10KV輸配電綜合模擬實訓系統(tǒng)

10KV輸配電綜合模擬實訓系統(tǒng)
10KV輸配電綜合實驗裝置”是依據(jù)《工廠供電》、《供配電技術》等相關課程和實驗的要求，利用先進的配電自動化技術開發(fā)的具有多種實驗實訓功能的綜合性教學培訓設備。系統(tǒng)模擬10KV輸電10KV變電及工廠廠站用戶，實現(xiàn)準現(xiàn)場化的數(shù)據(jù)監(jiān)測、系統(tǒng)控制等操作，利用電力RTU設備實現(xiàn)電力SCADA功能。該裝置配有各種常規(guī)標準化電氣元件及電力系統(tǒng)專用網關單元裝置，能夠完成低壓系統(tǒng)包括10KV線路、變壓器、低壓負載、無功補償、等在內的操作控制和故障模擬實訓。該裝置主要對教材中的10kV的總降壓變電所（HSS）的0.4KV及車間用電負荷的供配電線路、無功自動補償裝置、智能采集模塊等電氣一次、二次、功能控制及故障保護等重點教學內容進行設計開發(fā)的，通過在本實訓裝置中的技能訓練能在深入理解低壓電氣專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學生的實踐技能。并且本套實訓裝置還有利于學生對常規(guī)繼電器、交流接觸器、電動機控制、電流互感器使用、電壓互感器使用、電力電容器、數(shù)字無功補償及開關元器件工作特性和接線原理的理解和掌握。
特點
1.實用性強
    本裝置根據(jù)典型教學內容設計，在開發(fā)中征求了專業(yè)教師的建議、吸收了工程應用中的實際經驗。比較系統(tǒng)地實現(xiàn)了工廠低壓系統(tǒng)的受電、分配、控制、故障等實踐技能訓練要求。學生在實訓中還能掌握正確的電路投切操作，倒閘操作，運行控制以及各種故障排除的調整操作規(guī)程。此外，裝置中還加入一些新型元器件，使同學們能夠更加清楚的了解電氣系統(tǒng)的發(fā)展進程。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控制回路結構，計量單元結構，故障模擬結構，無功補償結構等功能，采用的是工業(yè)現(xiàn)場產品，有利于進行理論分析和數(shù)值分析。
3.先進性
本裝置控制回路、數(shù)據(jù)采集和PLC微機智能檢測控制的相關技術，采用分層分布式控制方式，組建成集回路控制、機體漏電保護、數(shù)據(jù)測量和單元信號為一體的綜合自動化實訓平臺。體現(xiàn)了當前自動化技術和通信技術在供配電網的深刻變革方向。
4．安全性
本實訓系統(tǒng)融合了錯誤操作安全偵別系統(tǒng)，如控制回路斷線、錯誤操作信號告警功能。
技術指標
1、基本參數(shù)
2）供電電源:兩相三線供電，
3）頻率：50HZ
4）功率：20KW；
5）試驗臺尺寸：2200*800*1600mm（長*深*高，鋼制噴塑結構）
6）重量：230KG
2、絕緣性能
◎絕緣電阻：裝置所有電路與外殼之間絕緣電阻在標準條件下，不小于100MΩ
◎戒指強度：裝置所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50HZ，電壓2KV（有效值）歷時1MIN實驗，二無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。當復查戒指強度是，試驗電壓值為規(guī)定值的75%。
3、沖擊電壓
        ◎ 導電部分對外露的非金屬部分及外殼之間，在規(guī)定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5KV的標準雷電波短時沖擊檢驗
4、抗干擾能力
◎裝置能承受GB/T14598.13規(guī)定的頻率為1HZ及100HZ衰減震蕩波（第一個半波電壓幅值共模為2.5KV差為1KV）脈沖干擾試驗；
◎裝置能承受GB/T14598.14規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的靜電放電干擾試驗
◎裝置能承受GB/T14598.9規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁干擾試驗
◎裝置能承受GB/T14598.10規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗
5、機械性能
◎工作條件：裝置能承受嚴酷等級為1級的振動響應、沖擊響應試驗。
◎運輸條件：裝置能承受嚴酷等級為1級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞試驗。
6、環(huán)境條件
環(huán)境溫度
◆工作：-10℃~+50℃
◆儲存：-25℃+70℃在極限值下不適加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作；
◎大氣壓力：86~106KPA（相當于海拔高度2KM及以下）；
◎相對濕度：不大于95%，無凝露；
◎其他條件：裝置周圍的空氣帶有酸、堿、腐蝕或奧加或爆炸性的物質。
主要配置
一．10KV線路保護系統(tǒng)
1、含線路開關系統(tǒng)的測量、控制，即有線路開關及其控制系統(tǒng)、電流互感器、電壓互感器、三相開關的控制、微機保護測控裝置等；
2、線路CT互感器；
3、 線路抽取電壓VT組合互感器400/100；
4、可在線監(jiān)測各線路的三相電流、電壓的有效值和相位；各序分量的有效值和相位；有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率；
5、在線監(jiān)測線路開關的開、斷狀態(tài)；
6、對線路開關的開 / 合控制；
7、微機保護測控裝置的響應能力滿足對生產過程的數(shù)據(jù)采集和控制命令執(zhí)行的時間要求，模擬量采樣頻率>3200，通過GOOSE命令開出出口時間≤7ms；
8、控制中心的響應能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求；
9、智能微機測控單元支持標準電力規(guī)約，可上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通過雙環(huán)網以太網和站控層直接通訊，接受來自站控層的遙控命令，支持B碼對時；
10、智能微機測控單元的響應能力：中斷響應時間 ≤2ms；模擬點采集周期 ≤1s；控制命令響應時間 ≤1s；刷新時間 ≤1s；
 
