船用自动化电站模拟试验装置技术参数Word文档格式.docx
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在满足模拟实船工况、实操演练功能的同时,本系统同时要求能作为测试平台,对多结构
电网及电网的多种运行状态进行模拟。
可实现对船舶电站能量管理、协调控制、电能质量等相关
技术的研究。
1.2
采购货物范围
1.3
系统要求功能
◆
船舶电站工况模拟
船舶电站操作演练
船舶电站测试研究平台
电站故障模拟
电力系统监测
1.4
组成要求
船用自动化电站模拟试验装置系统组成:
电力系统单元、电站控制单元、数据采集单元和试
验管理单元。
1.4.1
电力系统要求
1)采用市电电源接入控制台中,用变频器控制异步交流电机驱动同步交流发电机向中压配电板
供电。
同时提供岸电电源及可调负载控制电源。
2)
中压配电板电源接通后用降压变压器向低压配电板供电。
3)低压配电板既可以由降压变压器供电,也可以由岸电供电;
两台变压器及岸电电源之间互
锁,
4)
低压配电板负载要求:
a)常规负载,电阻+电抗,并分组,自由组合;
b)可调负载,能根
据需要调节负载大小。
1.4.2电站控制单元
电站控制单元功能:
♦功率管理控制和标准功能,可视化功能。
♦能满足船级社对发电机以及断路器的控制和监测要求。
♦对中低压主配电板、主发电机提供保护监视功能以及配电系统的可视化功能
♦对汇流排与发电机的电压和频率等参数进行独立监测。
1.4.3数据采集单元
能针对发电机组、中压配电板、低压配电板、常规负载柜及可调负载装置进行数据采集,
并将采集到的数据进行转发、存储。
1.4.4
试验管理单元
基于船用中压电力模拟试验管理软件,能实现中压电力模拟试验装置的状态监测,试验数
据保存分析,要求有故障模拟试验功能。
1.5系统性能说明
1.5.1稳定性
系统硬件构架及软件设备选用均采用船用标准。
1.5.2易操作性
层次化架构设计,各分界面功能性按键清晰且指向性明确。
1.5.3可扩展性、开放性
预留设备连接及扩展接口,方便后期使用维护。
二、船用自动化电站模拟实验装置控制台技术要求
2.1
概述
台体要求采用2.5冷轧钢板定制并喷塑,尺寸结构满足IEC
规范及符合人体工程要求。
防护等
级为IP22,
板前维护。
2.2
外形结构
设计钢琴台。
台体成型后外型尺寸根据实验室门尺寸设计,方便吊装;
台前、台后开门,
设备名称
推荐厂家
塑壳断路器
施耐德,西门子,
ABB,等
微型断路器
若干
交流接触器
交流变频器
6
中间继电器
7
插座
8
熔断器
9
开关电源
10
工控机
11
监控显示器
12
鼠标、键盘
13
网络交换机
14
发电机显示仪表
15
发电机控制板
16
可调负载控制器
前
门采用铰链安装对开门,后门采用下插式门。
台体前、后门板设散热孔,两侧设散热风扇。
2.3
结构材质
♦台体加工采用2.5mm
冷轧钢板,局部设加强筋。
♦底座采用8#槽钢。
♦
铭牌采用船用安装标准
2.4
功能说明
1)
供配电功能:
接入市电电源,并将其分配至各个用电设备。
2)发电机本地控制:
设有变频器及发电机控制板,能实现发电机的启动、停止、调速、调压
等控制。
3)
可调负载控制功能:
可调负载控制器集成安装于台内,操作人员可通过该控制器控制可
调负载大小。
4)试验管理及故障设置功能:
台内设有一台安装有试验控制软件的工控机,能实时显示当前
试验设备状态及发布各种控制命令,设置故障及试验内容等。
2.6
控制台配置
三、船用自动化电站模拟试验管理软件技术要求
3.1
采用fameview组态软件及C#开发,
Windows
7、Windows8
操作平台,32
位组态监控平台软
件。
3.2软件功能说明
3.2.1人机界面功能
♦电站各系统主要信息要求在工作站上显示。
屏幕的布置与各系统对应。
屏幕显示采用分层
结构,单个系统或设备与其他系统之间能够切换。
♦所有图形应在每个工作站的终端上显示
♦工作站的控制软件应规定不同操作人员的操作授权级别
♦所有显示和控制对象采用标准图形
3.2.2
报警
事件将在信息系统中进行收集和归档,事件记录通过信息形式按时间顺序显示。
报警信息在显示屏上进行显示,每个信息包含下列内容:
