Главная/Учебное оборудование/Промышленная автоматика/СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД

«СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

(Производство: БК-Студия: Страна производства: Российская Федерация)

Назначение:

Лабораторный стенд «Системы электроснабжения промышленных предприятий» предназначен для проведения лабораторных и практических работ по разделам: «Установившиеся режимы работы электрооборудования», «Переходные процессы», «Релейная защита и автоматика» в высших и средних специальных учебных заведениях, профессиональнотехнических училищах, учебных центрах повышения квалификации.

Стенд позволяет изучить режимы работы электрооборудования при симметричных и несимметричных нагрузках, исследовать влияние нагрузки на режим работы электрооборудования и потери электрической энергии в системе электроснабжения, исследовать показатели качества электрической энергии, исследовать электромагнитные процессы при симметричных и несимметричных коротких замыканиях, исследовать факторы, влияющие на величины токов коротких замыканий и способы их снижения, изучить принципы действия и расчета уставок типовых устройств релейной защиты и автоматики, исследовать поведение двигательной нагрузки при работе устройств релейной защиты и автоматики.

Общие технические требования:

Электропитание от трехфазной сети переменного тока с номинальным линейным напряжением 380В, частотой 50 Гц.
Стенд должен иметь модульную конструкцию с размерами всех модулей не менее 248х200 мм и не более 450х200 мм с возможностью установки модулей в произвольном порядке.
Лицевые панели всех модулей должны быть окрашены порошковой полимерной краской.
На лицевых панелях всех модулей методом шелкографии должны быть нанесены мнемосхемы основных функциональных элементов.
Стенд должен быть укомплектован специализированным лабораторным столом, включающим металлический каркас для крепления модулей, каркас должен быть окрашен порошковой полимерной краской.
Конструкция оборудования должна исключать непосредственный доступ к электрическим цепям высокого напряжения, другим опасным для человека воздействиям, исключать возможность попадания теплового, ультрафиолетового и лазерного излучения на кожу и в глаза человека.
Стенд должен предусматривать использование только встроенных приборов для проведения всех необходимых измерений по лабораторным работам.
Использование программного обеспечения Delta-Profi или эквивалентного, которое должно иметь следующие функции:

осциллографирование периодических сигналов с частотой выборки сигналов до 200 кГц;
регистрация изменения мгновенных сигналов во времени с частотой выборки сигналов до

200 кГц и длительностью не менее 5 мин;

автоматизация проведения экспериментов;
автоматическое снятие функциональных зависимостей;
отображение интерактивных функциональных схем выполнения экспериментов

(мнемосхем) с индикацией сигналов и управлением системой;

реализация функций устройств релейной защиты и автоматики;
измерение показателей качества электрической энергии;
исследование характеристик реле (реле-томограф);
моделирование электроэнергетических объектов управления в реальном времени.

Стенд должен обеспечивать возможность подключения защитного заземления.
Поставляемые товары должны быть обеспечены технической, эксплуатационной и сервисной документацией на русском языке.

Состав стенда:

Модуль питания стенда.
Модуль трехфазной сети – 2 шт.
Модуль силового трансформатора – 2 шт.
Модуль конденсаторной батареи.
Модуль линейного реактора.
Модуль активной нагрузки – 2 шт.
Модуль двигательной нагрузки.
Модуль вводного выключателя – 2 шт.
Модуль секционного выключателя.
Модуль выключателя кабельной ЛЭП – 2 шт.
Модуль короткозамыкателя.
Модуль ввода-вывода с интерфейсом USB 2.0.
Электромашинный агрегат.
Персональный компьютер.
Программное обеспечение.
Лабораторная стойка.
Компьютерный стол.
Комплект соединительных проводов и силовых кабелей.
Техническое описание стенда.
Методические указания к выполнению лабораторных работ.