1) 裝置采用許繼集團生產的WGB-871微機線路測控裝置，該裝置集成電路    全部采用工業(yè)品或軍品，使得裝置有很高的穩(wěn)定性和可靠性。
2) 采用32位DSP作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；數(shù)       據(jù)運算、邏輯處理和信息存儲能力強，可靠性高，運行速度快。
3) 采用16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集每周24點，保護測量精度高。
4) 采用圖形液晶，全中文顯示菜單式人機交互；可實時顯示各種運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，信息詳細直觀，操作、調試方便。
5) 可獨立整定8套保護定值，定值區(qū)切換安全方便。
6) 大容量的信息記錄：可保存不小于100個最近發(fā)生的歷史報告,可帶動作參數(shù)，掉電保持，便于事故分析。
7) 通信規(guī)約采用IEC-60870-5-103規(guī)約或MODBUS規(guī)約可選，設有雙RS-485通信接口；組網經濟、方便,可直接與微機監(jiān)控或保護管理機聯(lián)網通訊。
8) 具有錄波功能，裝置記錄保護跳閘前4周波，跳閘后6周波（每周波24點）的采樣數(shù)據(jù)，保護跳閘后上送變電站自動化主站，也可以通過故障分析軟件進行故障分析。
9) 保護出口方式可以按照保護配置，出口設置方便靈活。
 
