工厂供电技术实训装置

工厂供电技术实训装置

在大专院校与职业院校供配电技术专业实验教学领域，工厂供电技术实训装置凭借卓越性能，深度契合教学大纲要求，已然成为供配电技术教学的得力助手。该装置以丰富实训项目为依托，全面覆盖典型工厂供电一次系统以及二次回路的仪表、保护、控制等关键领域，并有机融合供配电系统前沿技术。学子通过系统教学实训，可熟练掌握供配电系统电气主接线、工厂供电系统的正常停送电操作以及异常工况下的倒闸操作，对二次仪表回路、线路保护、电动机保护、功率因数补偿、备自投等内容了然于心。值得一提的是，该实训装置还能完美融合《工厂电器设备》《供配电技术》《工厂供电》《可编程控制技术》《配电自动化》《微机保护技术》《电力系统继电保护》等多部经典教材精髓，是电力、电气类各专业相关课程教学实验的坚实后盾，更是电力科研院科研项目硬件开发平台以及国家电网部门技术人员上岗培训平台。

一、装置技术性能、指标及配备

1. 基本参数 ：输入电源为三相五线～380V±10% 50Hz±2%，整机容量控制在≤6kVA，配备 RS-485 和以太网两种通讯接口，采用标准 MODBUS 通讯协议，确保数据传输的高效与精准。

2. 人身及设备安全保护 ：屏体框架精选电力柜标准钢型材，结构稳固；设备外壳全金属材质并可靠接地；电源进线装配 30mA 动作漏电保护开关，为使用者的人身安全筑牢防线；全封闭式实训导线的设计，有效降低触电风险。

3. 设备组成 ：该实训装置巧妙模拟中型工厂供配电系统，涵盖 35kV、10kV 两个不同电压等级的一次系统主接线。系统规划两路 35kV 进线，一路正常供电，另一路作为备用，借助备自投自动切换；35kV 母线出线分为两路分支，一路输送至其他分厂，一路经总降变降压为 10kV 母线进线电源 1，供本地使用。此外，额外配置一路电源作为 10kV 母线进线电源 2，进线电源 1 和进线电源 2 互为暗备用，为 10kVⅠ段母线和 10kVⅡ段母线供电，同样可通过备自投自动切换。为保障一次线路供电可靠性，装配微机备自投装置与微机线路保护装置；针对高压电动机稳定运行，配置高压电动机保护装置；为提升用电质量，无功补偿装置必不可少；而 10 寸人机界面、PLC 控制器、智能电量监测仪的配备，则实现了对有载变压器分接头状态采集及开关控制，达成自动化控制目标。

4. 一次部分 ：系统由一次部分、二次部分、监控部分和接口部分协同构建。一次部分囊括一次供配电线路、隔离开关和断路器、变压器以及各类负荷。一次供配电线路由 35kV、10kV 两个不同电压等级构成，线路阻抗以电抗器模拟。隔离开关和断路器及变压器方面，采用两卷变压器模拟总降变压器，具备载调压功能，线路上的断路器和隔离开关优选现场实物或外形接近产品，助力学生精准掌握电气投切操作。负荷部分则分为高压电动机负荷和至 1# - 3# 车间变电站负荷，高压电动机采用 1.5kW 三相交流异步电动机模拟，设置多种启动方式，车间变电站负荷利用感性负载、阻性负载和风机模拟，风机兼具散热功能。

5. 二次部分 ：自动装置、仪表信号单元和转换单元构成二次部分主体。自动装置包含微机线路保护装置、微机电动机保护装置、无功补偿装置和微机备自投装置；仪表信号单元涵盖模拟仪表、光字牌、指示灯、云平台系统模块；转换单元则为各状态量的切换开关。

• 微机线路保护装置 ：选用工业级主流产品，适配 110kV 以下电压等级非直接接地系统或小电阻接地系统中的进线线路，集保护、测量及操作控制于一体。其额定数据、功率消耗、过载能力、保护误差、温度影响等技术参数均达到行业领先水准，同时配备 RS485 网络通讯接口，具备语音播报、无线数据通讯、蓝牙数据功能，还能自主读取外围电力仪表数据。

