THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置在教学中的应用分析

杨 红

（重庆水利电力职业技术学院，重庆 402160）

THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置在教学中的应用分析

杨 红

（重庆水利电力职业技术学院，重庆 402160）

介绍THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置的结构组成特点及基本功能，结合实训教学案例对该装置在高职继电保护课程教学中的应用情况进行分析研究，针对应用中的一些问题提出了加强操作规范及安全意识培养、增加人为设置实训装置操作环节故障模拟等具体的改进优化措施，以期为进一步提高学生的工程实践应用能力设计开发出更多更好的实训项目，整体提升实训设备的使用效益和人才培养质量．

微机变压器保护；实训装置；实训项目；改进措施

电力系统继电保护与自动化专业是重庆水利电力职业技术学院在全国水利示范院校建设和市级骨干院校建设任务中的重点建设专业之一，因此，继电保护专业实训室的建设投资力度较大，先后投资新建了两个微机保护综合自动化实训室．实训室建设完成以后，如何发挥新建实训室在专业教学中的作用，提高实训设备的利用率和实训项目的开出率就成了实训室后续（软件）建设的重点和要点[1,2]．下文结合HPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置在继电保护专业课程教学中的应用情况谈点体会和想法．

1 THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置的结构组成及功能特点

1.1 结构组成特点

电力系统微机变压器保护实训考核装置由电源控制屏、变压器、系统一次回路和二次回路、实训接线、智能设故排故五部分构成．

该实训考核装置配置有THL-513型微机变压器差动保护装置和THL-516A型后备保护装置两个微机保护单元，同时配以控制电源、三绕组变压器、互感器、故障设置及负载等组件模块．为便于现场安装调试及教学方便，装置采用了可移动式控制屏结构，实训装置只需配备三相四线的电源即可投入使用．

该装置实现的训练考核操作项目由实验和实训两个独立系统来分别完成，并在控制屏的右下侧通过三根42芯航空电缆及9只航空插座联接件进行切换选择．系统的短路阻抗、线路阻抗、负载阻抗均采用功率可调的电阻或电抗．变压器高、中、低压三侧均装有电压表和电流表，可以方便的显示变压器三侧的三相线电压（或相电压）和三相线电流．变压器高、中、低压三侧断路器控制回路设计有手动分、合闸控制按钮，以实现变压器各侧断路器的分合闸控制操作．控制屏的供电系统设有电压型漏电保护和电流型漏电保护两种保护功能，三相电源供电具有熔断器式过流保护功能，为开放性实训室创造了安全、便利的条件[3,4]．

1.2 基本功能

THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置主要完成变压器微机保护装置的特性测试、定值整定、运行调试、智能设故排故、二次接线等方面的实践训练项目．典型的实训项目有变压器在各种不同运行情况下微机差动保护的不平衡电流测量、变压器瓦斯保护功能测试、三绕组变压器的纵差动保护实训、双绕组变压器差动保护实训、变压器二次谐波制动实训、比率制动特性的研究、双绕组变压器的过电流保护实训、变压器低电压闭锁过电流保护实训等．

2 典型实训项目的教学应用情况分析

2.1 电力系统正常运行及不平衡电流的测量实训

该训练项目是生产厂家在装置使用说明书中设计的第一个训练项目，其目的是通过测量变压器差动保护装置在系统处于各种运行状况下产生的不平衡电流，让学生进一步理解并掌握变压器纵联差动保护中不平衡电流产生的原因及减小或消除其影响的措施；初步掌握微机保护装置的使用和参数设置方法；为后续的实训项目的顺利开展奠定基础．

实施该项目的教学过程中，可以分别设置变压器中、低压侧过载，中压侧外部AB相间短路，低压侧外部AB相间短路，将变压器主保护装置的“保护投退”菜单中的变压器参数高压侧的星形改为“三角形”等不同的系统运行状态，使学生通过观察对比系统处于不同运行状态下在微机差动保护装置中产生的不平衡电流大小，进而深入理解变压器纵联差动保护中不平衡电流产生的各种原因及减小措施，达到理论与实践相融合、理论为实践服务的教学改革效果．通过两届学生的实践应用，对该项目的实施笔者有如下五点体会与大家分享：