♦事件的日期/时间(日/月/年,小时/分/秒/微秒)格林威治时间。
♦事件的日期/时间(日/月/年,小时/分/秒/微秒)本地时间。
♦区域。
♦信息类型(报警、警报,工作站信息)。
♦信息状态(正发生、过去、确认…)。
♦测量点编号。
3.2.3
信息确认
信息确认在概览区(树状图)、处理区、弹出窗口或信息系统中完成。
确认信号发送给自动化系统,表明在何处进行的确认。
再通过自动化系统将新消息发送给所
有工作站服务器,并在服务器上存储、相应显示器上显示。
3.2.4信息归档
所有信息归档存储在工作站服务器的硬盘上。
信息管理采取循环归档方式并指定信息归档数
量旧信息被新信息自动替代。
3.2.5
声光报警
报警、警报和处理信息触发声音报警(蜂鸣器)并灯光闪烁
在进行声音报警的同时提供下属信息屏:
♦新报警表(所有未确认的信息)。
♦旧报警表(当前已经确认的信息)。
♦操作员信息。
♦闭锁的信息。
在所有信息屏上可通过滤功能选择需显示的信息,选择和过滤分类包括:
文本,部分文本,日
期,消息级别,消息形式。
3.2.6电网状态显示功能
电网状态显示应简洁明了、层次清晰。
3.2.7电站系统故障设置
♦教师应能在软件上设置若干接地故障,通过硬件反馈后由学员进行处理;
♦教师应能设置机组相关故障、电网异常等故障,模拟出加/减机组、分级卸载、机组过载保护
等;
♦教师应能设置自动工况下的相关故障(如:
机组自起失败动、机组自动并车失败);
教师应能模拟各种机、电引起的跳闸故障。
3.2.8
软件自身容错性
常规情况下,软件进行异常管理,当异常发生后,将对该进行提示或报警处理。
当程序接
收数据时进行判断是否异常,并作异常处理;
当数据存储到数据库时进行异常判断,确保数据库正
常。
如遇数据处理软件出错或者当系统损坏,能够对其故障进行处理,快速恢复正常工作。
如遇计算机监控软件出错或者当系统损坏,能通过GHOST软件还原操作,快速恢复正常工
作。
四、采集控制系统技术要求
4.1
对发电机组、中压配电板、低压配电板、常规负载柜及可调负载装置等设备进行数据的采集,
4.2
采集发电机组电能信息,包括电压、电流,并车状态、发电机工作状态;
采集配电板开关的电能信息,包括交流开关的电压、电流、频率、功率因素、视在功率,
开
关状态;
采集可调负载电能信息,包括开关的电压、电流、开关状态;
采集负载控制柜开关的信息,包括开关状态;
配电板开关的远程遥控;
电量信号采用霍尔传感器采集;
交流配电板预留电流、电压互感器信号、开关状态、开关控制接口。
4.4
主要设备选型
所有设备及元器件应符合船用标准
4.5
测试系统软件
系统软件设计以工业控制计算机为核心,能实时测试和数据库管理,实时测试包括人机界面、
信号采集和输出控制。
数据库包括测试数据的管理、记录、查询和报表打印。
要求用户界面图形化、
直观、明了。
五、模拟电站发电机组技术要求
5.1
模拟电站发电机组由低压变频器驱动低压异步电动机,电动机通过机械联轴与同步发电机相
连,发电机组实际输出电压为690Vac
,用于仿真中压系统(数据仿真为6600Vac)。
系统可通过
调节变频器输出频率,实现对中压发电机组的调速和有功功率分配;
通过调节发电机的AVR
,实
现对发电机组的调压和无功功率分配。
5.2
技术参数
发电机主要技术参数
变频电动机主要技术参数
额定功率
5kW
7.5kW
额定电压
690V
380V
额定电流
5.3A
14.3A
额定频率
50Hz
额定功率因数
0.8(滞后)
额定转速
1445r/min
工作方式
连续
调速范围
90~110%
相数与接法
三相三线制
调压方式
AVR
自动调压
绝缘等级
H
级
防护等级
IP22
电压调整范围
95-105%
1500r/min
稳态调压率
≤±
3.5%
瞬态调压率
≤+20%
稳定时间
≤1.5s
电压波动率
2%
2kW
400V
3.6A
模拟应急发电机组技术参数如下表:
模拟中压发电机组技术参数如下表:
六、模拟应急发电机组技术要求
6.1
模拟低压应急发电机组由低压变频器驱动低压异步电动机,电动机通过机械联轴与同步发电机
相连,发电机组实际输出电压为
400Vac,用于仿真低压应急发电机系统。
