TW-GPKL01工廠供配電實驗室建設方案

一、實驗室建設目標

1．建立與當前電力係統發展現狀相適應的工廠供配電實驗室，培養具有較高專業技能、能夠從事配電網運行、操作與技術管理等工作的高級技術應用型人才。

2．建成實驗、實踐、實訓一體的綜合型實踐教學平台，完成《工廠供電》、《供配電技術》、《配電自動化》等課程的教學實驗任務，並提高學生的專業操作技能。

3．為電氣自動化技術、電力係統自動化技術及供用電技術等相關專業學生的課程設計和畢業設計提供良好的研究設計平台。

4．培訓和考核從事變電站、變配所、電力係統第一線生產過程的運行、維護、檢修和調試的現場技術工程人員。

5．為電氣工程、電力係統等方向的科學研究提供試驗平台。

二、實驗室的主要功能

擬建的工廠供配電實驗室結合新的繼電保護、供配電和配網自動化技術構建而成。

工廠供配電實驗室包含多套實驗培訓設備，可利用單套設備完成微機保護實驗、自動裝置實驗、變電站操作實訓等，滿足一般的專業課程教學實驗的要求。

三、設備構成

工廠供配電培訓係統由工廠供配電實驗屏、三相調壓器、自動考核係統和電力網絡綜合監控係統（多套監控）組成。

1. 工廠供配電實驗屏

配電屏包括以下核心構成部分：變配所一次接線係統、1塊多功能微機保護裝置、微機型遠動測控單元（RTU裝置）、彩色觸摸屏等。示意圖如下；

1) 變配所一次接線係統

模擬10kV/380V降壓變配所，包括2路10kV進線（其中一路可作為備用電源），1台配變和2路380V出線。

在一次接線係統中安裝有短路故障設置單元，用於模擬線路或設備的多種故障情況。

本圖僅供參考，以實物為準

測量儀表包含6隻交流電壓表，其中10kV進線電壓表2隻，10kV母線電壓表2隻，380V母線電壓表2隻。電壓表精度為1.5級。

2) BH2000多功能微機保護裝置

BH2000多功能微機保護裝置既可用於各種繼電保護實驗，也可在電力係統實驗中作為線路保護裝置使用。

BH2000多功能微機保護裝置具有數字式電流、數字式電壓、數字式功率方向、數字式差動、數字式阻抗、數字式反時限電流等多種數字式繼電器、10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置、110kV線路成組微機保護測控裝置、變壓器主保護裝置、變壓器後備保護測控裝置、電容器微機保護測控裝置、電動機微機保護測控裝置、發電機差動保護裝置、發電機後邊保護裝置等多種微機保護測控功能，可通過菜單選擇不同的功能模塊靈活實現。

10kV-35kV饋線成組微機保護測控裝置功能如下：

變壓器主保護測控裝置功能如下：

變壓器後備保護測控裝置功能如下：

電動機微機保護測控裝置功能如下：

電容器微機保護測控裝置功能如下：

發電機差動保護測控裝置功能如下：

發電機後備保護裝置功能如下：

3）RTU裝置

采用微機型遠動測控單元（RTU裝置）作為變電所和變配所的監控終端，與電力係統現場實際完全相同。並可以作為一台獨立的終端采集裝置在其他電氣係統中使用。

技術參數：

A. 遙測：采集多個測控點的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數；

B. 遙信：采集變電所或變配所每個斷路器的位置狀態信號

C. 遙控：受控分、合斷路器，實現線路投退、負荷投退、電容器投切等功能；

D. 遙調：可調節有載調壓變壓器的分接頭；

E. 電壓輸入：交流電壓0～100V；

F. 電流輸入：交流電流0～5A；

G. 測量精度：0.5級；

H. 具有RS485通信接口，采用MODBUS通信協議。

4) 彩色觸摸屏

觸摸屏可與RTU裝置通信，實時顯示變電所和變配所的測量數據（電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數）、斷路器狀態，並進行供電線路斷路器的遙控、負荷的投退、電容器的投切等。

2. 三相調壓器

用三相調壓器連接到係統模擬無窮大電源。

3.自動考核係統

通過RTU裝置將係統中的位置信號、模擬量信號等信息上傳到上位機，在學生做考核實驗時，自動考核係統能夠自動判斷學生的操作是否正確，自動為學生評分並記錄考核數據，自動生成實驗報告。方便老師對學生的操作考核。

4.電力網絡綜合監控係統

電力網絡綜合監控係統由監控計算機和電力網絡綜合監控係統軟件組成。電力網絡綜合監控係統軟件是以電力係統實際應用的組態軟件為開發平台，具有很好的開放性。本係統開放MODBUS通信協議。

