
一、實訓屏整體功能概述:
1.1實訓屏能夠承擔《供配電技術》、《工廠供電》、《電氣技術》、《微機繼電保護》等相關專業學生的實訓的教學任務,以較真實的工作現場環境,結合故障模擬仿真技術,學生不僅在此系統上跟實際現場一致的實訓操作,也能真實認知電氣元件,對提高學生實踐動手能力,加深對理論知識的理解具有重要意義;
1.2所有實訓項目圍繞兩路進線的電力現場典型供電模型中展開,主要對供電中涉及到的配電線路、主變(兩臺)、各種負荷、微機繼電保護(具有變壓器、線路、電容器、電動機等)、備用電源自動投入裝置、無功自動補償裝置、以及工業人機界面等電氣一、二次系統重點教學內容進行實訓。
二、完成的實訓內容(配套學生動態接線全過程教學軟件)
2.1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;4)最大、最小、正常運行方式的認知。
2.2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)變壓器手動和自動方式的有載調壓;4)變壓器有載調壓過程中滑檔事故報警;5)進線及主變壓器送電操作倒閘實訓;6)進線及主變壓器停電操作倒閘實訓;7)負荷不間斷供電的變壓器停電檢修操作倒閘實訓;8)變壓器停電檢修轉運行操作倒閘實訓;9)進線由運行狀態轉熱備用操作倒閘實訓;10)進線由運行狀態轉冷備用操作倒閘實訓;11)無功自動補償實訓;12)電氣控制實訓。
2.3常規繼電器特性實訓:1)電流繼電器特性實訓;2)低電壓繼電器特性實訓;3)時間繼電器特性實訓;4)中間繼電器特性實訓;5)信號繼電器特性實訓。
2.4微機變壓器保護實訓:1)縱聯差動保護實訓;2)反時限過流實訓;3)過負荷實訓;4)負序過流實訓;5)PT斷線實訓;6)CT斷線實訓;7)非電量保護實訓:輕瓦斯告警、重瓦斯跳閘、超溫告警。
2.5微機線路保護實訓:1)三段式復合電壓閉鎖過流保護實訓;2)三相一次重合閘實訓;3)零序過壓實訓;4)操作回路斷線告警;5)零序電壓閉鎖方向零序過流實訓;6)檢同期檢無壓合閘實訓;7)備用電源自動投入實訓。
2.6微機電動機保護實訓:1)電動機過流保護實訓;2)電動機缺相保護實訓;3)電動機欠壓保護實訓;4)電動機過載保護實訓。
2.7微機電容器保護實訓:1)電容器過電壓保護實訓;2)電容器過電流保護實訓。
2.8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實訓;2)備用電源自動投入實訓;3)無功補償裝置參數整定操作實訓;4)無功自動補償功能實訓;5)備投投入條件測試實訓;6)進線備投實訓;7)母聯備投實訓;8)無功補償裝置認知實訓;9)無功自動補償實訓。
2.9電動機啟動實訓:1)直接啟動實訓;2)變頻調速啟動實訓。
2.10電氣主接線倒閘接線實訓:1)單母線倒閘接線;2)單母線分段倒閘接線;3)雙母線倒閘接線;4)雙母線分段倒閘接線;5)帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;6)分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;7)旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;8)設專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;9)旁路斷路器兼作母聯斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;10)母聯斷路器兼作旁路斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;11)區域性電廠的電氣主接線設計及倒閘操作;12)采用1臺半斷路器接線及三分之四臺斷路器接線的大型電廠的電氣主接線實操;13)電磁操作機構斷路器的控制及信號回路的連接及操作;14)其它可定制的發電廠電氣主接線倒閘接線。