Технические характеристики стенда:

Электропитание от трехфазной сети с линейным напряжением 380 В

Частота питающего напряжения 50-60 Гц

Потребляемая мощность, не более 1000 ВА

Габаритные размеры (ШхВхГ), не более 1530x2050x650 мм

Масса, не более 250 кг

Диапазон рабочих температур +10…35°С

Максимальная относительная влажность 80%

Минимальный перечень лабораторных работ, выполнение которых должно обеспечиваться на лабораторном стенде:

Исследование режимов работы электрооборудования при симметричной нагрузке
Исследование режимов работы электрооборудования при несимметричной нагрузке
Исследование процессов при прямом пуске двигательной нагрузки
Исследование влияния нагрузки на потери электрической энергии в системе электроснабжения
Исследование влияния характера нагрузки на режим работы электрооборудования
Исследование режима компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторной батареи
Исследование влияния параметров и схемы включения конденсаторной батареи на режим работы электрооборудования
Исследование утяжеленного режима работы силового трансформатора
Исследование показателей качества электрической энергии
Электромагнитные переходные процессы при симметричных коротких замыканиях в системе электроснабжения
Электромагнитные переходные процессы при несимметричных коротких замыканиях в системе электроснабжения
Исследование факторов, влияющих на величины токов короткого замыкания в системе электроснабжения
Ограничение токов короткого замыкания с помощью линейного реактора
Исследование работы двигательной нагрузки при кратковременном исчезновении напряжения в цикле работы релейной защиты и автоматики
Токовая отсечка секционного выключателя
Максимальная токовая защита вводного выключателя
Максимальная токовая защита с пуском по напряжению
Дифференциальная защита силового трансформатора
Токовая защита силового трансформатора (токовая отсечка, максимальная токовая защита, защита от перегрузки)
Дифференциальная защита сборных шин
Логическая защита сборных шин
Автоматическое повторное включение линии электропередачи
Автоматическое повторное включение сборных шин
Автоматическое включение резерва секционного выключателя

Требования к элементам стенда:

Модуль питания стенда

Модуль предназначен для обеспечения питания стенда от трехфазной четырехпроводной сети переменного тока с номинальным линейным напряжением 380В, защиты стенда от токов короткого замыкания, подачи силовых и низковольтных напряжений питания на другие модули стенда.

Модуль должен содержать: трехфазный автоматический выключатель c номинальным напряжением не менее 380В и номинальным током не менее 10А; вторичный источник напряжения питания низковольтных цепей модулей с номинальным входным напряжением не менее 220В, номинальным входным током не менее 1А, вторичными выходными напряжениями: +5В, +12В, -12В с максимально допустимыми токами нагрузки не менее 3А на выходе +5В, не менее 2А на выходе +12В и не менее 0,3А на выходе -12В.

На лицевой части модуля должна быть предусмотрена светодиодная индикация подачи трехфазного силового напряжения, а также низковольтных напряжений питания +5В, +12В и – 12В. Модуль должен обеспечивать контроль и подачу низковольтных напряжений с лицевой панели (должны быть выведены соответствующие клеммы напряжений и общего провода).

На тыльной стороне модуля должны быть расположены: разъем для подключения модуля к трехфазной четырехпроводной сети; разъемы для подачи трехфазного напряжения питания на другие модули стенда, количество разъемов не менее 3; разъемы для подачи однофазного напряжения питания 220B на другие модули стенда, количество разъемов не менее 3; разъемы для подачи низковольтного напряжения питания +5В, +12В, -12В на другие модули стенда, количество разъемов не менее 8.

Модуль трехфазной сети

Модуль предназначен для имитации шин практически бесконечной мощности. На лицевой панели модуля должны быть расположены выходные клеммы напряжений фаз А, В и С трехфазной сети, напряжение на которые должно подаваться через трехфазный контактор с двухканальным ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Переключение ручного и автоматического режима управления должно осуществляться тумблером, расположенным на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление должно осуществляться через универсальный разъем, расположенный на лицевой панели модуля. Модуль должен содержать трехфазный контактор с номинальным напряжением не менее 380В и номинальным током не менее 9А. Модуль должен содержать трехфазный линейный реактор с индуктивностью не менее 0,48Гн на фазу, предназначенный для ограничения токов короткого замыкания. Модуль должен обеспечивать длительное питание нагрузки с током не менее 0,8А.

Модуль силового трансформатора

Модуль предназначен для моделирования трехфазного силового трансформатора исследуемой схемы электроснабжения. Для этого, модуль должен содержать не менее 3 однофазных трансформаторов с номинальным напряжением первичной обмотки 380В и номинальным напряжением вторичной обмотки 220В. Схема соединения обмоток «звездазвезда». Номинальная мощность каждого трансформатора должна быть не менее 100 ВА.

