变电仿真培训系统的应用及开发方向探讨

王明儒

摘 要：变电仿真培训系统是全过程、高性能、全范围的培训仿真装置，能够使接受培训的运行人员正确熟练地掌握变电所主变、母线、线路、保护装置的投停、倒换及调整等正常操作，提高他们准确分析、判断、处理各种事故的能力。

关键词：变电仿真；培训系统；开发方向

中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0166-01

随着我国电力系统的迅速发展，使得运行操作越来越复杂，而对电网安全运行的要求也越来越高，为了确保电网安全稳定地运行，要求变电运行人员具有较高的技术水平和事故处理能力。由于电力系统的特殊性，电力系统的事故、异常是不能在现场运行设备上預演的，所以变电运行人员在实际运行的系统中进行培训，以此来提高操作技能和事故处理能力是绝对不可能的。变电仿真培训系统是全过程、高性能、全范围的培训仿真装置，能够使接受培训的运行人员正确熟练地掌握变电所主变、母线、线路、保护装置的投停、倒换及调整等正常操作，提高他们准确分析、判断、处理各种事故的能力。

1 变电仿真培训系统的分类及特点

变电仿真培训系统可分为硬仿真系统和软仿真系统。硬仿真系统是指采用硬件装置模拟变电站的各种运行设备，包括一次设备、二次设备、交直流系统及控制盘、表计等。开关跳闸、保护动作及异常等信号逻辑关联是用二次线来实现的，设备操作的把手、按钮、压板、空气开关都是真实设备，系统建设较复杂，适应性差，改动困难。软仿真系统是指用计算机软件来模拟变电站的全部一、二次设备及监控自动化系统，硬件由主站服务器、教练员工作站、学员工作站及一些网络通信设备组成。软仿真系统的设备控制及逻辑关联都是由软件实现，修改容易，适应性好，易于拷贝、移植，并且占用空间小、工程造价低、运行费用低、维护工作量小，缺点是直观性较差、现场感不够强。从主接线形式来看，本仿真变电站的主接线综合了全省各个电压等级变电站的主接线方式[1]。一次设备采用三维立体动画进行仿真，设备外观、瓷套、引线、油位、表计、指示、标识等都清晰可见，具有较高的逼真度。主变、母线、线路所配备继电保护及自动装置、中央信号、光字牌系统、仪表测量系统、所用电及直流系统等均按目前国内标准，大型典型变电站设计。继电器面板配置的正常运行信号、事故连锁信号齐全，并能实时反应。

2 变电仿真培训系统的应用

2.1 倒闸操作培训

倒闸操作是学员日常工作内容之一，学员能否正确进行倒闸操作将直接影响着电网的安全运行，操作中稍有差错便可能导致设备损坏、人身伤亡或局部甚至大面积停电，所以本变电仿真培训系统采取技术措施防止电气误操作事故，做到“五防”：即防止带负载分、合隔离开关；防止带电挂（合）地线；防止带接地线合断路器；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器。通过对线路、母线、主变等电气设备的倒闸操作，可以使学员学会如何规范地填写操作票，熟练地掌握倒闸操作的正确步骤，熟悉倒闸操作过程中各种仪表的变化，信号灯的指示等。在倒闸操作过程中，如果出现误操作，与实际变电站一样，会发出相应的灯光及音响，同时可以在相应的屏上看到因误操作所引起的事故现象及保护动作情况，这就加深了学员对误操作所引起的严重后果的感性认识。

2.2 事故处理培训

处理电气事故时应遵循的基本原则是：迅速限制事故的发展，消除事故的根源，并解除对人身及设备安全的威胁。用一切可能的办法保持设备继续运行，对重要用户应保证不停电，对已停电的用户应尽快恢复供电。调整系统运行方式使供电恢复正常。在仿真变电站进行事故处理培训，就是在教练员计算机上设置各种运行方式下的各类故障，并在仿真变电站中的控制屏、中央信号屏、继电保护屏及多媒体计算机上迅速反应。学员根据事故现象、各种信号等进行综合分析、判断，以确定事故的类型、范围，快速、果断地处理事故，并在规定的时间内写出事故报告。通过事故处理培训，有助于提高学员分析及处理事故的能力，从而保证电网安全稳定运行[2]。

3 开发方向探讨

3.1 设备巡视

目前投入使用的变电仿真培训系统在设备巡视上的常规方法只有两种：一种是采用讲解的方式，由教员告诉学员要巡视的内容，但不能了解学员真实掌握情况，互动性差；另一种是采用交互的方式，其中所设置的异常是固定的，它只能针对性地设置一些异常，不能适应培训的全面要求。因此有必要开发实用性和互动性强的设备巡视功能，可以包括设备巡视的自动演示讲解系统、自动出题系统、巡视记录系统等。

3.2 主接线形式、设备类型及保护配置

单一仿真变电站的主接线形式、设备类型与保护配置不可能与所有培训单位的要求相同。基于此种情况，变电运行仿真培训系统的开发特别要注重“插件化”。因此，可以把主接线、一次设备和保护做成“插件”库，根据培训对象的需要和其所在变电站的设备状况，选一些“插件”来装配，能起到更好的培训作用，解决系统适应性的问题。

4 结语

变电培训仿真系统能提高培训效率、缩短培训周期、降低培训成本、见效快、效果好，作为一种新型的培训方式，其经济效益和社会效益是显而易见的，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]张全元.电力行业仿真培训教材[M].中国电力出版社，2011.

[2]东蔚.220kV变电运行与仿真培训教程[M].中国电力出版社，2014.