置按鈕：可設(shè)置相關(guān)點(diǎn)的相間或接地的永久性和瞬時(shí)性故障。
插座區(qū)：通過插座可直接連接負(fù)荷。

圖2 配變所屏圖

屏的整體監(jiān)控采用RTU實(shí)現(xiàn)，RTU和監(jiān)控主機(jī)通信，可實(shí)現(xiàn)變電站的四遙（遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控）功能。
3、控制柜。
如圖3所示
屏左側(cè)部分是主接線模擬圖，包括：
多功能保護(hù)測(cè)控裝置：共兩臺(tái)，可根據(jù)下載的不同的功能模塊實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)測(cè)控功能。
多功能保護(hù)測(cè)控裝置的接線端子區(qū)：裝置的端子可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求，接在不同的二次區(qū)，實(shí)現(xiàn)不同的功能。
常規(guī)繼電器：包括電流、電壓、時(shí)間和中間繼電器（也可根據(jù)實(shí)際需要更改），即可完成繼電器的特性實(shí)驗(yàn)，也可組合在一起，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能。
實(shí)驗(yàn)區(qū)：提供可調(diào)的電流、電壓模擬量，為繼電器特性實(shí)驗(yàn)提供信號(hào)源。

圖3 繼電保護(hù)測(cè)控柜

4．負(fù)荷
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供了各種類型的負(fù)荷：小型電動(dòng)機(jī)、電容器組、燈泡等。
三、單臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)
系統(tǒng)電源為調(diào)壓器時(shí)，所能完成的實(shí)驗(yàn)
1、二次回路實(shí)驗(yàn)
(1)斷路器控制和信號(hào)回路實(shí)驗(yàn)
(2)二次控制回路接線，手動(dòng)分合閘實(shí)驗(yàn)
(3)二次控制回路防跳、斷線實(shí)驗(yàn)
2、微機(jī)自動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)
(1)進(jìn)線備用電源自動(dòng)投入實(shí)驗(yàn)
(2)母聯(lián)備用電源自動(dòng)投入實(shí)驗(yàn)
(3)線路無功控制實(shí)驗(yàn)
(4)手動(dòng)/自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
(5)RC無功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
(6)微機(jī)低壓減載實(shí)驗(yàn)
3、常規(guī)繼電器特性及保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(1)電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)
(2)電壓繼電器特性實(shí)驗(yàn)
(3)時(shí)間繼電器特性實(shí)驗(yàn)
(4)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(5)帶時(shí)限的過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(6)低電壓?jiǎn)?dòng)過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(7)變壓器的電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(8)變壓器過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(9)變壓器過負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
4、微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)
A. 線路微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(1)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(3)定時(shí)限過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(4)反時(shí)限過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(5)電流電壓連鎖保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(6)電壓閉鎖過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(7)單相接地絕緣監(jiān)視實(shí)驗(yàn)
B. 變壓器微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(1)變壓器過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(2)變壓器低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(3)變壓器復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(4)變壓器過負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
C、電動(dòng)機(jī)微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(1)電動(dòng)機(jī)速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(2)電動(dòng)機(jī)負(fù)序過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(3)電動(dòng)機(jī)反時(shí)限過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(4)電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(5)電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
D、電容器微機(jī)繼電保護(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)電容器不平衡電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(4)電容器不平衡電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(5)電容器過電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(6)電容器低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)
5、供配電操作考核
(1)模擬工廠供電倒閘操作考核
(2)送電、停電操作考核
6、（可以進(jìn)行）35kV變電站綜合自動(dòng)化自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
(1)四遙（遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)）實(shí)驗(yàn)
(2)變電站SACDA功能實(shí)驗(yàn)。
其功能接線圖如圖4所示

圖4 單套系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)圖

系統(tǒng)電源為發(fā)電機(jī)組時(shí)，除能完成上面所述的實(shí)驗(yàn)功能外，還能完成以下實(shí)驗(yàn)
四、多臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)（以四臺(tái)為基本）
1、中型工廠供配電綜合實(shí)驗(yàn)
采用一降壓變電站帶四個(gè)車間變配所組成。其系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)如圖5所示

圖5 中型工廠供配電系統(tǒng)圖

用四芯電纜通過插座將降壓變電站和四個(gè)車間變配所連接起來，形成工廠供電一次系統(tǒng)，將每臺(tái)屏的RTU通過RS485總線聯(lián)網(wǎng)，將所有采集的數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控計(jì)算機(jī)，利用監(jiān)控機(jī)中的電力系統(tǒng)專用組態(tài)軟件，形成中型工廠的變配所的SCADA系統(tǒng)，可完成四遙，倒閘操作等實(shí)驗(yàn)。
2、輻射型饋電線路自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
采用一降壓變電站的一條出線帶四個(gè)用戶變配所串聯(lián)組成如圖6