2.11供配電輔助功能模塊教學:1)學生實訓報告動態記錄及生成;2)學生操作全過程動態記錄及考核。
三、實訓臺主要配置及技術性能參數(為了學生實訓順利開出,供貨時單臺軟硬件配置不低于以下數量,以此作為驗收實質響應的依據):
3.1實訓操作屏兩臺:
1)實訓屏柜體結構堅固:采用全鋼制結構外加噴塑工藝,鋼板厚度不小于1.5mm,柜內帶有兩組散熱風扇,箱體底部配有萬向輪,既可方便移動,實訓時也可固定;單臺屏柜尺寸不小于1000mm*600mm*1850mm;
2)輸入電源:三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz;整機容量:≤3kVA;
3)安全保障措施部分:
①屏柜總電源使用漏電保護開關控制,設置電源啟動和停止按鈕進行控制,緊急狀況下可按下急停按鈕開關,切除屏柜所有一、二次電源;
②對不同類型電源類型采取分層、分極控制,并設有熔斷器。在保證安全的同時,當某一模塊發生故障時,不會影響到其他模塊的正常工作;
③需要學生自主接線的采用全包實訓導線,無金屬部分外漏防止觸電事故;
④實訓接線步驟均可在人機界面上通過動態教學軟件反復觀看,最大程度保證學生接線的正確性,保證實訓設備不會因接線錯誤損壞;
⑤實訓臺柜體均采用工業級的環保材料,并符合電氣安全規范要求。
3.2微機綜合保護裝置(采用工業級標準):
1)為了便于學生實訓操作且占用操作面板少,裝置采用一體化設計方式,即在裝置上電后,學生可根據實訓要求選擇所需要的保護類型;裝置至少具有微機變壓器保護、微機線路保護、微機電動機保護、微機電容器保護、微機備自投等幾大類功能;
2)裝置能夠跟實訓屏中的人機界面進行通訊交互,所有實訓內容都可在人機界面中選擇,便于學生完成實訓項目;
3)微機保護動作邏輯能以圖形化的方式實時直觀的展示出來,便于學生學習研究;
4)測量精度:電流、電壓0.2級;有功、無功0.5級;遙信分辨率1ms;
5)電流元件:動作電流0.1~20In、級差0.01A、誤差<5%;
6)電壓元件:動作電壓0.5-120V、級差0.1V、誤差<5%;
7)方向元件:動作范圍-90°~30°(相間保護)、誤差<5°(接地保護);
8)頻率元件:動作范圍45Hz~55Hz、滑差閉鎖范圍0.5Hz~5Hz/S、級差0.01Hz;
9)時間元件:工作范圍0~99.99S、級差0.01S、誤差10ms;
10)安全與電磁兼容:抗靜電接觸放電試驗GB/T14598.14規定的嚴酷等級Ⅳ級試驗、浪涌干擾試驗IEC61000-4-5標準Ⅳ級,開路試驗電壓4kV的試驗、快速瞬變干擾試驗GB/T14598.10規定的嚴酷等級Ⅳ級試驗、電磁場干擾試驗GB/T14598.9規定的嚴酷等級Ⅳ級幅射試驗;
11)具有RS485總線串行通信口,集成NARI LFP、MODBUS標準通信規約;具有雙以太網通信接口,支持網絡LFP、網絡103、MODBUS TCP通信規約。
3.3★人機界面一套:為了便于學生操作,工控觸摸屏電腦嵌入在實訓屏操作面板上,屏幕尺寸采用13寸工控觸摸屏電腦 高清LED鋁合金機身 抗干擾;內存4G ,CPU主頻2.0GHz,硬盤:固態、64G;安裝有Windows操作系統;單臺就能夠對所有實訓內容進行操作;
3.4★配套實訓操作軟件(含動態實訓教學功能):
1)學生可以通過人機界面操作軟件選擇所需要的實訓內容,所有實訓項目都帶有動態教學功能;提供實訓動態過程界面!