Модуль конденсаторной батареи

Модуль предназначен для компенсации реактивной мощности на сборных шинах потребителей. Модуль должен обеспечивать дискретное изменение мощности конденсаторной батареи не менее чем на 8 различных положений со значениями 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 Вар. Модуль должен обеспечивать возможность включения конденсаторной батареи по схемам: «звезда», «треугольник». Номинальное линейное напряжение не менее 220В.

Модуль линейного реактора

Модуль предназначен для увеличения индуктивного сопротивления исследуемой цепи. Модуль должен содержать не менее 3 нерегулируемых индуктивных элемента, с индуктивностью не менее 0,16Гн и номинальным током не менее 0,8А.

Модуль активной нагрузки

Модуль предназначен для имитации трехфазной симметричной и несимметричной группы потребителей активной мощности. Модуль должен содержать не менее 3 моделей однофазных потребителей активной мощности с суммарной мощностью 35-40 Вт и номинальным напряжением 220В. Включение каждого потребителя должно осуществляется через однофазный автоматический выключатель с номинальным током не менее 10А. Модуль должен обеспечивать возможность создания симметричного и несимметричного короткого замыкания на шинах питания потребителей. Подача напряжения питания на сборные шины потребителей должна осуществляется через трехфазный автоматический выключатель с номинальным током не менее 10А, номинальным напряжением не менее 380В.

Модуль двигательной нагрузки

Модуль предназначен для подключения статорной обмотки электромашинного агрегата к сборным шинам низкого напряжения через трехфазный выключатель с ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Номинальный ток выключателя не менее 0,8А, номинальное линейное напряжение не менее 380В. Управление выключателем должно осуществляться в ручном режиме с помощью кнопок «Вкл.», «Откл.», расположенных на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление должно осуществляется через сигналы дискретного управления модуля ввода-вывода. Выбор режима управления выключателем должен осуществляться с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля. На лицевой панели модуля должна присутствовать светодиодная индикация состояния выключателя, а также предусмотрена передача дискретного сигнала о состоянии выключателя в персональный компьютер через модуль ввода-вывода. На лицевой панели модуля должны быть предусмотрены клеммы для подключения измерительных трансформаторов тока модуля вводавывода.

Модуль вводного выключателя

Модуль предназначен для подачи напряжения на сборные шины исследуемой схемы электроснабжения. Для этого, модуль должен содержать модель трехфазного выключателя с ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Управление выключателем должно осуществляться в ручном режиме с помощью кнопок «Вкл.», «Откл.», расположенных на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление должно осуществляться через сигналы дискретного управления модуля ввода-вывода. Выбор режима управления выключателем должен осуществляться с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля. Номинальный ток выключателя не менее 0,8А, номинальное линейное напряжение не менее 380В. На лицевой панели модуля должна присутствовать светодиодная индикация состояния выключателя, а также предусмотрена передача дискретного сигнала о состоянии выключателя в персональный компьютер через модуль ввода-вывода. Модуль должен содержать цифровой измерительный прибор, обеспечивающий пофазное измерение токов и напряжений, активной и реактивной мощности. Переключение режимов работы измерительного прибора должно осуществляться с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля.

Модуль секционного выключателя

Модуль предназначен для подачи питания потребителей одной системы сборных шин от другой системы сборных шин низкого напряжения. Для этого, модуль должен содержать модель трехфазного выключателя с ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Управление выключателем должно осуществляться в ручном режиме с помощью кнопок «Вкл.», «Откл.», расположенных на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление должно осуществляться через сигналы дискретного управления модуля вводавывода. Выбор режима управления выключателем должен осуществляться с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля. Номинальный ток выключателя не менее 0,8А, номинальное линейное напряжение не менее 380В. На лицевой панели модуля должна присутствовать светодиодная индикация состояния выключателя, а также предусмотрена передача дискретного сигнала о состоянии выключателя в персональный компьютер через модуль ввода-вывода. На лицевой панели модуля должны быть предусмотрены клеммы для подключения измерительных трансформаторов тока модуля ввода-вывода.