系统可通过调节变频器输出频率,实现对应急发电机组的调速和有功功率分配;
通过调节发电
机的
AVR,实现对发电机组的调压和无功功率分配。
6.2
七、中压配电板技术要求
7.1基本要求
中压配电板采用标准船用配电柜,为自立式安装形式,配电板的前面板上配备扶手,配置断路
器、电站功率管理系统(PMS)、综保装置、显示仪表等。
中压配电板的外部电缆接线位置布置在
配电板的后面,板后需预留维修接线空间。
中压配电板屏数为6
屏,从左至右排列:
♦1#主电力变压器屏
屏
♦1#主发电机屏
♦2#主发电机屏
♦联络开关屏
♦3#主发电机屏
♦2#主电力变压器屏
7.2
配电柜柜体分四小室:
母线室、断路器室、电缆室和低压室,柜内部各隔室间分隔合理,柜
内的各个可移动部件传动平稳可靠,位置准确,机械传动效率高,配电柜的机械联锁满足“五防”要
求。
配电柜应方便使用和维护。
♦进线方向:
底部进线
♦防护等级:
前部/顶部
IP22
内部底部,自下
IP00
♦颜色:
电子灰
♦扶手:
前面板
♦每个面板开门闭锁装置
♦顶部吊钩
♦全部接地连接
7.3
材质及尺寸
♦柜体加工采用2.0mm
尺寸按船用标准。
7.4
中压配电板的主要具有以下几项功能:
♦机组过电流、短路、接地故障保护、逆功、过/欠电压、过/欠频率、故障停机等保护;
♦发电机控制模式:
手动-半自动-全自动;
♦发电机稳频/稳压、启动、停机、并车、解列;
♦并联机组的有功、无功负荷分配;
机组故障处理;
机组、电网监测显示报警;
系统运行动态显示;
报警历史查询及远程通信。
7.5功率管理系统
中压配电板内部集成功率管理系统,能在独立的电网中控制和管理发电设备。
能够在所有
操作状态中不中断供电,提供足够的电能。
电站控制单元应包括网络的保护和电功率的集成。
7.5.1
系统要求
♦模块化的设计以及各自独立运行的电站控制单元与保护系统。
♦独立的多功能控制保护设备分别对各台发电机提供保护
♦方便地在系统的操作面板上修改系统的所有参数
♦采用现场层数据通讯
7.5.2
发电机的控制和保护功能
电站控制单元对发电机提供以下控制和保护功能:
1)过载监测;
2)过压/低压监测;
3)过频/
低频监测;
4)短路保护;
5)过流保护;
6)逆功率保护;
7)母排接地;
8)差动保护;
9)发电机
与母排的自动同步并车;
10)发电机与母排的自动解列;
11)负荷管理(重载和轻载逻辑检测)。
7.5.3
功率管理功能
♦根据出现的故障启动发电机
♦根据出现的故障延时停止发电机
♦根据出现的故障紧急停止发电机
断电自动启动(备用发电机自动启动并自动同步、合闸到主母排上)
♦根据负载的功率自动启动或停止发电机
♦在恒频模式下对负载进行有功功率、无功功率的分配
♦非重要负载分组脱扣自动卸载
♦重载启动问询
♦连续对系统的故障进行自诊断
通过主配电板的前门板可执行以下手动操作:
♦选择手动模式/半自动模式/自动模式
♦选择备用发电机的顺序
♦机组的启动和停车
♦发电机及母联断路器的合闸和分闸
♦在自动模式下抑制发电机根据电网功率的自动停机功能
7.5.4
电站功率管理系统的基本操作模式
中压降压变压器主要技术参数
低压降压变压器主要技术参数
额定容量
15kVA
2kVA
690Vac/400Vac
400Vac/230Vac
连接方式
Y(690V)
/∆(400V)
Y(400V)
/∆(230V)
型式
干式
F
2
基本模式有手动工作模式,半自动工作模式和全自动工作模式。
7.5.4.1手动工作模式
♦模拟发电机组的启动和停止可以在本地控制箱或主配电板上操作。
手动工作模式不通过功率
管理系统执行,由独立的控制单元实现。
7.5.4.2半自动工作模式
♦在半自动工作模式下,发电机启动后将空载运行,不会立刻投入与母排自动同步运行。
只有
在操作人员给出合闸指令后,空载运行的发电机才会投入与母排进行自动同步且合闸的运行。
同样,
只有在操作人员给出分闸指令后,运行在母排上的发电机才会投入自动卸载且分闸的运行。
如果只
有一台发电机在母排上运行,该发电机的断路器可以被直接分闸,而不需要首先卸载。
在半自动模
式下,电站功率管理系统的自动化功能将全部被封锁。
但在所有的操作模式下,发电机的保护功能
均起作用。
7.5.4.3