圖6 輻射型饋電線路組網(wǎng)圖

用四芯電纜通過插座將降壓變電站一條10kV的出線和四個(gè)用戶變配所串聯(lián)起來，將一條饋線的分成四段。將控制屏中的多功能保護(hù)測(cè)控裝置和相關(guān)線路的二次回路連接、形成斷路器或分段開關(guān)的控制器。
多功能保護(hù)和測(cè)控裝置可以經(jīng)過通信，下載不同的功能程序模塊，形成不同功能的裝置。
1）輻射型網(wǎng)絡(luò)中的重合器＋重合器型的饋線自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
將四個(gè)控制屏上的多功能保護(hù)和測(cè)控裝置，下載重合器功能模塊后，則多功能保護(hù)和測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)重合器功能。完成有重合器組成的饋線自動(dòng)化的故障隔離和定位實(shí)驗(yàn)。
2）輻射型網(wǎng)絡(luò)中的重合器＋分段開關(guān)的饋線自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
將降壓變控制屏上的多功能保護(hù)和測(cè)控裝置，下載重合器功能模塊，則多功能保護(hù)和測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)重合器功能。用戶變電所控制屏上的多功能保護(hù)和測(cè)控裝置則下載分段控制器模塊（電壓一時(shí)間型分段器和過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器），實(shí)現(xiàn)分段控制器功能，完成有重合器和分段控制器組成的饋線自動(dòng)化的故障隔離和定位實(shí)驗(yàn)。
3）輻射型網(wǎng)絡(luò)中繼電保護(hù)＋重合閘＋智能分段開關(guān)的饋線自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
將降壓變控制屏上的多功能保護(hù)和測(cè)控裝置，下載繼電保護(hù)和重合閘功能模塊，則多功能保護(hù)和測(cè)控裝置繼電保護(hù)功能。用戶變電所控制屏上的多功能保護(hù)和測(cè)控裝置則下載智能分段控制器模塊（比一般的分段開關(guān)控制器功能強(qiáng)大），實(shí)現(xiàn)智能分段控制器功能，完成有重合器和分段控制器組成的饋線自動(dòng)化的故障隔離和定位實(shí)驗(yàn)。
3、環(huán)網(wǎng)型饋電線路自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和圖6相似，只是降壓變電站的另一條出線和*末的用戶配變所連接，形成環(huán)網(wǎng)供電。其連接圖如圖7所示

圖7 環(huán)網(wǎng)型饋電線路組網(wǎng)圖

和實(shí)驗(yàn)2相似，通過對(duì)多功能保護(hù)和測(cè)控裝置下載不同的功能模塊可完成不同形式環(huán)網(wǎng)型饋線自動(dòng)化的故障定位和隔離實(shí)驗(yàn)。
4、環(huán)網(wǎng)型饋電線路FTU配電自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)
聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和圖7相似，只是用戶變配所的多功能微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置下載FTU功能模塊，形成采集柱上開關(guān)的信號(hào)，控制開關(guān)投切FTU裝置，每個(gè)FTU裝置通過RS485總線和變電站的主機(jī)相連幸臣的另一條出線和*末的用戶配變所連接，形成環(huán)網(wǎng)供電。其連接圖如圖8所示

圖8 配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)

主機(jī)通過和FTU的通信，形成配電網(wǎng)絡(luò)的SCADA系統(tǒng)，并且可通過遙控分段開關(guān)或投切電容器組的控制配電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。
在饋線發(fā)生故障時(shí)，可主機(jī)通過和FTU通信，迅速定位故障點(diǎn)，隔離故障。
在此實(shí)驗(yàn)中，可完成配電網(wǎng)的綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)。
5、調(diào)度自動(dòng)化和潮流分析實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)中的聯(lián)網(wǎng)如圖9所示。
在圖9中，將四個(gè)35kV降壓變電站通過四芯電纜串連起來，形成環(huán)網(wǎng)供電。每個(gè)35kV的降壓變電站連接一個(gè)車間配變所、并且配有一個(gè)控制屏，變電站的監(jiān)控主機(jī)利用RS485總線和降壓變電站、車間配變所的RTU及控制屏上的多功能微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置通信，采集數(shù)據(jù)。并將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳至調(diào)度中心。形成調(diào)度的SCADA系統(tǒng)。通過遙控、遙調(diào)功能可改變系統(tǒng)的潮流分布。

圖9 調(diào)度自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)

若系統(tǒng)電源采用發(fā)電機(jī)機(jī)組而不是系統(tǒng)電源，則還可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低頻解列和故障恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。

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