2)配套全過程動態記錄模塊一套:要求具備完善的學生操作過程動態記錄功能,實訓人員在啟動記錄功能后,系統將自動記錄的實訓人員的實訓操作過程,記錄內容包括一次系統模型、合閘操作及實時運行數據;并均以列表的形式展示,列表展示信息包括記錄信息序號、記錄信息時間、記錄信息內容等;同時,為便于記錄數據信息的檢索、查詢、保存,應具備按時間段為查詢條件進行記錄信息檢索功能、記錄信息刪除功能和記錄信息導出保存為Excel文檔的功能;
3)采用小低于1366*768 13寸彩色觸摸屏顯示,方便學生察看及實訓操作;
4)具備實時運行波形監測及顯示(可全屏、縮小、平移、查看任意一點的坐標數據)、保存、分析等功能;提供實時運行界面!
3.5★學生實訓報告動態記錄及生成軟件一套:
1)基于通用軟件C#環境下開發,至少包括學生學號、姓名、班級、實訓名稱等信息內容;提供滿足上述功能的真實操作過程界面!
2)學生針對具體實訓時的操作步驟、表格中的實訓數據記錄、實訓波形都能實時同步自動記錄并填充到實訓報告表格中;提供實時運行界面!
3)實訓報告能夠導出為PDF格式并可發送給教師端;提供滿足上述功能的真實操作過程界面!
4)配有一套教師端軟件:能夠接收所有學生端提交的實訓報告進行匯總并保存,教師可以打印每一份學生實訓報告并進行評價;提供實時運行界面!
3.6電氣主接線接線實操模塊一套:
1)單母線倒閘接線;2)單母線分段倒閘接線;3)雙母線倒閘接線;4)雙母線分段倒閘接線;5)帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;6)分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;7)旁路斷路器兼作分段斷路器的單母線分段帶旁路母線倒閘接線;8)設專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;9)旁路斷路器兼作母聯斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;10)母聯斷路器兼作旁路斷路器的雙母線帶旁路母線倒閘接線;11)區域性電廠的電氣主接線設計及倒閘操作;12)采用1臺半斷路器接線及三分之四臺斷路器接線的大型電廠的電氣主接線實操;13)電磁操作機構斷路器的控制及信號回路的連接及操作;14)其它可定制的發電廠電氣主接線倒閘接線。
3.7可編程控制器:
1)CPU:①用戶儲存器:30KB程序存儲器/20KB數據存儲器/10KB保持性存儲器;②板載數字I/O:36點輸入/24點數出;③布爾運算0.15μs/指令,移動字1.2μs/指令,實數數學運算3.6μs/指令;④通信:以太網1個,串行端口:1個(RS485)。
2)擴展模塊:①EMDE08:8點輸入;②EMDE16:16點輸入。
2.8低壓智能無功補償控制系統一套
配置四路獨立的三相電容器組通道,2μF/630V電容器十二個;含有電容器位置狀態指示燈及配套無功補償實訓操作軟件。
3.9為了學生實訓接線方便,實訓屏面板上具有的物理采集單元:
1)線路電參量采集單元;)變壓器電參量采集單元;3)電容器電參量采集單元;4)電動機電參量采集單元;5)保護裝置采集單元。
3.10常規繼電器特性部分
1)電流繼電器6A 一塊;2)電流繼電器2A 一塊;3)低電壓繼電器15V~60V 一塊;4)時間繼電器 DC24V 一塊;5)中間繼電器 DC24V 一塊;6)信號繼電器 DC24V 一塊。
3.11實訓表計部分
