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1、精选优质文档-倾情为你奉上船用自动化电站模拟实验装置技术参数一、船用自动化电站模拟实验装置概述1.1 基本要求船用自动化电站模拟试验装置主要由发电机组、变压器、中压配电板、低压配电板等设备组成，系统设有三台交流发电机组（采用低压交流发电机组模拟实船中压发电机组，实际电压为690Vac ，仪表显示为6.6kVac），一台应急发电机（采用低压交流发电机组模拟实船应急发电机组，电压400V），由三台主发电机为中压电网供电，三台发电机可长时间并联运行。同时设有两台降压变压器，将中压配电板的输出电源降压后输出至低压配电板，由低压配电板对负载供电，两台变压器供电互锁。主电网失电时，应急发电机向应急配电电网
2、供电。系统设一套功率管理系统，可根据设定参数对机组及电网进行管理，包括自动加减机组、重载询问、优先卸载等功能。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 采购货物范围序号名 称型号规格数量1仿真船用发电机组实验系统（模拟中压发电机组 ）5KW3 台模拟应急发电机组2KW1 台2故障模拟单元实验系统船用中压电站模拟试验装置控制台 1 套采集控制系统1 套船用中压电站模拟试验管理软件 1 套3配电板实验系统中压配电板船用标准规格6套低压配电板船用标准规格4套应急
3、配电板船用标准规格1套4岸电箱及附件系统1套5变压器及模拟负载试验系统中压降压变压器15KVA，690V/400V2台低压降压变压器1KVA，400V/230V2台常规负载柜具体见后描述1套可调负载柜具体见后描述1套1.3 系统要求功能u 船舶电站工况模拟u 船舶电站操作演练u 船舶电站测试研究平台u 电站故障模拟u 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
4、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：t功率管理控制和标准功能，可视化功能。t能满足船级社对发电机以及断路器的控制和监测要求。t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t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
5、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
6、寸设计，方便吊装；台前、台后开门，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t台体加工采用2.5mm 冷轧钢板，局部设加强筋。t底座采用8#槽钢。t 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
7、置故障及试验内容等。2.6 控制台配置序号设备名称数量推荐厂家1 塑壳断路器 1 施耐德，西门子，ABB,等2 微型断路器 4 3 微型断路器若干4 交流接触器4 5 交流变频器 3 6 中间继电器若干7 插座 4 8 熔断器若干9 开关电源 1 10 工控机 1 11 监控显示器 1 12 鼠标、键盘 1 13 网络交换机 1 14 发电机显示仪表 3 15 发电机控制板 3 16 可调负载控制器 1 三、船用自动化电站模拟试验管理软件技术要求3.1 基本要求采用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
8、3.2.1人机界面功能t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。t所有图形应在每个工作站的终端上显示t工作站的控制软件应规定不同操作人员的操作授权级别t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：t事件的日期/时间（日/月/年，小时/分/秒/微秒）格林威治时间。t事件的日期/时间（日/月/年，小时/分/秒/微秒）本地时间。t区域。 t信息类型（报警、警报，工作站信息）。t信息状态（正发生、过去
9、、确认）。t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：t新报警表（所有未确认的信息）。t旧报警表（当前已经确认的信息）。t操作员信息。t闭锁的信息。在所有信息屏上可通过滤功能选择需显示
10、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t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；t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；t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）； t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t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
11、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。 t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基本要求对发电机组、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，并将采集到的数据进行转发、存储。4.2功能说明u 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；u 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；u 采集可调负载电能信息，包括开关的电压、电流、开关状态；u 采集负载控制柜开关的
12、信息，包括开关状态；u 配电板开关的远程遥控；u 电量信号采用霍尔传感器采集；u 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u 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 基本要求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6600Va
13、c）。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 技术参数模拟中压发电机组技术参数如下表：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 额定功率7.5kW 额定电压690V 额定电压380V 额定电流5.3A 额定电流14.3A 额定频率50Hz 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 90110% 相数与接法三相三线制工作方式连续调压方式AVR 自动调压相数与接法三相三线制绝缘等级H 级防护等级IP22 电压调整范围95-105%
14、额定转速 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% 六、模拟应急发电机组技术要求6.1 基本要求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 技术参数模拟应急发电机组技术参数如下表：发电机主要技术参数变频电动机主要技术参数额定功率2kW额定功率7.5kW额定电压 400V额定电压 380V额定电流3.6
15、A额定电流14.3A额定频率50Hz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90110%相数与接法三相三线制工作方式连续调压方式AVR自动调压相数与接法三相三线制绝缘等级 H级防护等级IP22电压调整范围95-105%额定转速1500r/min稳态调压率3.5%瞬态调压率+20%稳定时间1.5s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