主要技術指標：
1、額定數(shù)據(jù)
額定電源電壓: DC220V
額定交流電壓：相電壓100/V
額定交流電流：5A
額定頻率：50Hz
半周波：100In
2、裝置功耗
1、交流電壓回路：  每相不大于1VA；
2、交流電流回路：  In=5A時每相不大于1VA；In=1A時每相不大于
0.5VA；
3、零序電流回路:   1A；
4、保護電源回路：  正常工作時,不大于12W；保護動作時,不大于15W。
3、環(huán)境條件
環(huán)境溫度
工作： -25℃～+55℃。
儲存：-25℃～+70℃，相對濕度不大于80%，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體的防雨、防雪的室內；在極限值下不施加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆轉的變化，溫度恢復后，裝置應能正常工作。
相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為90％，同時該月的月平均最低溫度為25℃且表面不凝露。最高溫度為+40℃時，平均最大濕度不超過50％。
大氣壓力：80kPa～110kPa（相對海拔高度2km以下）。
4、抗干擾性能
1) 脈沖群干擾試驗：能承受GB/T14598.13－1998規(guī)定的頻率為1MHz及100kHz衰減振蕩波（第一半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV）脈沖群干擾試驗。
2) 快速瞬變干擾試驗：能承受GB/T14598.10－1997第四章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗。
3) 輻射電磁場干擾試驗：能承受GB/T14598.9－1995第四章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗。
4) 靜電放電試驗：能承受GB/T14598.14-1998中4.1規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的靜電放電試驗。
5) 電磁發(fā)射試驗：能承受GB/T14598.16－2002中4.1規(guī)定的傳導發(fā)射限值及4.2規(guī)定的輻射發(fā)射限值的電磁發(fā)射試驗。
6) 工頻磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.8－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的工頻磁場抗擾度試驗。
7) 脈沖磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.9－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的脈沖磁場抗擾度試驗。
8) 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.10－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。
9) 浪涌抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級浪涌抗擾度試驗。
10) 傳導騷擾的抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章規(guī)定的射頻場感應的傳導騷擾的抗擾度試驗。
11) 工頻抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章規(guī)定的工頻抗擾度試驗。
5、絕緣性能
1) 絕緣電阻：各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測試其絕緣電阻值不應小于100MΩ。
2) 介質強度：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地能承受50Hz、500V(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現(xiàn)象；其余各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現(xiàn)象。
3) 沖擊電壓：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地,能承受1kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗；其各帶電的導電端子分別對地,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。
6、機械性能
1) 振動響應：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1規(guī)定的嚴酷等級為I級振動響應檢驗。
2) 沖擊響應：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1規(guī)定的嚴酷等級為I級沖擊響應檢驗。
3) 振動耐久：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2規(guī)定的嚴酷等級為I級振動耐久檢驗。
4) 沖擊耐久：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2規(guī)定的嚴酷等級為I級沖擊耐久檢驗。
5) 碰撞：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.3規(guī)定的嚴酷等級為I級碰撞檢驗。
7、保護定值整定范圍及誤差
定值整定范圍
交流電壓： 4V～100V；
交流電流： 0.1In～20In；
定值誤差
電流：< ±2.5%。
電壓： < ±2.5%。
8、延時整定范圍及誤差
定時限在0s～2s(含2s)范圍內不超過40ms，2s～100s范圍內不超過整定值的±2％；
反時限在0s～2s(含2s) 范圍內不超過±100ms,2s以上不超過理論值的±5%。 
9、測量精度
1) 各模擬量的測量誤差不超過額定值的±0.2%；
2) 功率測量誤差不超過額定值的±0.5%；
3) 開關量輸入電壓（DC220V/110V/24V），分辨率不大于2ms；
4) 脈沖量輸入電壓DC 24V，脈沖寬度不小于10ms；
5) 有功、無功電度不超過±1%；
6) 頻率測量誤差不超過±0.02Hz；
7) 直流模擬量輸入范圍：0V～5V；
8) 直流基本誤差：不超過額定值的±0.5%（外接溫度變送器時，溫度測量誤差±2℃）。
10、節(jié)點容量
1) 出口跳合閘觸點
在電壓不大于250V，電流不大于1A，時間常數(shù)L/R為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為50W，長期允許通過電流不大于5A。
2) 出口信號及其它觸點
在電壓不大于250V，電流不大于0.5A，時間常數(shù)L/R為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為20W，長期允許通過電流不大于3A。
 
3.1詳細技術參數(shù)：
       額定直流電壓:  220V
額定交流數(shù)據(jù)： 相電壓 100/V
零序電壓 100V
交流電流 5A或1A(訂貨注明)
零序電流 1A
額定頻率 50Hz
 
