220KV变电站仿真系统技术方案

1．概述 (2)

1．1仿真对象 (2)

1．2变电站仿真培训系统定义 (2)

1．3仿真范围 (2)

1．4仿真内容 (2)

2．变电站仿真系统功能及要求 (3)

2．1基本要求 (3)

2．2变电站仿真培训系统的主要功能 (3)

2．3变电站仿真培训系统的模块设计 (6)

3．变电站仿真系统软件组成 (6)

4．售后培训 (7)

5．软件应该遵守的标准 (7)1．概述

随着电力工业的迅速发展和电力市场的逐步规范，电力系统对电网运行的稳定性、安全性和经济性提出了更高的要求。而电力系统运行和管理人员的素质是保证电网安全稳定运行的重要因素，所以如何培训电力系统运行人员的技术素质也是电力系统的重要课题。

电力生产的连续性、重要性和停电对生产造成的直接危害和社会影响，一般来说，不可能停止设备运行或人为制造事故现象来培训值班人员。也就是说，现有的培训方法，学员得不到实时的、真实性的培训。

采用仿真机技术这样的高科技手段实现对电力系统运行和管理人员进行常规运行和反事故培训，以不断提高运行人员操作技能，是一个非常便捷、快速、高效的解决方案。近年来电力系统培训用仿真机在电网、火电机组、尤其是变电站运行等领域得到了越来越广泛的应用。2006年国家相继出台了《变电站仿真机技术规范DL/T1023－2006》、《火电机组仿真机技术规范》和《水电仿真机技术规范》，电力系统仿真技术日趋成熟和完善，也正说明电力系统仿真的必要性！

1．1仿真对象

220/110/10kV综合自动化变电站。

1．2变电站仿真培训系统定义

变电站仿真培训系统：变电站仿真采用数字化模型的仿真方案，即一次设备、二次设备、监控系统、保护及测控装置等采用与现场真实物理设备一致的方式建模型。呈现各种正常的运行方式和进行各种正常操作，可设置各种类型故障进行反事故演习，进行针对异常和故障的操作。

1．3仿真范围

变电站内所有一、二次设备及自动化系统全面仿真。

1．4仿真内容

1．设备结构分解仿真及介绍。

2．一次结线仿真。

3．二次结线、监控系统、保护及测控装置。

4．能进行各种常规操作

5．可进行各种事故的处理演练；

6．实时反映变电站各种正常运行、异常现象和事故状态。

2．变电站仿真系统功能及要求

变电站仿真以培训变电站运行人员为主，通过对于站内一次设备、二次设备以及关联电网的描述，模拟了变电站的工作环境。运行人员可以针对自己的工作内容对虚拟站内设备进行各种操作、观察，可以达到对厂站内设备熟悉、对规程加深理解以及达到快速培养人员的过程。培训变电站运行人员正确熟练地掌握变电站的巡视、操作，提高正确判断、排除各种异常和故障的能力等。并通过各种故障判断和分析的反复培训，提高对变电站运行的综合操作、控制和反事故能力。

对220/110/10kV综合自动化变电站进行详细仿真。

2．1基本要求

1．要求软件运行稳定，维护方便；

2．仿真场景和设备与实际情况一致；

3．自动记载仿真操作过程；

4．对电脑配置要求低，软件容量小，运行速度快，操作系统Windows2000以上；

5．全中文界面提示；

6．提供软件免费升级和技术支持；

7．适合不同水平变电运行人员的培训与考核；

2．2变电站仿真培训系统的主要功能

一．日常操作、监视培训功能

（1）监视培训

1）各运行方式中开关控制把手的切/合位置（代表开关位置的红、绿指示灯的亮、灭、闪）。

2）与设备运行方式的状态相联的各种仪表指示，如电流、电压、频率、有功、无功、变压器温度、分头位置、直流电压及电流，正负极对地绝缘电阻等。

3）保护有关的压板、切换连片、表计、指示灯、信号继电器信号等。

（2）操作培训

1）包括综合自动化系统及设备区操作画面中全部一次设备及保护、站用电、直流系统等设备的各种操作、相关信号、报文、告警信息的实时变化；

2）保护、自动装置压板的投切，保护定值调整，测量回路切换等。

3）正常操作:通过综合自动化系统和设备区操作画面完成所有的停送电等正常倒闸操作等项目，包括遥控操作、倒闸操作、分头调节、运行监视等正常操作等（含室内、外一、二次设备操作及检查）。以提高实际操作技能和操作效率。

4）误操作:在解除“五防闭锁”系统状态下，运行人员可能发生误操作（如：误拉合开关、带负荷误拉合隔离刀闸、带地线合闸、带电挂地线或合接地刀闸，误入带电间隔等），均将引发相应的事故现象，保护将按不同的地点、保护状态、开关状态动作切除事故。

5）可以对变电站运行人员停送电等各种违章操作和误操作情况进行模拟，加深对违章操作和误操作所造成的严重后果的认识，从思想上提高安全意识。

二．事故处理训练

事故的仿真分两种情况，一种是设置的事故，如：线路故障、母线故障、变压器故障等；另一种是误操作事故，这种故障在模型中自然引发。另外还可通过组合故障的设置（如线路故障＋开关拒动）造成保护越级动作，来扩大事故范围。利用设置事故可进行各种反事故演习培训，提高学员对事故处理的能力。

