一、設(shè)計理念與目標(biāo)定位
工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是專為培養(yǎng)工業(yè)自動化領(lǐng)域的專業(yè)人才而設(shè)計的模擬平臺。它旨在通過高度仿真的生產(chǎn)環(huán)境，讓學(xué)員能夠親身體驗和操作真實(shí)的工廠供電系統(tǒng)，從而掌握供電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試及維護(hù)等關(guān)鍵技能。該系統(tǒng)的設(shè)計理念強(qiáng)調(diào)“學(xué)以致用”，即通過實(shí)踐教學(xué)的方式，讓理論知識與實(shí)際操作緊密結(jié)合，提高學(xué)員的動手能力和解決實(shí)際問題的能力。
二、功能特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢
1. 高度仿真：該系統(tǒng)通過先進(jìn)的計算機(jī)仿真技術(shù)，模擬出真實(shí)的工廠供電環(huán)境，包括電力傳輸、分配和控制等多個環(huán)節(jié)。學(xué)員可以在安全無風(fēng)險的情況下進(jìn)行各種操作練習(xí)。
2. 綜合性強(qiáng)：覆蓋了從基本的電路知識到復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)的多個層面，使學(xué)員能夠全面了解和掌握工廠供電系統(tǒng)的工作原理及其應(yīng)用。
3. 交互性好：配備有友好的用戶界面和豐富的交互手段，如觸摸屏操作、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)等，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性和互動性。
4. 實(shí)時反饋：系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測學(xué)員的操作過程，并給出相應(yīng)的反饋和評估，幫助學(xué)員及時了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展和存在的問題。
5. 模塊化設(shè)計：各功能模塊可以根據(jù)需要自由組合或更換，方便教學(xué)過程中根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行快速調(diào)整。
三、在工業(yè)培訓(xùn)中的重要性
1. 技能提升：通過使用這一系統(tǒng)，學(xué)員不僅能夠?qū)W習(xí)到最新的工業(yè)自動化技術(shù)，還能夠通過實(shí)踐操作大幅提升自己的技術(shù)水平和解決問題的能力。
2. 理論與實(shí)踐結(jié)合：該系統(tǒng)的應(yīng)用使得理論知識與實(shí)際操作之間的差距得以有效縮小，幫助學(xué)員更好地理解和掌握復(fù)雜的供電系統(tǒng)知識。
3. 創(chuàng)新能力培養(yǎng)：通過模擬真實(shí)工作場景下的各種挑戰(zhàn)和問題，激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。
4. 適應(yīng)未來需求：隨著工業(yè)4.0的到來，對自動化技術(shù)人才的需求日益增加。該系統(tǒng)的引入有助于教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)提前準(zhǔn)備，培養(yǎng)符合未來工業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)技術(shù)人才。
總結(jié)而言，工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作為一種新型的教育工具，不僅為工業(yè)自動化專業(yè)的學(xué)員提供了一個高效、實(shí)用的學(xué)習(xí)平臺，也為整個工業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深化，相信這一系統(tǒng)將在未來的工業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。
產(chǎn)品簡介：
DB-GC01 工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、 概 述
現(xiàn)代化工廠（特別是大型企業(yè)）供電負(fù)荷密度大，供電方式復(fù)雜，可靠性要求高，電能質(zhì)量要求嚴(yán)格，還要求考慮更高的靈活性，以適應(yīng)供電負(fù)荷不斷增加和供電網(wǎng)絡(luò)升級的需要。針對這種情況，將綜合自動化技術(shù)融入到工廠供電系統(tǒng)中已成為一種必然趨勢和發(fā)展方向。DB-GC01 工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)正是依據(jù)高職高專《工廠電器與供電》、《電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)》、《供配電技術(shù)》、《供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)》、《配電系統(tǒng)自動化》和《配電網(wǎng)自動化技術(shù)》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求，結(jié)合工廠供電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展而設(shè)計的綜合型實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
