什么是建筑供配电技术实训装置?
它是一个高度仿真、安全可控、功能齐全的“微缩版”或“模块化”的建筑供配电系统,它将真实建筑中从高压引入到末端用电的整个供配电过程,浓缩在一个实训台上,让学生可以在安全的环境下进行操作、接线、调试、测量和维护,从而将理论知识与实际操作紧密结合。

核心功能与特点
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高度仿真性
- 真实场景还原:装置通常按照典型民用建筑(如高层住宅、写字楼、商场)的供配电系统进行设计,包含高压进线、变配电所、低压配电柜、楼层配电箱、末端用电设备等环节。
- 元器件真实:使用与工业现场相同的或按比例缩小的真实元器件,如断路器、接触器、继电器、互感器、电表、变压器、母线槽等,让学生熟悉真实设备的操作和外观。
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绝对安全性
- 安全隔离:通常采用隔离变压器将实训装置与市电电网完全隔离,防止学生操作失误导致高压电反串到电网,造成人身伤害或设备损坏。
- 电压/电流限制:对实训电压和电流进行限制,即使在误操作的情况下,也能将危害降到最低。
- 急停保护:配备醒目的急停按钮,一旦发生紧急情况可立即切断所有电源。
- 漏电保护:内置漏电保护装置,防止触电事故。
- 屏体保护:裸露的带电部分通常安装在绝缘屏体内部,或使用安全插座进行连接,避免直接接触。
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模块化设计
- 功能独立:整个系统被分解成多个独立的功能模块,如“高压进线模块”、“变压器模块”、“低压进线/计量模块”、“电容补偿模块”、“动力配电模块”、“照明配电模块”、“楼层配电模块”等。
- 灵活组合:学生可以根据不同的实训项目,自由选择和组合这些模块,搭建出不同类型的供配电系统方案,如“放射式”、“树干式”或“混合式”接线。
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测量与监控
(图片来源网络,侵删)- 实时数据:在每个关键节点都安装了电压表、电流表、功率因数表、频率表、有功/无功电度表等,学生可以实时观察和记录系统的各项电气参数。
- 信号采集:部分高级装置还配备了PLC(可编程逻辑控制器)或数据采集卡,可以将电压、电流、功率等信号传输到计算机上,进行实时显示、数据记录、波形分析和故障报警。
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故障模拟与诊断
- 预设故障点:这是实训装置最重要的功能之一,在关键线路上设置了大量的故障开关,可以模拟各种常见的电气故障,
- 短路故障(相间短路、相对地短路)
- 断路故障(相线断开、零线断开)
- 接地故障
- 设备故障(如断路器未跳闸、接触器不吸合)
- 故障排查训练:教师可以随机设置一个或多个故障,要求学生使用万用表、兆欧表等工具,按照规范的排查流程,一步步找到故障点并进行分析和排除,这极大地锻炼了学生的问题解决能力和应急处理能力。
- 预设故障点:这是实训装置最重要的功能之一,在关键线路上设置了大量的故障开关,可以模拟各种常见的电气故障,
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可扩展性与先进性
- 与智能建筑结合:现代的实训装置可以与楼宇自动化系统对接,学生不仅能学习传统的强电,还能学习如何通过DDC(直接数字控制器)或BA系统对供配电设备进行远程监控、数据采集和节能控制。
- 继电保护调试:可以模拟和调试过流、速断、零序等继电保护装置的定值,理解其工作原理。
- 新能源接入:部分高端型号还集成了光伏发电、储能系统等模块,用于研究分布式能源在建筑供配电系统中的应用。
主要构成部分(典型配置)
一个完整的建筑供配电技术实训装置通常包括以下几个部分:
| 模块名称 | 主要功能与元器件 | |
|---|---|---|
| 电源与控制模块 | 提供总电源开关、启停按钮、急停按钮、电压/电流指示、安全隔离变压器。 | 系统上电、断电操作,安全规范学习。 |
| 高压模拟系统 | 模拟高压进线柜,包含高压隔离开关、高压断路器(模拟)、高压PT/CT、高压带电显示等。 | 高压操作票制度,高压设备认知。 |
| 变压系统 | 干式电力变压器(通常为小容量安全型),配有温控系统和散热风扇。 | 变比测量,空载/短路实验,温度监控。 |
| 低压进线与计量模块 | 低压主开关框架断路器、智能电力仪表、有功/无功电度表。 | 系统总计量,总电流、电压、功率因数测量。 |
| 功率因数补偿模块 | 电力电容器组、投切接触器、无功功率控制器。 | 功率因数测量与计算,手动/自动投切电容补偿。 |
| 母线与馈线模块 | 铜排母线、多个馈线回路,每个回路包含断路器、接触器、热继电器。 | 一次回路原理图识读,接线训练。 |
| 动力配电模块 | 模拟电梯、水泵、风机等大功率动力设备的供电回路。 | 电机正反转控制,星-三角降压启动(可选)。 |
| 照明配电模块 | 若干照明回路,模拟普通照明、应急照明、事故照明。 | 照明系统设计,回路控制,应急电源切换。 |
| 楼层配电箱模块 | 模拟标准楼层配电箱,包含多个出线开关。 | 末端配电设计,漏电保护器的原理与应用。 |
| 故障模拟与诊断模块 | 分布在各个回路的故障开关。 | 故障设置、排查与排除,使用万用表等工具。 |
| 测量与仪表模块 | 电压表、电流表、功率表、功率因数表等。 | 电路参数测量与数据分析。 |
| 智能监控与PLC模块 | PLC、触摸屏、数据采集模块、上位机监控软件。 | BA系统集成,远程监控,数据记录与分析。 |
主要实训项目
通过这套装置,学生可以完成以下实训项目:

- 基础认知类:认识高低压电气设备,了解其符号、规格和作用。
- 接线与安装类:根据电气原理图,完成从变压器到各配电箱的电缆连接和设备安装。
- 参数测量类:使用万用表、钳形表、兆欧表测量电压、电流、电阻、绝缘电阻等。
- 系统调试类:对整个供配电系统进行通电调试,确保各设备正常工作。
- 故障诊断类:设置常见故障,学习并掌握“问、看、听、闻、测”的排查方法,定位并排除故障。
- 保护与控制类:调试继电保护定值,练习电动机的启停、正反转等控制回路。
- 设计与创新类:给定建筑负荷,进行初步的负荷计算和配电系统方案设计,并在装置上实现。
- 智能管理类:通过PLC或上位机软件,实现对供配电系统的远程监控、数据采集和报表生成。
常见品牌与选购建议
国内知名的生产厂商包括:
- 天煌教仪
- 浙江求是科教
- 天津源峰科技
- 江苏和宏科技
- 以及一些专注于自动化和智能楼宇解决方案的公司。
选购建议:
- 明确教学目标:是侧重于基础的强电接线,还是包含继电保护、BA系统集成等高级内容?这决定了装置的复杂度和配置。
- 考虑预算:从几万元到几十万元不等,根据学校预算和实训室规模选择。
- 注重安全性:务必确认装置是否具备多重安全保护措施,这是第一位的。
- 考察模块化程度:模块化设计有利于扩展和升级,满足不同课程的需求。
- 配套资源:询问厂商是否提供完善的实验指导书、PPT课件、仿真软件等教学资源,这能极大减轻教师备课负担。
- 售后服务:选择有良好口碑和完善售后服务的厂商,确保设备长期稳定运行。
建筑供配电技术实训装置是连接理论与实践的桥梁,它将抽象的电气原理和复杂的系统
