變電站仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1仿真范圍

1.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)仿真模擬

模擬變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括正常時(shí)的顯示和操作現(xiàn)象。模擬做到監(jiān)控機(jī)和測控柜畫面布置與現(xiàn)場一致；監(jiān)控機(jī)和測控柜顯示點(diǎn)與現(xiàn)場一致；監(jiān)控機(jī)、測控柜操作點(diǎn)、操作步驟與現(xiàn)場一致；監(jiān)控機(jī)上運(yùn)行人員必需的告警信息與現(xiàn)場一致。

1.2變電站繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置仿真模擬

模擬變電站微機(jī)保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的操作、顯示、動(dòng)作邏輯，以及裝置發(fā)生故障后對(duì)系統(tǒng)的影響。實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的仿真與實(shí)際系統(tǒng)一致，由測量、邏輯和動(dòng)作三個(gè)環(huán)節(jié)組成，能正確模擬保護(hù)的啟動(dòng)特性、復(fù)歸特性和時(shí)間特性。繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的顯示點(diǎn)、操作點(diǎn)與實(shí)際設(shè)備一致，能夠正確反映設(shè)備的可操作元件(例如:壓板、盤后空開、重合閘把手)變位后對(duì)系統(tǒng)的影響；能夠正確反映CT、PT斷線對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響。保護(hù)屏液晶事件報(bào)告與現(xiàn)場一致，故或異常狀態(tài)下，繼電保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，與實(shí)際一致。

1.3其他仿真模擬

模擬變電站內(nèi)設(shè)備的五防閉鎖邏輯以及倒閘操作流程。能夠自然反映學(xué)員正常操作或者誤操作引起的響應(yīng)，防誤邏輯正確；模擬低壓交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)正常操作、參數(shù)指示、故障；模擬戶外配電裝置設(shè)備操作、狀態(tài)及參數(shù)指示、故障。

2仿真系統(tǒng)硬件構(gòu)成

仿真系統(tǒng)硬件主要是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、音響。硬件構(gòu)成如圖1所示，其中：

(1)計(jì)算機(jī)2～3臺(tái)（建議），部分計(jì)算機(jī)可由多個(gè)功能集成，采用畫面切換方式。主要用來運(yùn)行教練員臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、保護(hù)小室和就地系統(tǒng)。

(2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1套，為保證仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

(3)音響系統(tǒng)1套，模擬主控室報(bào)警、事故等音響效果。

3軟件系統(tǒng)

(1)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件。所有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)都采用中文操作系統(tǒng)WindowXP專業(yè)版，是計(jì)算機(jī)自帶的操作系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)供應(yīng)商提供。

(2)仿真開發(fā)支撐系統(tǒng)。仿真支撐軟件是衡量仿真系統(tǒng)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，一個(gè)先進(jìn)的仿真支撐軟件除了提供模型開發(fā)手段外，還應(yīng)對(duì)整個(gè)仿真系統(tǒng)的資源進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)。該系統(tǒng)開發(fā)了完全建立在Windows平臺(tái)上的仿真支撐軟件，它是本仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的控制、管理中樞，集仿真管理、仿真開發(fā)、仿真培訓(xùn)功能于一體。

(3)教練員臺(tái)。設(shè)置豐富的培訓(xùn)管理功能，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)過程的組織、管理、控制，人機(jī)界面友好，易于使用。

(4)電氣模型軟件。模型軟件是為了仿真電網(wǎng)和變電站的物理過程而開發(fā)的軟件，具體分為：電力系統(tǒng)分析計(jì)算軟件、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置仿真軟件、測控模型軟件、所用電模型軟件。

(5)保護(hù)屏軟件。保護(hù)屏軟件以虛擬盤的形式再現(xiàn)變電站保護(hù)小室的微機(jī)保護(hù)裝置、測控裝置，模擬裝置上操作元件、液晶事件報(bào)告。

(6)監(jiān)控軟件。監(jiān)控軟件模擬變電站主控室內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)機(jī)上的所有顯示和操作：開關(guān)、刀閘的操作及狀態(tài)顯示，電氣參數(shù)的顯示，母線電壓棒圖，簡報(bào)信息，光字牌報(bào)警等。

(7)五防軟件。五防軟件模擬主控室中的五防機(jī)，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場實(shí)際一致的倒閘操作流程。

(8)就地系統(tǒng)軟件。模擬戶外配電裝置，實(shí)現(xiàn)戶外設(shè)備的就地操作、檢查。

4系統(tǒng)功能

變電仿真系統(tǒng)通過一對(duì)一的全仿真，應(yīng)具備以下功能。

(1)監(jiān)視功能：具備現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的各種監(jiān)視畫面，可監(jiān)視變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各電氣量、事件告警信息、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信息。

(2)設(shè)備操作：模擬變電站可操作設(shè)備的操作，包括分、合斷路器，分、合隔離開關(guān)，設(shè)備停運(yùn)、投入等各種實(shí)際情況，操作過程和結(jié)果在監(jiān)控系統(tǒng)和微機(jī)保護(hù)裝置上實(shí)時(shí)正確反映。對(duì)于違反現(xiàn)場規(guī)程的誤操作，例如：帶負(fù)荷拉合刀閘、帶地刀合開關(guān)、帶電合地刀等，仿真系統(tǒng)自然產(chǎn)生相應(yīng)的后果。

(3)異常仿真：模擬電網(wǎng)異常、設(shè)備異常發(fā)生后，支持學(xué)員進(jìn)行處理、隔離異常設(shè)備，恢復(fù)電網(wǎng)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

(4)故障仿真：模擬電網(wǎng)事故、設(shè)備事故發(fā)生后，發(fā)生電網(wǎng)潮流變化和繼電保護(hù)連鎖動(dòng)作，支持學(xué)員進(jìn)行處理、切除或隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)送電，將事故的影響降到最低。仿真系統(tǒng)具備完整的故障類型，可任意設(shè)置簡單或一二次組合故障。故障發(fā)生后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)應(yīng)與實(shí)際基本一致。

(5)實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)功能：模擬變電站運(yùn)行或故障狀況對(duì)電網(wǎng)的影響，使得運(yùn)行人員掌握基本運(yùn)行操作，規(guī)范流程，了解事故發(fā)生的現(xiàn)象、原因、變化過程，總結(jié)積累事故處理的經(jīng)驗(yàn)，可作為日常培訓(xùn)和學(xué)習(xí)之用。

作者：劉世安 胡俊華 李顯鵬 單位：國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司