二、 特 點(diǎn)
全面性：工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能清楚地反映典型工廠供電系統(tǒng)的一次和二次部分，綜合采用多種工廠供電實(shí)際應(yīng)用的電氣設(shè)備。能夠?qū)崿F(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的受電、輸送、分配、控制、保護(hù)等實(shí)踐技能訓(xùn)練要求；
先進(jìn)性：綜合微機(jī)繼電保護(hù)、電量計量、PLC和工控組態(tài)等微機(jī)職能檢測控制的相關(guān)技術(shù)，采用分層分布式控制方式，組建成集控制、保護(hù)、測量和信號為一體的綜合自動化實(shí)驗平臺；
實(shí)用性：工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，運(yùn)行靈活，操作可靠。
三、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線 AC380V±10% 50±2%Hz；
2. 整機(jī)容量：≤3kVA；
3. 實(shí)訓(xùn)臺采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑，鋁質(zhì)面板；
4. RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口；標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議；
5. 微機(jī)保護(hù)裝置測量元件精度：刻度誤差：不大于1%；測量電流：0.2級；母線電壓：0.2級；輸出精度：0.2級；頻率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5級；通訊分辨率：不大于1ms。
6. 工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由供配電系統(tǒng)主接線模擬屏、計量柜、控制柜、監(jiān)控軟件等四部分構(gòu)成。
7. 工廠供電綜合自動化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能模擬中型工廠的供配電系統(tǒng)，采用控制屏結(jié)構(gòu)，一次主接線印于鋁面板上。由35 kV，10kV，兩個不同的電壓等級構(gòu)成 ，整個系統(tǒng)有兩路35kV進(jìn)線，其中一路正常供電，另一路作為備用，通過備自投自動切換;35kV母線出線有兩路分支，一路送其他分廠，一路經(jīng)總降變降壓為10kV母線的進(jìn)線電源1供本地使用；為了保證供電可靠性，另加一路電源作為10kV母線的進(jìn)線電源2。進(jìn)線電源1和進(jìn)線電源2互為暗備用，分別給10kVⅠ段母線和10kVⅡ段母線供電，兩者也可通過備自投自動切換。為了保證一次線路供電的可靠性，配置了微機(jī)備自投，微機(jī)線路和微機(jī)變壓器保護(hù)；為了保證高壓電動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，配置了高壓電動機(jī)保護(hù)；為了提高用電質(zhì)量，配置了無功補(bǔ)償裝置；為了實(shí)現(xiàn)自動化控制，配置了PC機(jī)和PLC控制器，實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的“四遙”功能。
8. 計量柜包括：三只指針式交流電壓表（精度1.0級，量程：0～500V）；三只指針式交流電流表（精度1.0級，量程：0～5A）；指針式三相有功功率表和三相無功功率表各一只；電子式有功無功組合電能表（1只）：測量電流：0.2級；母線電壓：0.2級；輸出精度：0.2級；頻率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5級；通訊分辨率：不大于1ms；三相智能采集模塊（3只）：測量精度：電流、電壓0.2％，其他電量0.5％；帶RS-485通信接口；數(shù)字式電秒表（1只）：測量范圍0.0001S-9999.9S，測量誤差≤±5×10-5×量程±1個尾數(shù)字，有連續(xù)和觸動兩種功能。適應(yīng)空觸點(diǎn)或5V-250V正極性電信號。連續(xù)性手動復(fù)零，觸動性即可手動復(fù)零，也可隨測量信號自動復(fù)零。
