仿真技術(shù)在電力系統中的應用實(shí)例
摘要：自20世紀80年代末至今，我國的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統中，內容自20世紀80年代末至今，我國的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統中，應用較多的培訓仿真系統有電廠(chǎng)仿真、電網(wǎng)運行工況仿真和變電所仿真。一般說(shuō)來(lái)，凡是需要有一個(gè)或一組熟練職員進(jìn)行操縱、控制、治理與決策的實(shí)際系統，都需要對這些職員進(jìn)行培訓、教育與培養。早期的培訓大都是經(jīng)過(guò)理論講解和現場(chǎng)實(shí)習，通過(guò)實(shí)際操縱經(jīng)驗的積累來(lái)完成的，這種培訓方式因是在實(shí)際運行的系統上進(jìn)行操縱，不僅培訓本錢(qián)高、培訓時(shí)間長(cháng)，而且有些故障只能在實(shí)際發(fā)生時(shí)才能得到實(shí)際操縱的機會(huì )，致使一部分知識只有感性熟悉，得不到實(shí)際操縱的鍛煉。隨著(zhù)系統規模的加大、復雜程度的進(jìn)步，非凡是造價(jià)日益昂貴，練習時(shí)因操縱不當引起的破壞而帶來(lái)的損失大大增加，因此，進(jìn)步系統運行安全性、可靠性事關(guān)重大。頻譜分析儀| 電池測試儀| 相序表| 萬(wàn)用表| 功率計| 示波器| 電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀| 電源供應器|
為解決這些目前，我國農網(wǎng)中(110kV、35kV)變電所培訓仿真系統主要有孤立變電所型變電培訓仿真系統和考慮簡(jiǎn)單電網(wǎng)的變電培訓仿真系統。前一種類(lèi)型的變電培訓仿真系統配置簡(jiǎn)單，造價(jià)相對較低；后一種不僅仿真了變電所的運行狀況，而且考慮到電網(wǎng)和變電所之間的相互影響，該類(lèi)型的變電培訓仿真系統在功能上比孤立變電所型的仿真系統要強。此外，廣州市駿凱電子科技有限公司還有將無(wú)人值班變電所仿真、集控中心仿真、變電所運行治理系統結合于一體的110kV/35kV集控站培訓仿真系統�？紤]到仿真原理的相同性和孤立變電所型變電培訓仿真系統較為簡(jiǎn)單，能夠在單機上獨立運行的特點(diǎn)，以下只對該系統進(jìn)行扼要先容。
2　硬件配置的基本要求　　微機一臺：主頻PENTIUM200；32M內存；3.2G硬盤(pán)；16倍光驅?zhuān)伙@示卡、聲卡、音箱等。
3　軟件配置的基本要求
　　(1)　中文視窗Windows95以上版本；
　　(2)　多媒體仿真培訓軟件。
4　主要功能
　　(1)　正常操縱練習：斷路器操縱、隔離開(kāi)關(guān)操縱、壓板操縱、保護投停、電壓互感器的切換，電容器的投停等；
　　(2)　故障演習練習：　　斷路器故障：拒動(dòng)、誤動(dòng)、偷跳；　　隔離開(kāi)關(guān)故障：帶負荷拉合隔離開(kāi)關(guān)、帶電合接地隔離開(kāi)關(guān)；　　變壓器故障：包括相間短路、接地短路、匝間短路、變壓器過(guò)負荷、變壓器油溫過(guò)高；　　母線(xiàn)故障：母線(xiàn)短路、母線(xiàn)接地；　　線(xiàn)路故障：近區短路、接地、斷線(xiàn)等；　　此外，還有電容器故障、繼電保護故障以及其它故障等�！　∨嘤栒呖蓪υO定操縱任務(wù)或故障，依據系統標準操縱票進(jìn)行操縱，系統也可在出現故障時(shí)，給予提示并指出錯誤要點(diǎn)。
　　(3)　操縱票天生與培訓系統：可對線(xiàn)路、主變壓器、母線(xiàn)、電容器等設備開(kāi)操縱票；可對學(xué)員的操縱以操縱票的形式記錄；可對學(xué)員的操縱票和標準操縱票進(jìn)行比較；
　　(4)　理論知識的培訓：可提供設備的圖片和產(chǎn)品先容；可進(jìn)行二次回路圖紙講解：包括中心信號回路、電力變壓器保護、電容器組保護、輸電線(xiàn)路保護、低周減載裝置等；還可進(jìn)行運行規程問(wèn)答、典型故障處理、經(jīng)驗先容以及提供考試題庫。