 
二．10KV變壓器保護系統(tǒng)
1、含線路開關系統(tǒng)的測量、控制，即有線路開關及其控制系統(tǒng)、電流互感器、電壓互感器、三相開關的控制、微機保護測控裝置等；
2、 CT互感器；
3、 電壓VT組合互感器400/100；
4、可在線監(jiān)測各線路的三相電流、電壓的有效值和相位；各序分量的有效值和相位；有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率；
5、在線監(jiān)測線路開關的開、斷狀態(tài)；
6、對線路開關的開 / 合控制；
7、微機保護測控裝置的響應能力滿足對生產過程的數(shù)據(jù)采集和控制命令執(zhí)行的時間要求，模擬量采樣頻率>3200，通過GOOSE命令開出出口時間≤7ms；
8、控制中心的響應能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機通信、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求；
9、智能微機測控單元支持標準電力規(guī)約，可上送SOE信息、上送和接受GOOSE信息，可以通過雙環(huán)網以太網和站控層直接通訊，接受來自站控層的遙控命令，支持B碼對時；
10、智能微機測控單元的響應能力：中斷響應時間 ≤2ms；模擬點采集周期 ≤1s；控制命令響應時間 ≤1s；刷新時間 ≤1s；
 
10) 裝置采用許繼集團生產的WGB-631微機變壓器測控裝置，該裝置集成電路全部采用工業(yè)品或軍品，使得裝置有很高的穩(wěn)定性和可靠性。
11) 采用32位DSP作為保護CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；數(shù)據(jù)運算、邏輯處理和信息存儲能力強，可靠性高，運行速度快。
12) 采用16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集每周24點，保護測量精度高。
13) 采用圖形液晶，全中文顯示菜單式人機交互；可實時顯示各種運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，信息詳細直觀，操作、調試方便。
14) 可獨立整定8套保護定值，定值區(qū)切換安全方便。
15) 大容量的信息記錄：可保存不小于100個最近發(fā)生的歷史報告,可帶動作參數(shù)，掉電保持，便于事故分析。
16) 通信規(guī)約采用IEC-60870-5-103規(guī)約或MODBUS規(guī)約可選，設有雙RS-485通信接口；組網經濟、方便,可直接與微機監(jiān)控或保護管理機聯(lián)網通訊。
17) 具有錄波功能，裝置記錄保護跳閘前4周波，跳閘后6周波（每周波24點）的采樣數(shù)據(jù)，保護跳閘后上送變電站自動化主站，也可以通過故障分析軟件進行故障分析。
18) 保護出口方式可以按照保護配置，出口設置方便靈活。
 
