变电站仿真系统设计论文

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1仿真范围

1.1变电站综合自动化系统仿真模拟

模拟变电站的综合自动化系统包括正常时的显示和操作现象。模拟做到监控机和测控柜画面布置与现场一致；监控机和测控柜显示点与现场一致；监控机、测控柜操作点、操作步骤与现场一致；监控机上运行人员必需的告警信息与现场一致。

1.2变电站继电保护和自动装置仿真模拟

模拟变电站微机保护装置和自动装置的操作、显示、动作逻辑，以及装置发生故障后对系统的影响。实现继电保护和自动装置的仿真与实际系统一致，由测量、逻辑和动作三个环节组成，能正确模拟保护的启动特性、复归特性和时间特性。继电保护和自动装置的显示点、操作点与实际设备一致，能够正确反映设备的可操作元件(例如:压板、盘后空开、重合闸把手)变位后对系统的影响；能够正确反映CT、PT断线对继电保护装置的影响。保护屏液晶事件报告与现场一致，故或异常状态下，继电保护动作现象应符合设计要求，与实际一致。

1.3其他仿真模拟

模拟变电站内设备的五防闭锁逻辑以及倒闸操作流程。能够自然反映学员正常操作或者误操作引起的响应，防误逻辑正确；模拟低压交流系统和直流系统正常操作、参数指示、故障；模拟户外配电装置设备操作、状态及参数指示、故障。

2仿真系统硬件构成

仿真系统硬件主要是计算机、网络设备、音响。硬件构成如图1所示，其中：

(1)计算机2～3台（建议），部分计算机可由多个功能集成，采用画面切换方式。主要用来运行教练员台、监控系统、五防系统、保护小室和就地系统。

(2)网络设备1套，为保证仿真系统数据传输的实时性。

(3)音响系统1套，模拟主控室报警、事故等音响效果。

3软件系统

(1)计算机操作系统软件。所有计算机操作系统都采用中文操作系统WindowXP专业版，是计算机自带的操作系统，由计算机供应商提供。

(2)仿真开发支撑系统。仿真支撑软件是衡量仿真系统技术水平的重要标志，一个先进的仿真支撑软件除了提供模型开发手段外，还应对整个仿真系统的资源进行管理和协调。该系统开发了完全建立在Windows平台上的仿真支撑软件，它是本仿真培训系统的控制、管理中枢，集仿真管理、仿真开发、仿真培训功能于一体。

(3)教练员台。设置丰富的培训管理功能，实现培训过程的组织、管理、控制，人机界面友好，易于使用。

(4)电气模型软件。模型软件是为了仿真电网和变电站的物理过程而开发的软件，具体分为：电力系统分析计算软件、继电保护和自动装置仿真软件、测控模型软件、所用电模型软件。

(5)保护屏软件。保护屏软件以虚拟盘的形式再现变电站保护小室的微机保护装置、测控装置，模拟装置上操作元件、液晶事件报告。

(6)监控软件。监控软件模拟变电站主控室内监控后台机上的所有显示和操作：开关、刀闸的操作及状态显示，电气参数的显示，母线电压棒图，简报信息，光字牌报警等。

(7)五防软件。五防软件模拟主控室中的五防机，实现与现场实际一致的倒闸操作流程。

(8)就地系统软件。模拟户外配电装置，实现户外设备的就地操作、检查。

4系统功能

变电仿真系统通过一对一的全仿真，应具备以下功能。

(1)监视功能：具备现场监控系统的各种监视画面，可监视变电站设备运行状态、各电气量、事件告警信息、继电保护和自动装置的动作信息。

(2)设备操作：模拟变电站可操作设备的操作，包括分、合断路器，分、合隔离开关，设备停运、投入等各种实际情况，操作过程和结果在监控系统和微机保护装置上实时正确反映。对于违反现场规程的误操作，例如：带负荷拉合刀闸、带地刀合开关、带电合地刀等，仿真系统自然产生相应的后果。

(3)异常仿真：模拟电网异常、设备异常发生后，支持学员进行处理、隔离异常设备，恢复电网到正常运行状态。

(4)故障仿真：模拟电网事故、设备事故发生后，发生电网潮流变化和继电保护连锁动作，支持学员进行处理、切除或隔离故障点，恢复送电，将事故的影响降到最低。仿真系统具备完整的故障类型，可任意设置简单或一二次组合故障。故障发生后的动态响应应与实际基本一致。

(5)实现培训功能：模拟变电站运行或故障状况对电网的影响，使得运行人员掌握基本运行操作，规范流程，了解事故发生的现象、原因、变化过程，总结积累事故处理的经验，可作为日常培训和学习之用。

作者：刘世安 胡俊华 李显鹏 单位：国网浙江省电力公司检修分公司