（1）电流互感器与微机差动保护装置间的接线

为了保证接线的正确，指导教师首先引导学生认真阅读消化实训设备使用说明书中相关章节内容．由于实训对象是变压器的微机差动保护装置，所以变压器各侧电流互感器二次侧均采用星形接线，各侧电流互感器的二次电流相位由软件来校正，提醒学生与传统型的变压器差动保护装置接线进行对比，加深理解．实训设备厂家使用说明书提供了两种形式的接线图[4]：如下图1、图2所示．

图1 电流互感器实训接线图（单独对应连线）

图2 电流互感器实训接线图（总线表示）

显然，上述两种接线图的实际接线操作结果是完全一样的，关于这点一定要让学生看明白、理解透彻．第二个关键点就是各侧电流互感的极性规定．本实训装置规定，各侧电流互感均以指向变压器为同极性端．同时，由图2可以看出，各侧差动电流信号由电流互感器二次侧的极性端流入微机差动保护装置不带标记’的接线端子，再从带标记’的端子流出回到电流互感器二次侧的非极性端（也是各侧电流互感器二次侧星形接线的中性点）．事实上，在学生看懂了接线图后，首先，将各侧的非极性端短接在一起形成星形接线的中性点，同时将微机差动保护装置对应各侧的带标记’的端子短接在一起也形成星形接线的中性点，接下来就是一对一的接线，简单明了，从而避免极性出错的情况发生．

（2）模拟系统正常运行状态

虽然生产厂家提供的实训指导书对实验实训操作步骤和注意事项等描述比较清楚，但是在实训项目的训练过程中，多数同学缺乏仔细阅读指导书的耐性（预习不到位），对实践操作急不可耐．所以在正式开始某个实训项目之前，必须按一定规范正确启动控制屏，观察控制屏所有仪表是否正常．特别注意：变压器的额定电压和电流均指的是线电压和线电流，所以在给变压器高压侧加压（升压）前，首先应检查控制屏上变压器高压侧（电源侧）的电压选择开关是否置于线电压的指示位置（设置有相电压档位），以保证变压器的输入电压不超过额定参数380 V．实践教学发现，这个步骤很容易被学生们忽视．

训练过程中，也有同学“感叹”，这个实训项目的电路接线简单．相对传统型差动保护装置而言，接线确实简单．从同学们的这个“感叹”反映出，只关注了实训项目的表面，而未深入实训的内涵和真正目的．所以，在微机保护实训项目的开展过程中，一定要把实训的真正目的和意义贯彻到学生的脑海中，也就是说任务布置这一教学环节要足够的充分详细，突出微机保护装置与传统保护装置在运行调试过程中的不同点和要点．

同时，为了培养学生严谨的工作作风和安全操作意识，待每组同学完成好系统正常运行模拟后，会增加一个人为设故环节来考核学生．如：实验与实训系统切换用的航空插头故意混淆、控制屏上的负载开关置于过载位置、电压选择开关置于相电压位置等，再安排学生启动控制屏，从而检验学生是否真正领会和掌握了启动控制屏的正确操作步骤．

（3）微机保护装置的使用

由于本实训装置涉及的保护是微机保护，所以在正式开始实训项目之前，除了首先熟悉控制屏的正确启动步骤之外，还必须熟练掌握微机保护装置的使用方法，如：变压器参数的设置、保护的投退、保护定值的设定、保护动作事件的查看和数据记录等等．

根据笔者对该实训装置的实践教学经历及体会，建议在实施具体实训项目训练之前，增加一个训练任务，即在掌握了实训考核装置的正确启动操作步骤之后，接下来就对实训装置所配备的微机差动保护装置和后备保护装置的使用进行训练，对微机保护装置的参数设置等基本功能熟悉以后再开展具体的实训项目训练．