Модуль выключателя кабельной ЛЭП

Модуль предназначен для подачи трехфазного напряжения питания на сборные шины потребителей активной мощности. Для этого, модуль должен содержать модель трехфазного выключателя с ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Управление выключателем должно осуществляться в ручном режиме с помощью кнопок «Вкл.», «Откл.», расположенных на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление должно осуществляться через сигналы дискретного управления модуля ввода-вывода. Выбор режима управления выключателем должен осуществляться с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели модуля. Номинальный ток выключателя не менее 0,8А, номинальное линейное напряжение не менее 380В. На лицевой панели модуля должна присутствовать светодиодная индикация состояния выключателя, а также предусмотрена передача дискретного сигнала о состоянии выключателя в персональный компьютер через модуль ввода-вывода. На лицевой панели модуля должны быть предусмотрены клеммы для подключения измерительных трансформаторов тока модуля ввода-вывода.

Модуль короткозамыкателя

Модуль предназначен для выбора вида симметричного или несимметричного короткого замыкания в трехфазных электрических цепях. Модуль должен содержать не менее 7 однофазных автоматических выключателей с номинальным током не более 10А и номинальным напряжением не менее 220В. Выбор вида короткого замыкания должен обеспечиваться включением соответствующих автоматических выключателей. На лицевой панели модуля должна присутствовать мнемосхема подключения автоматических выключателей.

Модуль ввода-вывода с платой ввода-вывода

Модуль ввода-вывода предназначен для ввода и вывода аналоговых и дискретных сигналов в персональный компьютер через датчики тока и напряжения и плату аналогового ввода-вывода с целью осциллографирования, регистрации, обработки и отображения аналоговых сигналов в режиме реального времени. Модуль должен обеспечивать измерение постоянных и переменных сигналов тока и напряжения. Модуль должен содержать не менее 4 силовых входа по току, не менее 3 силовых входа по напряжению, не менее 8 каналов дискретного управления. Диапазон входных сигналов по току не менее 0…2А, диапазон входных сигналов по напряжению не менее 0..500В. Каналы дискретного управления должны быть выполнены в виде унифицированных разъемов, расположенных на тыльной стороне модуля.

Модуль ввода-вывода должен содержать не менее 3 датчиков напряжения на основе эффекта Холла и не менее 4 датчиков тока также на эффекте Холла. Датчики модуля вводавывода позволяют получить маломощные напряжения, пропорциональные значениям входных силовых токов и напряжений. Датчики должны обеспечивать потенциальное разделение силовых цепей и цепей управления. Датчики модуля ввода-вывода должны работать на постоянном и переменном токе. Электрическая прочность изоляции датчиков, не менее 2,5 кВ. Диапазон входных сигналов по току, не менее -2…0…+2 А. Диапазон входных сигналов по напряжению, не менее -500…0…+500 В. Диапазон выходных сигналов, не менее -5…0…+5В. Частотный диапазон работы, не менее 0…50Гц.

Модуль ввода-вывода должен содержать плату ввода-вывода, которая обеспечивает вводвывод и обработку аналоговой и цифровой информации в персональных компьютерах. Подключение платы к персональному компьютеру должно осуществляется с помощью кабеля USB. Характеристики АЦП: количество каналов, не менее 8; разрядность, не менее 12 бит; время преобразования, не более 10 мкс; максимальная частота преобразования (на 1 канал), не менее 100 кГц; диапазон входных сигналов 10 В. Характеристики ЦАП: количество каналов, не менее 2; разрядность, не менее 8; максимальная частота преобразования (на 1 канал), не менее 25 кГц; время установления, не более 8 мкс; выходной диапазон 10 В. Характеристики ШИМ: количество каналов, не менее 6; разрядность, не менее 10 бит; максимальная частота преобразования (на 1 канал), более 20 кГц, выходной диапазон 0..5 В. Характеристики дискретных сигналов: входной порт, не менее 8 бит КМОП, серия НСТ; выходной порт, не менее 16 бит КМОП, серия НСТ; напряжение низкого уровня, не более 0,4 В; напряжение высокого уровня, не менее 2,4 В.