9. 控制柜包括：微機(jī)線路保護(hù)裝置（1只）：具有三段式過流保護(hù)，低壓閉鎖電流保護(hù)，單相接地保護(hù)，反時限過流保護(hù)，過電流前加速，過電流后加速，重合閘等功能；微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置（1只）：具有電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護(hù)，負(fù)序電流保護(hù)和低電壓保護(hù)等功能；微機(jī)變壓器保護(hù)裝置（1只）：具有電流速斷，過電流，電流反時限，零序過流保護(hù)，負(fù)序電流保護(hù)和低電壓保護(hù)等功能；微機(jī)無功補(bǔ)償裝置（1只）：能自動追蹤電網(wǎng)功率因數(shù)并控制電容器組的投切，具有手動和自動投切功能。根據(jù)變壓器的無功功率進(jìn)行分相補(bǔ)償，電容器組循環(huán)工作，使每組電容器均勻投運(yùn)，從而減少電能損耗和電壓損失，提高設(shè)備的使用效率；微機(jī)備自投裝置（1只）：有進(jìn)線備投和母聯(lián)備投方式可選 ，當(dāng)主進(jìn)線電源模擬故障失電后，備自投裝置能自動地將備用進(jìn)線電源投到工作母線上，以此保證連接在工作母線上的負(fù)荷仍能正常工作，提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。同時具有自適應(yīng)功能，當(dāng)檢測到主進(jìn)線電源恢復(fù)時，自動斷開備用進(jìn)線斷路器，延時閉合主進(jìn)線，實(shí)現(xiàn)主進(jìn)線電壓恢復(fù)時自動切換后投入過程；同時要求所有的微機(jī)保護(hù)裝置均采用TI公司的高性能DSP作為控制核心芯片，采集外部系統(tǒng)的電流、電壓以及輸入輸出開關(guān)量，并送液晶顯示。具有故障錄波功能，可顯示故障波形。
尖峰諧波綜合保護(hù)器(2只)：采用四星形接法，可將相間過電壓大大降低，保護(hù)的可靠性大為提高。用氧化鋅非線性電阻和高能碳化硅組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提高了產(chǎn)品的使用壽命。電壓沖擊系數(shù)為1，在各種電壓波形下放電電壓值相等，不受各種操作過電壓波形影響。過電壓保護(hù)值準(zhǔn)確，保護(hù)性能優(yōu)良。保護(hù)的閥值電壓低，保護(hù)效果好，如400V系統(tǒng)，保護(hù)電壓最低可以達(dá)到430v以下，只要超過430V的各種干擾過電壓，都可以很好的濾除；
10. 上位機(jī)得監(jiān)控軟件，監(jiān)控主機(jī)與現(xiàn)場智能設(shè)備采用RS485總線，Modbus-RTU協(xié)議構(gòu)建底層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、對供配電一次系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，實(shí)時顯示主接線的變化；2、實(shí)時采集、顯示、存儲各類電量參數(shù)；3、對采集的各種電量量可生成實(shí)時和歷史曲線和報表，以利于實(shí)驗者比較、分析實(shí)驗數(shù)據(jù)；4、監(jiān)視各斷路器位置、保護(hù)動作出口狀態(tài)；能夠控制輸電線路斷路器的跳/合閘；5、根據(jù)采集的母線電量實(shí)現(xiàn)對電壓、無功的自動調(diào)整。
11. PLC采用西門子PLC主機(jī)。
四、 實(shí)訓(xùn)項目
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. 工廠自動裝置實(shí)訓(xùn)
(1) 備投投入條件測試
(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) 無功補(bǔ)償裝置認(rèn)知
(5) 手動/自動功率因數(shù)補(bǔ)償
(6) 線路無功控制
(7) VQC電壓無功控制
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) 線路無時限電流速斷保護(hù)
(6) 線路帶時限電流速斷保護(hù)
(7) 線路定時限過電流保護(hù)
(8) 線路反時限過電流保護(hù)
(9) 線路電流電壓連鎖保護(hù)
(10) 線路的接地保護(hù)
4. 高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)
(1) 變頻器參數(shù)整定操作
(2) 變頻器開環(huán)調(diào)速
(3) 三相異步電動機(jī)的啟動方式
(4) 微機(jī)電動機(jī)保護(hù)裝置參數(shù)整定操作
(5) 電動機(jī)的速斷保護(hù)
(6) 電動機(jī)的反時限過流保護(hù)
(7) 電動機(jī)的低電壓保護(hù)
(8) 電動機(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) 變壓器過電流保護(hù)
(3) 變壓器瓦斯保護(hù)
(4) 變壓器過負(fù)荷保護(hù)
6. 整體監(jiān)控及綜合自動化
(1) SCADA監(jiān)控
(2) 線路故障定位、報警及切除
(3) 電能曲線分析及報表
五、 配置清單
