低电压配电系统的监控平台在教学中的应用

黎安军

[摘 要] 以某典型客户配电系统为实践教学硬件设施，通过降低配电系统运行电压确保教学过程的安全，给学员提供安全而且真实带电的实操环境。同时，教师还可以通过配电监控平台的上位机下發故障指令，设置各种不同类型的故障实现反事故演练。

[关 键 词] 带电实操；低电压；反事故演练

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）13-0154-01

一、产生的背景

电力系统具有一定的特殊性，它的日常运行必须保持高度的可靠性，运行中的电力网络绝不允许某一开关支路随意分合。电力网的故障和人为操作失误都有可能给电力系统造成不可估计量的损失。因此，培养熟练的运行操作能手是电网公司培训机构或电类专业学校责无旁贷的任务。既要通过反复操作培养熟练的运行操作能手，又要保证电力系统不受影响，并且还要确保每一个学员练习的人身安全。种种条件迫使低电压配电系统仿真教学平台的诞生。传统的平台会利用一些不带电的硬件仿真让学员模拟操作。这种模拟操作只能让学员领悟操作开关的逻辑顺序，未能听、看、闻到操作带来的电流动态效应，只仿真，但不实。本文介绍的监控教学平台通过电能接入—降压（降为36V）—配电—升压—接入负荷，实行实操配电系统在低电压中调度，保证操作人员安全。在配电系统中降低电压运行会升高电流，既可以保证操作人员安全，又可以使操作学员在大电流中分/合开关，感受动态效应与真实电网系统一致，操作环境真实。

电力系统是一个庞大的网络系统，由于网路长、跨越的地理环境复杂、受外界影响大等因素决定了电网经常性发生各种各样的故障，配网出现故障几率大。因此，低电压监控教学平台还必须具备可反复设置不同的故障类型，用于培养学员的反事故能力。

二、系统组成

文中介绍的监控平台有两大功能：（1）用于配电系统常规运行，实时监测典型客户配电系统的电能流向，实时控制典型客户配电系统的任一断路器的分合，实现合理电能调度。（2）用于配电系统常规故障的设置，故障设置指令发出后，安装在典型客户配电系统配电柜里的故障硬件设置板会立刻响应，制造故障。其故障产生时的各种声、光、电效果与实际现场一样。

系统组成共分三大部分：（1）降压部分。电源通过380V交流接入，经过降压变压器把电压降到36V（安全电压）交流。36V交流电直接接入原设计母线电压为10KV和380V的典型配电系统，电能经过配电调度后在出口断路器后接入升压变压器，使系统输出电压回归380V交流，接入负载。（2）二次回路部分。配电系统二次回路包含特定变比的CT/PT，如PT，一次测电压为36V，二次侧电压为5V。二次回路中所有的指示灯额定电压为36V，所有测控模块、保护装置模块的输入电压均在36V以内，确保操作人员安全。（3）模拟故障部分。在配电柜的一次回路和二次回路上均设有故障点。产生这些故障的硬件装设在配电系统的配电柜内，通信线路与配电柜的监控通信线路分开。故障设置采用RS485工业控制总线通信。当接收到上位机下发的故障指令后硬件马上执行。如，PT二次回路断线故障的“断线”断口由串联在PT二次回路的模拟故障继电器产生，这个故障继电器动作犹如把PT二次回路“剪断”，与真实现象一致。

三、功能特点

（一）系统真实、安全、可靠。整个配电系统不加载超过36V的电压，配电柜运行状态与真实10kV（或380V）环境一致；配电系统配备低电压过流、过载、剩余电流、缺相等保护，学员误操作不会影响人身及系统安全。

（二）配网系统真实，可有效调配供電负荷。在平台中额定电压380V（实际运行36V）的配电柜不但可以用于训练考核配电柜实操环节，还同时担任一定的配电任务。教学培训机构可以利用该配电柜作为所在实操训练场的动力电源分配电柜。如，使用该配电柜控制实操训练场内空调动力，若按制冷负荷为20千瓦计算，折算到36V交流母线，流入该配电柜的总电流约320A左右，配电柜会因为大电流流过产生一定的电流磁场声，系统尽显真实。

（三）设有各种实操功能。（1）两票三制。平台具有工作票和操作票管理流程；五防闭锁程序；电能调度控制程序；模拟用电管理操作流程。能实现现场工作票和操作票办理、停送电、倒闸操作、工作许可、缺陷处理、一次元器件的更换和继电保护调试等功能。（2）模拟故障。通过系统设置可以虚拟一次系统故障和二次回路故障、保护回路、计量回路、变压器瓦斯故障等各类在电力系统中常见但又无法演练的故障。（3）典型故障案例考核。针对变电站值班员、电工作业操作证、高压进网许可证等考试培训，系统可以启动考核平台，根据某些典型故障案例设置故障。让学员通过现场设备故障现象，结合学员机上的监控系统运行数据进行判断。并且要求在规定的有限时间内把故障排除。学员的操作动作及流程顺序均被计算机记录在案并上传给系统中心数据库，系统自动进行判断，给出评分结果。

四、展望

随着我国工业的迅速发展，国家电网对一线实操技术员需求量大。教学培训及考核单位为了给学员提供安全、真实的硬件环境，必然会大量建设低电压配电系统的监控教学平台。

参考文献：

[1]樊伟.低压配电智能化监控系统的探讨[J].科技创新与应用，2014（11）.

[2]管爱东，郑建国.低压配电网无线远程监控管理信息系统研究[J].计算机技术与发展，2007，2（17）：202-204.