• 微机电动机保护装置 ：适用于 35kV 及以下电压等级经消弧线圈接地或不接地系统中的电动机保护测控，支持集中组屏或开关柜就地安装，与变配电综合自动化系统全面适配。

• 微机备自投装置 ：适配 110kV 及以下电压等级的进线开关等，具备母线互备、进线互备以及自适应三种方式，集成母联电流保护、测控功能、辅助功能于一身，同样配备先进通讯接口与数据处理功能。

• 微机无功补偿装置 ：可自动追踪电网功率因数并控制电容器组投切，具备手动和自动投切功能，实现分相补偿，延长电容器使用寿命，降低电能损耗与电压损失。

• 模拟表 ：选用国标 6L2 型模拟表，直观显示各电压等级电压。

• 短路故障设置模块 ：软硬件协同，可灵活设置多种线路故障及电动机故障，短路时间与短路电流连续可调。

6. 监控部分 ：由触摸屏、PLC 控制器、智能电量监测仪组成，实现对变压器分接头状态采集、开关控制以及供配电系统多项电参数的就地监测与遥测。

• 触摸屏 ：10 寸 TFT 液晶屏搭配 ARM 结构 CPU 主板，具备多种接口，操作流畅、显示清晰。

• 智能电量监测仪 ：测量精度高，涵盖电流、母线电压、输出精度、频率、功率等多项电参数监测，通讯分辨率不大于 1ms。

• PLC ：选用西门子 PLC 作为远动控制器，精准采集隔离开关、断路器位置信号并执行遥控命令，构建高效供配电系统监控网络。

7. 接口部分 ：总线接口采用 RS - 485 有线串行通信接口，以太网接口用于数据远方上传，满足系统升级扩展需求。

8. 供电系统创新物联网应用云平台模块 ：运用物联网技术，实现数据云系统上传、手机 app 数据查询、历史数据查询、数据分析统计、新浪微博报警、微信反向控制等功能，为数据掌握与分析提供强大工具。

9. 供电系统创新并离网逆变器模块 ：工业级 1KW 并离网逆变器模块，具备新能源并离网逆变器系统实验实训装置专利证书，多种保护功能完备，双 CPU 控制，OLED 液晶显示，开放部分核心源代码，助力深入研究并网原理。

10. 工厂供电无线智能管理系统 ：采用分布式智能管理型无线 AP 与 WIFI 技术，配备 15 寸彩色中文触控屏无线系统管理器，集成无线实验电源管理系统、无线考核系统、无线多功能数据采集分析控制系统，实现对学生实验台电源的精准管控、考核流程的全面覆盖以及多种电参数的虚拟测量与趋势记录，大幅提升实训教学的智能化与便捷性。

二、实训项目

1. 工厂供电电气接线图的认知 ：涵盖实训台电气主接线模拟图以及电气主接线图的认知，帮助学生构建基础电气知识框架。

2. 工厂变配电室值班技能培训 ：包括互感器接线方法、变压器有载调压、工厂供电倒闸操作、供配电系统多功能智能仪表使用与参数设置，全方位提升学生实践操作能力。

3. 工厂供电线路的微机继电保护 ：从模拟系统正常、最大、最小运行方式到模拟系统短路，再到各类保护操作，深度剖析微机继电保护原理与应用。

4. 高压电动机的继电保护 ：涉及变频器参数整定、开环调速实训、电动机启动方式、微机电动机保护装置参数整定以及多种保护操作，强化学生对高压电动机保护的理解。

5. 工厂供电系统的自动装置实训 ：备投投入条件测试、进线备投与母联备投实训、无功补偿装置认知与自动补偿实训，让学生熟练掌握自动装置的运行机制。

6. 供电系统云平台实验 ：开展遥测、遥控、遥信实验，数据云系统上传、手机 app 数据查询、历史数据查询、数据分析统计、新浪微博报警、微信反向控制与监控，以及 labview 监控系统实验，使学生紧跟智能电网发展潮流，掌握前沿技术应用。