教员在教员台设置故障，学员通过对仿真监控系统报文和监测数据的分析，提高及时判断电气设备出现各种故障的类型和范围的能力，便于及时进行故障查找和设备的恢复工作。

三．巡视系统功能

按规程所规定的项目和巡视周期的规定,利用虚拟现实系统进行一、二次设备的巡视,对设备运行的正常、异常、缺陷进行判别和处理。

按照现场制定的运行规程对站内外设备和回路进行巡视，包括巡视所用的所有专用工具。采用多媒体手段展现变电站所有设备，包括变电站正常、异常、事故工况下的现象和声音等现场所有场景，在时间、空间上极其逼真地仿真设备的正常与异常状态，达到身临其境的效果。如变压器、电抗器的油温、油位、油色、吸潮颜色、高低压引线接头是否发热、冷却系统运行情况，电容器的外壳有无变形，熔丝、接头、套管是否完好，瓷瓶的破碎与闪络等，并可对现场设备进行相应操作和处理。

四．教练员台功能

通过教练员台可以起动或停止变电站仿真机系统。装模型/装初始工况，在运行模型之前，先装入模型文件和相应的初始工况。

联盘操作，教练员可随时接通或中断仿真模型与综合自动化系统、设备区界面的通讯联系，通常分为联盘运行和脱盘运行两种情况，若需联盘运行，则运行模型前先按“联盘”。

运行、冻结模型，模型被装入后，从当前选定的初始工况下启动模型运行。此时，显示画面上及各类控制盘上的所有动态参数都将定时刷新，直到模型被冻结。冻结是暂停仿真模型的运行，保持当前所有状态，解冻后模型从冻结点继续运行。

抽点转贮，抽点转贮(也称快照)是在模型运行过程中自动定时地将运行状态存入转储文件中，以备回退或重演时调用。转存的时间间隔任选、个数不限，同时教练员可随时手动进行快速转储操作。

初始工况选择，为了培训方便，仿真机通常内置若干初始工况供教练员培训时选择。并为用户提供足够的存贮空间，用户可以根据自己的需要存贮初始运行工况，初始工况可存50个。

缺陷、故障设置/清除，故障仿真是任何仿真机系统都不可缺少的重要内容，本仿真机中的故障内容根据需要可随时增减。教练员可从故障菜单中设置各种故障，并可选择故障触发时间、故障程度、故障类型、故障距离（故障距离从0到100%随意选点）。对于同一种故障，在不同的运行方式下或选择不同的故障距离，继电保护的动作行为有可能不同，这与实际情况完全相符。

复合故障，故障设置菜单中可以一次选择多个不同的故障，构成复合故障或按时间序列触发的故障项目，从而形成复杂的故障现象。故障设置启动后，系统按照设定的时间间隔、顺序依次自动投入各个故障项目。

五．学员机功能：

在对学员的培训当中，可以进行分组培训，首先将设备设置为不同的工作组，可以根据实际情况，灵活划分，然后指定一台机器为教练员机，安装相应软件即可。这样各组可进行相互的培训。提供的仿真系统应采用客户机/服务器结构，主机、监控用计算机和输入/输出控制机之间都通过以太网传递信息。各部分的功能都相对，每一部分都可以根据需要任意进行扩展，而且扩展后不影响其它部分的性能。也可扩充图形终端微机，用户数不限。软件可扩充任务数，可一机多模，任意扩充模型。

六．仿真培训方式

●讲课、演示模式：

教练员可以通过教练员台控制任一台微机（如投影仪控制机），结合仿真培训各系统进行讲解和演示。

●单机训练模式：

一台单微机可形成一个的培训环境。

●联机训练模式：

两台或两台以上微机可以通过局域网络连接为一个系统，由多人在一个站中完成仿真培训任务。教练员机仍可与该系统连接，指导和监控每台机的仿真培训。

●考核功能：

系统具有考核功能，能够自动记载、保存和打印操作步骤，便于提高学员的运行水平。

2．3变电站仿真培训系统的模块设计

（1）变电站主接线方式

仿真变电所主接线是仿真对象的主体，主接线方式应按照典型220kv变电站进行设计，并可根据培训要求作适当的修改和调整。

（2）综自系统

仿真对象采用目前我局正在运行的主流综合自动化系统，具有完整的综合自动化功能。（3）继电保护配置

仿真典型220kV变电站全套继电保护装置。

（4）微机五防系统

220kV变电站微机五防系统也是仿真对象之一，本方案中应有相应的五防闭锁提示窗口弹出。

3．变电站仿真系统软件组成

软件部分主要包括：

●计算机系统软件

●仿真支撑软件

●模型软件

●变电站仿真软件

●教练员台功能软件

●学员站功能软件

●诊断测试软件

●五防仿真软件

●综自系统测控软件

●仿真机通讯软件4．售后培训

为了保证买方人员更加深入地掌握、维护和进一步完善仿真培训系统，将对买方人员进行严格、深入的技术培训，保证相关技术人员不但熟练掌握和使用仿真培训系统，还应达到根据实际变电站的变化进而对仿真培训系统进行完善、升级、改造，对远程培训系统、培训评价考核系统等进行不断完善和充实的能力。

5．软件应该遵守的标准

仿真系统严格遵守中华人民共和国发展和改革委员会制定的标准《变电站仿真机技术规范DL/T1023-2006》。