1)數字式單相交流電流表 1塊:量程:AC 0~15A;2)數字式單相交流電壓表 1塊:量程:AC 0~100V;3)數字式三相交流電壓表 2塊:變比:10kV/100V;4)數字式智能式多功能表 2塊:三相四線,電壓380V,電流變比:10A/5A;可以測量電壓、電流、有功、無功、視在功率等二十幾個電參量;5)交流電壓表 1塊:指針式,0~12kV,1.5級,變比:10kV/100V;6)電秒表1塊 數字式、量程1--9999ms、采用88mm×88mm工裝標準、觸發方式可調。
3.12單相調壓器:兩臺?容量2kVA 0~250V可調。
3.13操作按鈕、信號燈、切換開關等電氣元器件一批:由于學生實訓操作頻繁,實訓臺配置電氣元器件選用優質品牌器件。
3.14供配電一次線路模型:采用電抗器物理模擬輸電線路;每相各采用一組10Ω,15Ω,20Ω 5A三抽頭,雙回路共6組電抗器,模擬系統最大、最小、正常三種運行方式。
3.15主變兩臺:1)三相變壓器,Y0∕Y0-0接法;3kVA;400V/400V;2)帶有載調壓三相變壓器1臺,Y0∕Y0-0接法;3kVA;輸入側400V;輸出側6組抽頭,-5%,-2.5%,100%,+2.5%,+5%,+10%。星型側對應的額定電壓為380V,390V,400V,410V,420V,440V。
3.16油浸電容器:1)1μF/630V 3個;2)2.2μF/630V 6個;3)4μF/630V 3個。
3.17電壓互感器:1)三相電壓互感器,0.4kV/0.1kV、0.4kV/0.1kV/3,100VA,1塊;2)三相電壓互感器,0.4kV/0.1kV,30VA,4塊;3)單相電壓互感器,0.4kV/邊0.1kV,10VA,1塊。
3.18電流互感器:1)10A/5A,2.5VA,0.5級,24塊;2)5A/5A,2.5VA,0.5級,3塊。
3.19模擬負荷:1)感性負荷:每相3A 60Ω 共3相;2)阻性:120Ω 5A 3塊;70Ω 5A 3塊;48Ω 200W 1塊;20Ω 6A 2塊;480Ω 20W 1塊。
3.20可調旋轉負荷一套:1)1.1kW機組及平臺1套,380V,采用靠背輪與磁粉制動器連接;2)磁粉制動器1套,DC24V,50N.M;3)張力控制器一套,屏柜表面接有調勵磁電壓的電位器,純手動調節,最大激磁電流1.24A,數碼管顯示;4)1.5kW變頻器一套,含遠程操作托盤(帶1米連接線)。
3.21配套供配電技術教學端教學軟件一套:
軟件運行在Windows環境下基于C#桌面端開發,即可以與學員機支持TCP/IP協議實時通訊,作為上位機使用,學員機所有運行數據及位置狀態在教師端軟件界面保持同步顯示和操控,也可以作為教學軟件獨立運行使用。具備如下功能教學功能:
教學模塊(一)一次系統模塊:本模塊針對于教學實訓屏選取了一個典型的一次系統模型,二次控制系統均是基于典型的一次系統元件選型來開展的,便于老師以課件的形式教學。
教學模塊(二)繼電保護模塊:以理論教學的方式,介紹各元件的主要故障類型和異常運行狀態的保護配置,以及不同的元件配置的保護的整定原則和整定計算方法,讓學生熟練掌握電力系統繼電保護的定值是如何計算出來的。
教學模塊(三)運行方式教學模塊:以理論說明和一次系統動態展示的方式,直觀演示供配電系統最大運行方式和最小運行方式的概念、運行方式及區別。
教學模塊(四)動態接線及邏輯框圖模塊:本模塊以動態化演示的方式,讓學員熟練掌握供配電技術相關實訓的正確接線流程,減少學生接線出錯的概率和降低老師指導學生開展實訓的工作量。
教學模塊(五)學生考核評價管理模塊:可以實現對所有學生信息錄入及考核評價,在界面上可以通過檢索條件實時查詢或篩考核評價數據,并可導出為Excel文檔。
教學模塊(六)為了便于老師教學,實訓室現場提供按供配電技術教學實訓屏物理模型等比例仿真定制制作的虛擬仿真軟件,實訓屏所運行數據及狀態與虛擬仿真軟件中所運行的數據及狀態保持實時同步。