Электромашинный агрегат

Электромашинный агрегат должен представлять собой соединенные на одном валу асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и маховик. Характеристики электродвигателя: номинальная мощность, не менее, 370 Вт; номинальное напряжение питания обмотки статора, не менее 380В; номинальная частота вращения, не более, 1340 об/мин; номинальный ток фазы статора, не более, 1,1А; cos , не более 0,75.

Персональный компьютер

Предназначен для измерения и визуализации сигналов, управления отдельными элементами стенда, автоматизации проведения экспериментов с помощью специализированного программного обеспечения. Характеристики: количество ядер не менее 2; частота работы процессора 3300-3500 МГц; емкость диска не менее 128 Гб; емкость оперативной памяти не менее 4 Гб; диагональ экрана, не менее 21,5 дюйма; клавиатура USB; мышь USB.

Программное обеспечение (flash-диск)

Программное обеспечение должно быть предназначено для управления стендом и проведения лабораторных работ. Программное обеспечение должно выполнять следующие функции: осциллографирование периодических сигналов с максимальной частотой выборки сигналов не менее 200 кГц; регистрация изменения мгновенных сигналов во времени с максимальной частотой выборки сигналов не менее 200 кГц и длительностью не менее 5 мин; автоматизация проведения экспериментов; автоматическое снятие функциональных зависимостей; отображение интерактивных функциональных схем выполнения экспериментов (мнемосхем) с индикацией сигналов и управлением системой; реализация функций устройств релейной защиты и автоматики; измерение показателей качества электрической энергии; исследование характеристик реле; моделирование электроэнергетических объектов управления в реальном времени. Программное обеспечение должно быть зарегистрировано в Едином реестре российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

Лабораторная стойка

Предназначена для размещения модулей стенда и размещения электромашинного агрегата. Стойка должна включать металлический каркас, покрытый порошковой краской и обеспечивающий крепление не менее 18 модулей стенда. Габаритные размеры (ШхВхГ), не более: 870х2050х650 мм.

Компьютерный стол

Стол предназначен для размещения персонального компьютера и должен содержать металлический каркас, покрытый порошковой краской. Столешница должна быть выполнена из ЛДСП/МДФ. Габаритные размеры стола (ШхВхГ), не более: 660х750х650 мм.

Комплект соединительных проводов и силовых кабелей

Предназначен для подключения стенда к питающей сети, выполнения межблочных соединений и сборки исследуемых цепей при выполнении лабораторных работ.

Комплект должен включать:

кабель подачи трехфазного напряжения питания стенда (1 шт.), количество проводников, не менее: 4, номинальный ток, не менее: 16А, номинальное напряжение, не менее 380В, длина, не менее: 3 м;
соединительный кабель подачи трехфазного напряжения питания модулей стенда, кол-во, не менее 7 шт., количество проводников, не менее: 4, номинальный ток, не менее: 16А, номинальное напряжение, не менее 380В, длина, не менее: 0,5 м;
соединительный кабель подачи однофазного напряжения питания модулей стенда, колво, не менее 7 шт., количество проводников, не менее: 3, номинальный ток, не менее: 16А, номинальное напряжение, не менее 220В, длина, не менее: 1,8 м;
удлинитель с розетками на 220В, кол-во, не менее 1 шт., количество проводников, не менее: 3, номинальный ток, не менее: 16А, номинальное напряжение, не менее 220В, длина, не менее: 1,8 м;
соединительный кабель подачи низковольтного напряжения питания модулей стенда, колво, не менее 10 шт., количество проводников, не менее: 4, длина, не менее: 1,8 м;
информационный кабель для подключения к персональному компьютеру, кол-во, не менее 1 шт., длина, не менее: 1,8 м, интерфейс передачи данных – последовательный, пропускная способность, не менее 480 Мбит/с;
соединительный провод с защищенными контактами длиной, не менее 0,25 м, кол-во, не менее 30 шт.;
соединительный провод с защищенными контактами длиной, не менее 1 м, кол-во, не менее 20 шт.;
соединительный провод с защищенными контактами длиной, не менее 2 м, кол-во, не

менее 8 шт.

Техническое описание стенда

Должно содержать основные технические характеристики стенда в целом и его составных элементов, порядок подключения и работы со стендом.

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Должны содержать описание и схемы лабораторных испытаний, последовательность действий при выполнении испытаний, расчетные формулы, таблицы, рекомендации по обработке результатов.