主要技術指標：
1、額定數(shù)據(jù)
額定電源電壓: DC220V
額定交流電壓：相電壓100/V
額定交流電流：5A
額定頻率：50Hz
半周波：100In
2、裝置功耗
1、交流電壓回路：  每相不大于1VA；
2、交流電流回路：  In=5A時每相不大于1VA；In=1A時每相不大于
0.5VA；
3、零序電流回路:   1A；
4、保護電源回路：  正常工作時,不大于12W；保護動作時,不大于15W。
3、環(huán)境條件
環(huán)境溫度
工作： -25℃～+55℃。
儲存：-25℃～+70℃，相對濕度不大于80%，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體的防雨、防雪的室內；在極限值下不施加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆轉的變化，溫度恢復后，裝置應能正常工作。
相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為90％，同時該月的月平均最低溫度為25℃且表面不凝露。最高溫度為+40℃時，平均最大濕度不超過50％。
大氣壓力：80kPa～110kPa（相對海拔高度2km以下）。
4、抗干擾性能
12) 脈沖群干擾試驗：能承受GB/T14598.13－1998規(guī)定的頻率為1MHz及100kHz衰減振蕩波（第一半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV）脈沖群干擾試驗。
13) 快速瞬變干擾試驗：能承受GB/T14598.10－1997第四章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗。
14) 輻射電磁場干擾試驗：能承受GB/T14598.9－1995第四章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗。
15) 靜電放電試驗：能承受GB/T14598.14-1998中4.1規(guī)定的嚴酷等級為Ⅲ級的靜電放電試驗。
16) 電磁發(fā)射試驗：能承受GB/T14598.16－2002中4.1規(guī)定的傳導發(fā)射限值及4.2規(guī)定的輻射發(fā)射限值的電磁發(fā)射試驗。
17) 工頻磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.8－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的工頻磁場抗擾度試驗。
18) 脈沖磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.9－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的脈沖磁場抗擾度試驗。
19) 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗：能承受GB/T17626.10－1998第5章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。
20) 浪涌抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章規(guī)定的嚴酷等級為Ⅳ級浪涌抗擾度試驗。
21) 傳導騷擾的抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章規(guī)定的射頻場感應的傳導騷擾的抗擾度試驗。
22) 工頻抗擾度試驗：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章規(guī)定的工頻抗擾度試驗。
5、絕緣性能
4) 絕緣電阻：各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,用開路電壓為500V的測試儀器測試其絕緣電阻值不應小于100MΩ。
5) 介質強度：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地能承受50Hz、500V(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現(xiàn)象；其余各帶電的導電電路分別對地(即外殼或外露的非帶電金屬零件)之間,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流電壓,歷時1min的檢驗無擊穿或閃絡現(xiàn)象。
6) 沖擊電壓：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對地,能承受1kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗；其各帶電的導電端子分別對地,交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5kV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。
6、機械性能
6) 振動響應：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1規(guī)定的嚴酷等級為I級振動響應檢驗。
7) 沖擊響應：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1規(guī)定的嚴酷等級為I級沖擊響應檢驗。
8) 振動耐久：裝置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2規(guī)定的嚴酷等級為I級振動耐久檢驗。
9) 沖擊耐久：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2規(guī)定的嚴酷等級為I級沖擊耐久檢驗。
10) 碰撞：裝置能承受GB/T 14537-1993中4.3規(guī)定的嚴酷等級為I級碰撞檢驗。
7、保護定值整定范圍及誤差
定值整定范圍
交流電壓： 4V～100V；
交流電流： 0.1In～20In；
定值誤差
電流：< ±2.5%。
電壓： < ±2.5%。
8、延時整定范圍及誤差
定時限在0s～2s(含2s)范圍內不超過40ms，2s～100s范圍內不超過整定值的±2％；
反時限在0s～2s(含2s) 范圍內不超過±100ms,2s以上不超過理論值的±5%。 
9、測量精度
9) 各模擬量的測量誤差不超過額定值的±0.2%；
10) 功率測量誤差不超過額定值的±0.5%；
11) 開關量輸入電壓（DC220V/110V/24V），分辨率不大于2ms；
12) 脈沖量輸入電壓DC 24V，脈沖寬度不小于10ms；
13) 有功、無功電度不超過±1%；
14) 頻率測量誤差不超過±0.02Hz；
15) 直流模擬量輸入范圍：0V～5V；
16) 直流基本誤差：不超過額定值的±0.5%（外接溫度變送器時，溫度測量誤差±2℃）。
10、節(jié)點容量
1) 出口跳合閘觸點
在電壓不大于250V，電流不大于1A，時間常數(shù)L/R為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為50W，長期允許通過電流不大于5A。
2) 出口信號及其它觸點
在電壓不大于250V，電流不大于0.5A，時間常數(shù)L/R為5ms±0.75ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為20W，長期允許通過電流不大于3A。
 
3.1詳細技術參數(shù)：
       額定直流電壓:  220V
額定交流數(shù)據(jù)： 相電壓 100/V
零序電壓 100V
交流電流 5A或1A(訂貨注明)
零序電流 1A
額定頻率 50Hz

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