全自动工作模式
♦在全自动工作模式下,发电机将被自动启动或停止。
发电机启动后将自动投入同步和合闸运
行。
在发出停止指令后,发电机将投入自动卸载、分闸和停机运行程序。
♦在全自动工作模式下,电站功率管理系统的所有自动化功能将发挥作用。
八、降压变压器技术要求
8.1基本要求
船用自动化电站模拟试验装置配置四台降压变压器,其中两台用于中压配电板降压,将中压配电
板输出的690Vac
转换为400Vac
;
另外两台用于低压配电板降压,将低压配电板输出的400Vac
转
换
为230Vac
,变压器均为铜芯,不得用铝芯变压器。
8.2技术参数降压变压器技术参
数下:
九、低压配电板技术要求
备
注
变压器主断路器
塑壳式,带电操机构,标准船用设备
交流电压表
测量变压器线电压,船用仪表
交流电流表
测量变压器相电流,船用仪表
绝缘监测仪
测量
380V
电网对地绝缘,船用仪表
转换开关
电流、电压测量转换,船用转换开关
每屏都配备负载断路器、指示仪表和其他控制单元,以下为其中一套的配置:
9.1
低压配电板采用船用标准配电柜,自立式安装形式,配电板的前面板上将配备扶手,配电板将
配备板前照明灯具。
所有接线排将提供永久接线编号。
配电板将配备合适的仪表如:
功率表、电流
表、电压表和频率表。
低压配电板屏数为
5
屏,从左至右排列如下:
1#变压器及
AC380V
负载屏
隔离及
AC220V
2#变压器及
应急发电机控制屏
组合启动屏
9.2
配电板采用船用标准低压配电柜结构。
9.3
9.4
低压配电板的主要具有以下几项功能:
负载供电
岸电联锁
应急发电机控制
电机的磁力控制
紧急卸载的控制部分
9.6
低压配电板的采购范围
低压配电板由以下各屏组成:
变压器及
汇流排隔离开关
HZ910-63A
测量照明变压器线电压,船用仪表
测量照明变压器相电流,船用仪表
220V
按钮指示灯
合闸、分闸、风油遥切等
负载断路器
其他
继电器、熔断器、变压器等
应急发电机主开关
塑壳式,带电操机构
测量应急发电机线电压,船用仪表
测量应急发电机相电流,船用仪表
交流功率表
测量应急发电机功率,船用仪表
合闸、分闸等
合闸、分闸,
塑壳式,船用
低压配电板集成四类典型的电机磁力控制方式:
常规磁力启动;
正反转磁力启动;
星三角磁力启动;
正反转星三角磁力启动
配置短路保护断路器;
启动器应按列安装并进行隔离,在屏内形成隔间;
每个启动单元的控制
电源电压为交流
220V,取自启动器内部的控制变压器。
根据不同的功能要求,典型的启动器至少但不仅限于包含下列元器件:
序号设备名称备
注数量
断路器
根据容量选择塑壳断路器或者马达保护开关
接触器
根据电机容量选择
热继电器
电流表
F72,电机功率大于
10kW
时设置
电流互感器
电机功率大于
计时器
控制变压器
400V/230V
电源指示灯
白色
启动按钮
绿色
停止按钮
红色
手/自动转换开关
需要时设置
控制熔断器
控制继电器
端子排
舱底总用泵
11kW,星三角启动,
消防总用泵
7.5kW,直接启动,
舱底压载泵
4kW,直接启动
燃油输送泵
1.5kW,直接启动,带分励脱扣,带自动启动
1#机舱风机
4kW,直接启动,正反转,分励脱扣
2#机舱风机
11kW,星三角启动,正反转,分励脱扣
分油机
5kW,直接启动,
空压机
磁力启动器列表如下:
十、常规负载柜技术要求
10.1
常规负载柜用于低压配电板组合磁力启动单元,根据每个启动单元大小单独设置负载单元,保
证负载功率因数为
0.8,每套交流负载由电阻加电感组合构成。
10.2
结构
常规负载柜采用的金属构架焊接而成的框架结构,配备钢制前门板、后门板和侧封板。
配电板
为全封闭式结构、落地式安装。
配电板的背部靠壁安装,板前电缆接线和维修工作。
配电板采用标
准的电气元器件和机械部件,满足电气强度和机械强度的要求。
配电板的连锁机构、挡板和其它结
构部件能够有效地防止人员接触到带电的部分。
负载组合
1.5
kW,功率因数
0.8
4kW,功率因数
7.5kW,功率因数
11kW,功率因数
◆
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- 自动化 电站 模拟 试验装置 技术参数