變電仿真培訓系統的應用及開發方向探討

王明儒

摘 要：變電仿真培訓系統是全過程、高性能、全范圍的培訓仿真裝置，能夠使接受培訓的運行人員正確熟練地掌握變電所主變、母線、線路、保護裝置的投停、倒換及調整等正常操作，提高他們準確分析、判斷、處理各種事故的能力。

關鍵詞：變電仿真；培訓系統；開發方向

中圖分類號：TM743 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0166-01

隨著我國電力系統的迅速發展，使得運行操作越來越復雜，而對電網安全運行的要求也越來越高，為了確保電網安全穩定地運行，要求變電運行人員具有較高的技術水平和事故處理能力。由于電力系統的特殊性，電力系統的事故、異常是不能在現場運行設備上預演的，所以變電運行人員在實際運行的系統中進行培訓，以此來提高操作技能和事故處理能力是絕對不可能的。變電仿真培訓系統是全過程、高性能、全范圍的培訓仿真裝置，能夠使接受培訓的運行人員正確熟練地掌握變電所主變、母線、線路、保護裝置的投停、倒換及調整等正常操作，提高他們準確分析、判斷、處理各種事故的能力。

1 變電仿真培訓系統的分類及特點

變電仿真培訓系統可分為硬仿真系統和軟仿真系統。硬仿真系統是指采用硬件裝置模擬變電站的各種運行設備，包括一次設備、二次設備、交直流系統及控制盤、表計等。開關跳閘、保護動作及異常等信號邏輯關聯是用二次線來實現的，設備操作的把手、按鈕、壓板、空氣開關都是真實設備，系統建設較復雜，適應性差，改動困難。軟仿真系統是指用計算機軟件來模擬變電站的全部一、二次設備及監控自動化系統，硬件由主站服務器、教練員工作站、學員工作站及一些網絡通信設備組成。軟仿真系統的設備控制及邏輯關聯都是由軟件實現，修改容易，適應性好，易于拷貝、移植，并且占用空間小、工程造價低、運行費用低、維護工作量小，缺點是直觀性較差、現場感不夠強。從主接線形式來看，本仿真變電站的主接線綜合了全省各個電壓等級變電站的主接線方式[1]。一次設備采用三維立體動畫進行仿真，設備外觀、瓷套、引線、油位、表計、指示、標識等都清晰可見，具有較高的逼真度。主變、母線、線路所配備繼電保護及自動裝置、中央信號、光字牌系統、儀表測量系統、所用電及直流系統等均按目前國內標準，大型典型變電站設計。繼電器面板配置的正常運行信號、事故連鎖信號齊全，并能實時反應。

2 變電仿真培訓系統的應用

2.1 倒閘操作培訓

倒閘操作是學員日常工作內容之一，學員能否正確進行倒閘操作將直接影響著電網的安全運行，操作中稍有差錯便可能導致設備損壞、人身傷亡或局部甚至大面積停電，所以本變電仿真培訓系統采取技術措施防止電氣誤操作事故，做到“五防”：即防止帶負載分、合隔離開關；防止帶電掛（合）地線；防止帶接地線合斷路器；防止誤入帶電間隔；防止誤分、合斷路器。通過對線路、母線、主變等電氣設備的倒閘操作，可以使學員學會如何規范地填寫操作票，熟練地掌握倒閘操作的正確步驟，熟悉倒閘操作過程中各種儀表的變化，信號燈的指示等。在倒閘操作過程中，如果出現誤操作，與實際變電站一樣，會發出相應的燈光及音響，同時可以在相應的屏上看到因誤操作所引起的事故現象及保護動作情況，這就加深了學員對誤操作所引起的嚴重后果的感性認識。

2.2 事故處理培訓

處理電氣事故時應遵循的基本原則是：迅速限制事故的發展，消除事故的根源，并解除對人身及設備安全的威脅。用一切可能的辦法保持設備繼續運行，對重要用戶應保證不停電，對已停電的用戶應盡快恢復供電。調整系統運行方式使供電恢復正常。在仿真變電站進行事故處理培訓，就是在教練員計算機上設置各種運行方式下的各類故障，并在仿真變電站中的控制屏、中央信號屏、繼電保護屏及多媒體計算機上迅速反應。學員根據事故現象、各種信號等進行綜合分析、判斷，以確定事故的類型、范圍，快速、果斷地處理事故，并在規定的時間內寫出事故報告。通過事故處理培訓，有助于提高學員分析及處理事故的能力，從而保證電網安全穩定運行[2]。

3 開發方向探討

3.1 設備巡視

目前投入使用的變電仿真培訓系統在設備巡視上的常規方法只有兩種：一種是采用講解的方式，由教員告訴學員要巡視的內容，但不能了解學員真實掌握情況，互動性差；另一種是采用交互的方式，其中所設置的異常是固定的，它只能針對性地設置一些異常，不能適應培訓的全面要求。因此有必要開發實用性和互動性強的設備巡視功能，可以包括設備巡視的自動演示講解系統、自動出題系統、巡視記錄系統等。

3.2 主接線形式、設備類型及保護配置

單一仿真變電站的主接線形式、設備類型與保護配置不可能與所有培訓單位的要求相同?；诖朔N情況，變電運行仿真培訓系統的開發特別要注重“插件化”。因此，可以把主接線、一次設備和保護做成“插件”庫，根據培訓對象的需要和其所在變電站的設備狀況，選一些“插件”來裝配，能起到更好的培訓作用，解決系統適應性的問題。

4 結語

變電培訓仿真系統能提高培訓效率、縮短培訓周期、降低培訓成本、見效快、效果好，作為一種新型的培訓方式，其經濟效益和社會效益是顯而易見的，具有廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]張全元.電力行業仿真培訓教材[M].中國電力出版社，2011.

[2]東蔚.220kV變電運行與仿真培訓教程[M].中國電力出版社，2014.