利用電力網絡綜合監控係統軟件組態大型工廠、變電站、變配所或配電網，並與實驗培訓係統中的各RTU裝置通信，實現遙測、遙信、遙控及所構建係統的綜合監控功能。

利用多套工廠供配電實驗培訓及考核係統組成供配電係統，利用多功能微機保護實驗裝置作為10kV線路保護裝置或變壓器保護裝置，利用PC機上的電力網絡綜合監控係統軟件、多功能微機保護實驗裝置及RTU裝置組成供配電SCADA係統，可對供配電係統的正常運行及各種故障情況進行監控。

四、實驗項目

1、工廠供電電氣接線圖的認知：

1) 工廠供電一次接線模擬圖認知；

2) 電氣主接線圖的認知；

2、工廠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) 變壓器有載調壓

3) 供配電所送電和停電操作實驗

4) 一路進線供電轉兩路供電倒閘操作

5) 母線從運行狀態轉檢修的倒閘操作

6) 母線從檢修狀態轉運行的倒閘操作

7) 變壓器從運行狀態轉檢修的倒閘操作

8) 變壓器從檢修狀態轉運行的倒閘操作

3、6-10kV供電線路微機保護實驗

1）模擬係統正常、大、小運行方式；

2）6-10kV供電線路電流速斷保護實驗

3）6-10kV供電線路限時電流速斷保護實驗

4）6-10kV供電線路過電流保護實驗

5）6-10kV供電線路電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗

6）6-10kV供電線路限時電流速斷保護與三相一次重合閘綜合實驗

7）6-10kV供電線路過電流保護與三相一次重合閘綜合實驗

8）6-10kV供電線路過負荷實驗

9）6-10kV供電線路低壓閉鎖電流速斷保護實驗

10）6-10kV供電線路低壓閉鎖限時電流速斷保護實驗

11）6-10kV供電線路低壓閉鎖過電流保護實驗

12）6-10kV供電線路控製故障

4、 電容器保護實驗

1）電容器電流速斷保護實驗

2）電容器過電流保護實驗

3）電容器過電壓保護實驗

4）電容器失壓保護實驗

5）電容器控製故障

5、變壓器主保護實驗

1）變壓器差動速斷保護

2）變壓器比例製動保護

3）變壓器重瓦斯保護

4）變壓器輕瓦斯保護

5）變壓器超溫保護

6）變壓器過溫保護

6、變壓器後備保護實驗

1）變壓器過電流保護

2）變壓器複壓過流保護

3）變壓器零序過壓保護

4）變壓器零序過流保護

5）變壓器輕瓦斯保護

6）變壓器超溫保護

7）變壓器過溫保護

8）變壓器過負荷保護

7、 電動機保護實驗

1）變頻器參數整定操作

2）變頻器的開環調速實驗

3）三相異步電動機的啟動方式

4）電動機電流速斷保護實驗

5）電動機過電流保護實驗

6）電動機過電壓保護實驗

7）電動機低壓保護實驗

8）電動機負序電流保護實驗

9）電動機控製故障

8、 發電機保護實驗

1）發電機過流保護實驗

2）發電機過壓保護保護實驗

3）電發電機低壓閉鎖過流保護實驗

9、無功補償實驗

10、備自投實驗

11. 工廠供配電係統運行監控實驗

1） 就地監控實驗

2） 工廠供配電遠程SCADA實驗

3）變電站遙控、遙測、遙調、遙信實驗。

12. 倒閘操作自動考核（自動考核係統實現）

1）供配電所送電和停電操作考核

2）一路進線供電轉兩路供電倒閘操作考核

3）兩路供電轉一路供電倒閘操作考核

4）母線從運行狀態轉檢修的倒閘操作考核

5）母線從檢修狀態轉運行的倒閘操作考核

6）變壓器從運行狀態轉檢修的倒閘操作考核

7）變壓器從檢修狀態轉運行的倒閘操作考核

五、技術參數

1) 工廠供配電實驗屏

a. 輸入電源：220V±10%，50Hz，1KW

380V±10%，50Hz，3KW

b. 工作環境：溫度－10℃～＋40℃，相對濕度＜85%（25℃）

2) BH2000多功能微機保護裝置

a. 工作環境條件

環境溫度：-10℃－40℃

相對濕度：5%－95%

b. 交流電源

額定電壓：AC220V

允許偏差：-15%－+15%

頻率：50Hz±0.5Hz

波形：正弦波，波形畸變<5%

c. 額定參數

交流電流：5A

交流電壓：相電壓57.7V

頻率：50Hz

直流電壓輸出：DC24V

保護電流工作範圍：2.5A－40A

保護電壓工作範圍：5V－120V

d. 保護精度

電流精度：3%

電壓精度：3%

時間精度：±10ms

裝置瞬動時間：≤40ms

3. 三相調壓器：

1). 輸入電壓：380V

2). 輸出電壓：0~450V

3) 容量：9kVA