變電站仿真系統設計論文

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1仿真范圍

1.1變電站綜合自動化系統仿真模擬

模擬變電站的綜合自動化系統包括正常時的顯示和操作現象。模擬做到監控機和測控柜畫面布置與現場一致；監控機和測控柜顯示點與現場一致；監控機、測控柜操作點、操作步驟與現場一致；監控機上運行人員必需的告警信息與現場一致。

1.2變電站繼電保護和自動裝置仿真模擬

模擬變電站微機保護裝置和自動裝置的操作、顯示、動作邏輯，以及裝置發生故障后對系統的影響。實現繼電保護和自動裝置的仿真與實際系統一致，由測量、邏輯和動作三個環節組成，能正確模擬保護的啟動特性、復歸特性和時間特性。繼電保護和自動裝置的顯示點、操作點與實際設備一致，能夠正確反映設備的可操作元件(例如:壓板、盤后空開、重合閘把手)變位后對系統的影響；能夠正確反映CT、PT斷線對繼電保護裝置的影響。保護屏液晶事件報告與現場一致，故或異常狀態下，繼電保護動作現象應符合設計要求，與實際一致。

1.3其他仿真模擬

模擬變電站內設備的五防閉鎖邏輯以及倒閘操作流程。能夠自然反映學員正常操作或者誤操作引起的響應，防誤邏輯正確；模擬低壓交流系統和直流系統正常操作、參數指示、故障；模擬戶外配電裝置設備操作、狀態及參數指示、故障。

2仿真系統硬件構成

仿真系統硬件主要是計算機、網絡設備、音響。硬件構成如圖1所示，其中：

(1)計算機2～3臺（建議），部分計算機可由多個功能集成，采用畫面切換方式。主要用來運行教練員臺、監控系統、五防系統、保護小室和就地系統。

(2)網絡設備1套，為保證仿真系統數據傳輸的實時性。

(3)音響系統1套，模擬主控室報警、事故等音響效果。

3軟件系統

(1)計算機操作系統軟件。所有計算機操作系統都采用中文操作系統WindowXP專業版，是計算機自帶的操作系統，由計算機供應商提供。

(2)仿真開發支撐系統。仿真支撐軟件是衡量仿真系統技術水平的重要標志，一個先進的仿真支撐軟件除了提供模型開發手段外，還應對整個仿真系統的資源進行管理和協調。該系統開發了完全建立在Windows平臺上的仿真支撐軟件，它是本仿真培訓系統的控制、管理中樞，集仿真管理、仿真開發、仿真培訓功能于一體。

(3)教練員臺。設置豐富的培訓管理功能，實現培訓過程的組織、管理、控制，人機界面友好，易于使用。

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

(5)保護屏軟件。保護屏軟件以虛擬盤的形式再現變電站保護小室的微機保護裝置、測控裝置，模擬裝置上操作元件、液晶事件報告。

(6)監控軟件。監控軟件模擬變電站主控室內監控后臺機上的所有顯示和操作：開關、刀閘的操作及狀態顯示，電氣參數的顯示，母線電壓棒圖，簡報信息，光字牌報警等。

(7)五防軟件。五防軟件模擬主控室中的五防機，實現與現場實際一致的倒閘操作流程。

(8)就地系統軟件。模擬戶外配電裝置，實現戶外設備的就地操作、檢查。

4系統功能

變電仿真系統通過一對一的全仿真，應具備以下功能。

(1)監視功能：具備現場監控系統的各種監視畫面，可監視變電站設備運行狀態、各電氣量、事件告警信息、繼電保護和自動裝置的動作信息。

(2)設備操作：模擬變電站可操作設備的操作，包括分、合斷路器，分、合隔離開關，設備停運、投入等各種實際情況，操作過程和結果在監控系統和微機保護裝置上實時正確反映。對于違反現場規程的誤操作，例如：帶負荷拉合刀閘、帶地刀合開關、帶電合地刀等，仿真系統自然產生相應的后果。

(3)異常仿真：模擬電網異常、設備異常發生后，支持學員進行處理、隔離異常設備，恢復電網到正常運行狀態。

(4)故障仿真：模擬電網事故、設備事故發生后，發生電網潮流變化和繼電保護連鎖動作，支持學員進行處理、切除或隔離故障點，恢復送電，將事故的影響降到最低。仿真系統具備完整的故障類型，可任意設置簡單或一二次組合故障。故障發生后的動態響應應與實際基本一致。

(5)實現培訓功能：模擬變電站運行或故障狀況對電網的影響，使得運行人員掌握基本運行操作，規范流程，了解事故發生的現象、原因、變化過程，總結積累事故處理的經驗，可作為日常培訓和學習之用。

作者：劉世安 胡俊華 李顯鵬 單位：國網浙江省電力公司檢修分公司