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 型號 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 帶燈按鈕 | 直徑16，長方形頭 24V紅 | 個 | 13 | |
| 2 | 帶燈按鈕 | 直徑16，長方形頭 24V綠 | 個 | 13 | |
| 3 | 按鈕開關(guān) | 直徑16，圓頭 紅 點(diǎn)動 | 個 | 1 | |
| 4 | 按鈕開關(guān) | 直徑16，圓頭 綠 點(diǎn)動 | 個 | 1 | |
| 5 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 紅，24V | 個 | 2 | |
| 6 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 黃，220V | 個 | 1 | |
| 7 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 綠，220V | 個 | 6 | |
| 8 | 指示燈 | 直徑16，圓頭 紅，220V | 個 | 1 | |
| 9 | 按鈕開關(guān) | 直徑22，帶自鎖、紅 | 個 | 4 | |
| 10 | 漏電開關(guān) | DZ47LE32 16A 3P+N | 個 | 1 | |
| 11 | 空氣開關(guān) | 2P | 個 | 1 | |
| 12 | 保險座 | 5×20 含6A保險 | 個 | 4 | |
| 13 | 組合開關(guān) | LW8-10 2檔 0/1 3節(jié) | 個 | 8 | |
| 14 | 旋鈕開關(guān) | 直徑16，黑色，帶自鎖 | 個 | 4 | |
| 15 | 旋鈕開關(guān) | 直徑22，帶自鎖、帶燈24V，紅 | 個 | 14 | |
| 16 | 中間繼電器 | 透明14腳，帶燈，24V | 個 | 100 | |
| 17 | 交流接觸器 | CJX2-0910 220V | 個 | 13 | |
| 18 | 電壓表 | 6L2 450V | 個 | 1 | |
| 19 | 電流表 | 6L2 10A | 個 | 3 | |
| 20 | 頻率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 | |
| 21 | 功率因數(shù)表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 | |
| 22 | 有功功率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 | |
| 23 | 無功功率表 | 6L2 100V 5A | 個 | 1 | |
| 24 | 電壓表 | 6L2 量程40KV 100V對應(yīng)35KV | 個 | 2 | |
| 25 | 電壓表 | 6L2 量程12KV 100V對應(yīng)10KV | 個 | 2 | |
| 26 | 電壓表 | 6L2 量程12KV 220V對應(yīng)10KV | 個 | 1 | |
| 27 | 三相有功電能表 | DT862 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 | |
| 28 | 三相無功電能表 | DX863 3×100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 | |
| 29 | 電子式三相電能表 | DTS196 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A | 個 | 1 | |
| 30 | 多功能智能儀表 | 100V 5A 開孔尺寸88×88 | 個 | 1 | |
| 31 | 電秒表 | 417B 開孔尺寸90×45 | 個 | 1 | |
| 32 | 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) | LW8-10 4檔 0/UAB/UBC/UAC | 個 | 5 | |
| 33 | 電流互感器 | 一次穿心5:5 | 個 | 57 | |
| 34 | 琺瑯管電阻 | 50歐姆300W | 個 | 20 | |
| 35 | 觸摸屏 | 7吋昆侖通態(tài) | 個 | 1 | 含下載線、PLC通訊線 |
| 36 | 無功功率補(bǔ)償儀 | 開孔尺寸113×113 4路 | 個 | 1 | |
| 37 | PLC | CPU114-1BD20-0X24 | 套 | 1 | 含編程電纜 |
| 38 | PLC擴(kuò)展模塊 | 30DI 9DO | 臺 | 1 | |
| 39 | 三相調(diào)壓器 | 3KW | 個 | 1 | |
| 40 | 三相干式變壓器 | 3KW | 個 | 1 | |
| 41 | 變頻器 | D720 0.4KW | 1 | ||
| 42 | 勵磁電源 | 0-30V | 套 | 1 | |
| 43 | 三相異步電機(jī) | 臺 | 1 | ||
| 44 | 三相同步發(fā)電機(jī) | 臺 | 1 | ||
| 45 | 直流開關(guān)電源 | DC220V 2A | 個 | 1 | |
| 46 | 微機(jī)保護(hù) | 備自投、線路、電動機(jī)、變壓器微機(jī)保護(hù) | 臺 | 各1 | |
| 47 | 接線柱 | 安全性 | 個 | 若干 |