　　(5)　系統維護功能：系統可根據110kV變電所的主接線(xiàn)方式(如：?jiǎn)文妇�(xiàn)接線(xiàn)方式、內橋接線(xiàn)方式、單元接線(xiàn)方式)和正常運行方式的差異及實(shí)際變電所的工作情況進(jìn)行選擇和修改，可對考試題目進(jìn)行增加或修改，還可對二次接線(xiàn)圖上的線(xiàn)路名稱(chēng)和隔離開(kāi)關(guān)、斷路器號進(jìn)行更改，使其更加接近變電所的實(shí)際運行情況。
　　操縱實(shí)例：
　　倒閘操縱是變電所正常運行和檢驗中都涉及的操縱，具有重要的作用，其操縱過(guò)程如下：
　�、龠\行仿真軟件，進(jìn)行操縱職員登陸。
　�、谶M(jìn)行功能選擇，進(jìn)進(jìn)倒閘操縱模塊，進(jìn)行題目分類(lèi)選擇。如選擇"10kV倒閘操縱題目"后，屏幕上會(huì )出現一系列10kV倒閘操縱題目的分項內容，用鼠標按鈕進(jìn)行選擇，選擇"紡織線(xiàn)002斷路器停電，紡織線(xiàn)線(xiàn)路檢驗"(見(jiàn)圖2)。選擇題目后，可進(jìn)行標準操縱票預覽，以便操縱職員了解操縱步驟后進(jìn)行正確操縱�？蓡螕粢�點(diǎn)按鈕，查看提示注重事項。廣州市駿凱電子科技有限公司操縱練習既可在線(xiàn)路圖上進(jìn)行，也可在模擬圖上進(jìn)行。圖2
　�、垡来卫�開(kāi)紡織線(xiàn)002斷路器，拉開(kāi)002-3隔離開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)002-1隔離開(kāi)關(guān)，在002-3隔離開(kāi)關(guān)線(xiàn)路側掛接地線(xiàn)(見(jiàn)圖3)。碰到困難時(shí)，可查閱標準操縱票和操縱要點(diǎn)提示。操縱完畢后，調出操縱記錄與標準操縱票進(jìn)行比較，假如在操縱過(guò)程中發(fā)生誤操縱，系統會(huì )出現報警。圖3
　�、苓x擇操縱題目后，也可進(jìn)進(jìn)考試狀態(tài)。在此狀態(tài)下，系統不提供標準操縱票和操縱要點(diǎn)提示，考試時(shí)間到，系統不再進(jìn)行操縱記錄。
5　結束語(yǔ)
　　目前，110/35kV變電培訓仿真系統在一些變電所已經(jīng)得到應用，并取得實(shí)效�；丶{起來(lái)，變電培訓仿真系統具有如下的特點(diǎn)：
　　(1)　計算機仿真程度高。仿真畫(huà)面完全按照變電所的電力設備實(shí)物進(jìn)行繪制，形象逼真。操縱職員在模擬圖或二次接線(xiàn)圖上用鼠標點(diǎn)擊元器件，即可激發(fā)元器件動(dòng)作，元器件動(dòng)作后仿真變電所同實(shí)際變電所情況一致。
　　(2)　培訓功能完善。不但可對變電所的正常和異常事故進(jìn)行仿真，而且可提供完善的二次圖講解。對變電所的繼電保護裝置從動(dòng)作原理到動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行分步講解，突出顯示動(dòng)作斷路器和響應元器件，動(dòng)畫(huà)模擬電流軌跡。
　　(3)　可擴充性強。仿真系統還應提供維護功能，用戶(hù)可在使用過(guò)程中，按照各自變電所的實(shí)際情況進(jìn)行適當的修改，使其更接近實(shí)際運行中的變電所。
　　(4)　人機界面友好，操縱簡(jiǎn)單，顯示直觀(guān)，具有真實(shí)性、正確性和靈活性的特點(diǎn)。
　　總之，變電培訓仿真系統能進(jìn)步培訓效率、縮短培訓周期、降低培訓本錢(qián)、進(jìn)步運行職員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)，作為一種新型的培訓方式，其經(jīng)濟效益和社會(huì )效益是顯而易見(jiàn)的，具有廣泛的應用遠景。