16、屏数为6 屏，从左至右排列：t1#主电力变压器屏 1 屏t1#主发电机屏 1 屏t2#主发电机屏 1 屏t联络开关屏 1 屏t3#主发电机屏 1 屏t2#主电力变压器屏 1 屏7.2 外形结构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。t进线方向：底部进线t防护等级：前部/顶部 IP22 内部底部，自下 IP00 t颜色：电子灰t扶手：前面板t每个面板开门闭锁装置t顶部吊钩t全部接地连接7.3 材质及尺寸t柜体加工采用2.0mm 冷轧钢板，局部
17、设加强筋。尺寸按船用标准。7.4 功能说明中压配电板的主要具有以下几项功能：t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；t发电机控制模式：手动-半自动-全自动；t发电机稳频/稳压、启动、停机、并车、解列；t并联机组的有功、无功负荷分配；t 机组故障处理；t 机组、电网监测显示报警；t 系统运行动态显示；t 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t模块化的设计以及各自独立运行的电
18、站控制单元与保护系统。t独立的多功能控制保护设备分别对各台发电机提供保护t方便地在系统的操作面板上修改系统的所有参数t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t根据出现的故障启动发电机t根据出现的故障延时停止发电机t根据出现的故障紧急停止发电机t 断电自动启动（备用发电机自动启动并自动同步、合
19、闸到主母排上）t根据负载的功率自动启动或停止发电机t在恒频模式下对负载进行有功功率、无功功率的分配t非重要负载分组脱扣自动卸载t重载启动问询t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：t选择手动模式/半自动模式/自动模式t选择备用发电机的顺序t机组的启动和停车t发电机及母联断路器的合闸和分闸t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t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
20、元实现。7.5.4.2半自动工作模式t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t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
21、指令后，发电机将投入自动卸载、分闸和停机运行程序。t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：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 额定容量2kVA 额定电压690Vac/400Vac 额定电压400Vac/230Vac 额定频
22、率50Hz 额定频率50Hz 连接方式Y（690V）/（400V） 连接方式Y（400V）/（230V） 型式干式型式干式绝缘等级F 绝缘等级F 数量2 台数量2 台九、低压配电板技术要求9.1基本要求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：u 1#变压器及AC380V负载屏 1屏u 隔离及AC220V负载屏 1屏u 2#变压器及AC380V负载屏 1屏u 应急发电机控制屏1屏u 组合启动屏 1屏9.2外形结
23、构配电板采用船用标准低压配电柜结构。t进线方向：底部进线t防护等级：前部/顶部 IP22 内部底部，自下 IP00 t颜色：电子灰t扶手：前面板t每个面板开门闭锁装置t顶部吊钩t全部接地连接9.3材质及尺寸t柜体加工采用2.0mm 冷轧钢板，局部设加强筋。尺寸按船用标准。9.4功能说明低压配电板的主要具有以下几项功能：u 负载供电u 岸电联锁u 应急发电机控制u 电机的磁力控制u 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：u 变压器及AC380V负载屏 2屏 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：序号设备名称备 注数量1变压器主断路器塑
24、壳式，带电操机构，标准船用设备12交流电压表测量变压器线电压，船用仪表13交流电流表测量变压器相电流，船用仪表14绝缘监测仪测量380V电网对地绝缘，船用仪表15转换开关电流、电压测量转换，船用转换开关26按钮指示灯合闸、分闸，47负载断路器塑壳式，船用48其他继电器、熔断器、变压器等若干u 隔离及AC220V负载屏 1屏联络开关屏配备隔离开关、指示仪表和其他控制单元，序号设备名称备 注数量1汇流排隔离开关HZ910-63A12交流电压表测量照明变压器线电压，船用仪表13交流电流表测量照明变压器相电流，船用仪表14绝缘监测仪测量220V电网对地绝缘，船用仪表15转换开关电流、电压测量转换，船用
25、转换开关26按钮指示灯合闸、分闸、风油遥切等若干7负载断路器微型断路器128其他继电器、熔断器、变压器等若干u 应急发电机控制屏1屏应急发电机控制屏配备发电机主开关、指示仪表和控制单元，序号设备名称备 注数量1应急发电机主开关塑壳式，带电操机构12交流电压表测量应急发电机线电压，船用仪表13交流电流表测量应急发电机相电流，船用仪表14交流功率表测量应急发电机功率，船用仪表15转换开关电流、电压测量转换，船用转换开关26按钮指示灯合闸、分闸等若干7其他继电器、熔断器、变压器等若干u 组合启动屏 1屏低压配电板集成四类典型的电机磁力控制方式：1) 常规磁力启动；2) 正反转磁力启动；3) 星三角磁
26、力启动；4) 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1断路器根据容量选择塑壳断路器或者马达保护开关12接触器根据电机容量选择13热继电器根据电机容量选择14电流表F72，电机功率大于10kW时设置15电流互感器电机功率大于10kW时设置16计时器F72，电机功率大于10kW时设置17控制变压器400V/230V18电源指示灯白色19启动按钮绿色110停止按钮红色111手/自动转换开关需要时设置11
27、2控制熔断器1套13控制继电器需要时设置1套14端子排1套磁力启动器列表如下：序号设备名称备 注数量1舱底总用泵11kW，星三角启动， 12消防总用泵7.5kW，直接启动， 13舱底压载泵4kW，直接启动14燃油输送泵1.5kW，直接启动，带分励脱扣，带自动启动151#机舱风机4kW，直接启动，正反转，分励脱扣162#机舱风机11kW，星三角启动，正反转，分励脱扣17分油机5kW，直接启动，8空压机11kW，星三角启动，十、常规负载柜技术要求10.1基本要求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
28、。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。u 进线方向：底部进线u 防护等级：前部/顶部 IP22 内部底部，自下 IP00 u 颜色：电子灰u 开门闭锁装置：每个面板u 吊钩：顶部u 接地连接：全部10.3材质u 柜体加工采用2.0mm冷轧钢板，局部设加强筋。底座采用8#槽钢。10.4常规负载柜配置序号设备名称备 注数量1负载组合1.5 kW，功率因数0.812负载组合4kW，功率因数0.823负载组合7.5kW，功率因数0.814负载组合11kW，功率因数0.82十一、可调负载装置技术要求11.1基本要求可调负载装置用于模拟船舶实际电网负载，模拟负荷部分通过交流变频电力测功机进行恒功率、恒转矩或者特定的转速-转矩曲线进行加载测试。11.2组成要求M1：交流变频器，对推进电机进行起停、调速控制；M2：推进电机，采用三相鼠笼型异步电机；M3：测功机加载电机，与推进电机同轴连接，采用三相鼠笼型异步电机；M4：交流变频器，用于实现对推进电机加载控制。专心-专注-专业