（4）短路故障的模拟

为了检验微机变压器保护装置的动作可靠性，本实训考核系统配套设计有故障模拟模块，该模块可以分别模拟变压器中、低压则区内及区外发生的相间短路、接地短路等故障，操作简单方便．但是，在实践教学中发现，学生们很容易忽略掉一个操作注意事项，即故障加载时间不能超过30秒（这是为了保障一次设备的使用寿命而设计要求的）．曾经发现，上一个班的同学实训结束以后，下一班的同学再来实训时，个别实训考核装置面板上的故障模拟按钮还没有恢复到原始的断开状态！这足以说明学生们对故障模拟可能带来的危害完全没有意识．所以，在实施具体的实训项目过程中，指导教师一定要反复强调故障加载时间的控制问题，不管保护装置是否动作切除故障，都让学生养成及时手动解除故障模拟状态的良好操作习惯．

（5）数据记录

实践教学过程发现，数据记录中普遍存在两个方面的问题：一是读取数据的时间太长，二是不清楚需要的数据在哪里．时间长的问题主要发生在指针式仪表的读取上，原因是对分辨率没有提前进行核算，临时进行换算当然花费时间；第二个问题的原因是对微机保护装置的功能使用不熟悉或者对实训目标不清楚，所以指导教师在实训任务布置的时候一定要清楚详细，便于学生提前预习并做好一些基础准备后(相当于完成真实工作环境中的操作票填写)，再进行相应的实训项目训练．

2.2 变压器瓦斯保护实训

在微机保护装置的调试检验过程中，只需把瓦斯继电器的触点相对应的接入微机保护的信号输入回路即可，该项功能检查的实施非常简单．本实训考核装置在面板上采用了两个自锁按钮来模拟瓦斯继电器的常开触点，一个模拟本体轻瓦斯的动作触点，另一个模拟本体重瓦斯的动作触点．按下对应的按钮，即可模拟瓦斯继电器动作后的触点状态，从而达到检验微机变压器保护装置是否具有瓦斯保护的功能，操作简单方便．

该实训项目需要注意的是实训任务完成后，必须提醒学生们及时地将自锁按钮复位到正常状态，很多时候学生因将注意力集中到了实训的现象和结果中而忘记了这个重要的操作步骤，进而影响到下一个新的实训项目的正常运行．

3 结束语

综上所述，利用THPWJB-1型微机变压器保护实训考核装置开展实践教学的过程中，通过加强安全工作意识教育、严格操作规范流程、做好任务引导和问题模拟、人为设置故障等措施，使实训项目的内容更贴合工程实际和生产一线，学生的安全生产意识、工程规范意识和分析解决问题的能力得到了充分的锻炼和提升，达到了实训设备的使用效益和人才培养质量同步提升的建设效果。

[1]唐捷，赵士滨，张进，等.提高实训中心教学资源使用效益的对策[J].中国现代教育装备，2012（1）：27-29.

[2]杨红，李波.高职院校实践教学的问题及对策分析[J].重庆高教研究，2013（4）：38-41.

[3]浙江天煌科技实业有限公司.THPWJB-1型电力系统微机变压器保护实训考核装置的[EB/0L].http://www.tianhuang.cn/products/prodPre Info.aspx?p_id=439.html，2013-10-20/2015-02-10.

[4]浙江天煌科技实业有限公司.THPWJB-1型电力系统微机变压器保护实训装置实验指导书[Z].浙江天煌科技实业有限公司，2013.

（责任编辑：郑宗荣）

An Application Analysis of THPWJB-1 Type Microcomputer Transformer Protection Examination Unit in Teaching

YANG Hong
(Chongqing Water Resources and Electric Engineering College, Chongqing, 402160)

This paper presents a brief introduction of the structural properties and basic functions of training of the THPWJB-1 type transformer microcomputer protection examination device and gives an application analysis in actual teaching process. Measures as strengthening practice training and safety awareness training, designing device operation link fault simulation, optimization measures for the improvement of specific training items are proposed so as to overall promote the use of training equipment efficiency and quality of personnel training.

microcomputer transformer protection; training devices; training items; improvement measures

TM774

A

1009-8135（2015）03-0141-03

2015-02-26

杨 红（1969-），女，重庆巴南人，重庆水利电力职业技术学院教授，高级工程师，主要研究电力系统保护与控制．

重庆水利电力职业技校学院市级骨干院校建设子项目“电力系统继电保护与自动化专业及专业群建设”（渝教高〔2013〕47号）阶段性成果