變電站仿真系統設計論文
1仿真範圍
1.1變電站綜合自動化系統仿真模擬
模擬變電站的綜合自動化系統包括正常時的顯示和操作現象。模擬做到監控機和測控櫃畫面佈置與現場一致;監控機和測控櫃顯示點與現場一致;監控機、測控櫃操作點、操作步驟與現場一致;監控機上執行人員必需的告警資訊與現場一致。
1.2變電站繼電保護和自動裝置仿真模擬
模擬變電站微機保護裝置和自動裝置的操作、顯示、動作邏輯,以及裝置發生故障後對系統的影響。實現繼電保護和自動裝置的仿真與實際系統一致,由測量、邏輯和動作三個環節組成,能正確模擬保護的啓動特性、復歸特性和時間特性。繼電保護和自動裝置的顯示點、操作點與實際設備一致,能夠正確反映設備的可操作元件(例如:壓板、盤後空開、重合閘把手)變位後對系統的影響;能夠正確反映CT、PT斷線對繼電保護裝置的影響。保護屏液晶事件報告與現場一致,故或異常狀態下,繼電保護動作現象應符合設計要求,與實際一致。
1.3其他仿真模擬
模擬變電站內設備的`五防閉鎖邏輯以及倒閘操作流程。能夠自然反映學員正常操作或者誤操作引起的響應,防誤邏輯正確;模擬低壓交流系統和直流系統正常操作、參數指示、故障;模擬戶外配電裝置設備操作、狀態及參數指示、故障。
2仿真系統硬件構成
仿真系統硬件主要是計算機、網絡設備、音響。硬件構成如圖1所示,其中:
(1)計算機2~3臺(建議),部分計算機可由多個功能集成,採用畫面切換方式。主要用來執行教練員臺、監控系統、五防系統、保護小室和就地系統。
(2)網絡設備1套,爲保證仿真系統數據傳輸的實時性。
(3)音響系統1套,模擬主控室報警、事故等音響效果。
3軟件系統
(1)計算機操作系統軟件。所有計算機操作系統都採用中文操作系統WindowXP專業版,是計算機自帶的操作系統,由計算機供應商提供。
(2)仿真開發支撐系統。仿真支撐軟件是衡量仿真系統技術水平的重要標誌,一個先進的仿真支撐軟件除了提供模型開發手段外,還應對整個仿真系統的資源進行管理和協調。該系統開發了完全建立在Windows平臺上的仿真支撐軟件,它是本仿真培訓系統的控制、管理中樞,集仿真管理、仿真開發、仿真培訓功能於一體。
(3)教練員臺。設定豐富的培訓管理功能,實現培訓過程的組織、管理、控制,人機介面友好,易於使用。
(4)電氣模型軟件。模型軟件是爲了仿真電網和變電站的物理過程而開發的軟件,具體分爲:電力系統分析計算軟件、繼電保護和自動裝置仿真軟件、測控模型軟件、所用電模型軟件。
(5)保護屏軟件。保護屏軟件以虛擬盤的形式再現變電站保護小室的微機保護裝置、測控裝置,模擬裝置上操作元件、液晶事件報告。
(6)監控軟件。監控軟件模擬變電站主控室內監控後臺機上的所有顯示和操作:開關、刀閘的操作及狀態顯示,電氣參數的顯示,母線電壓棒圖,簡報資訊,光字牌報警等。
(7)五防軟件。五防軟件模擬主控室中的五防機,實現與現場實際一致的倒閘操作流程。
(8)就地系統軟件。模擬戶外配電裝置,實現戶外設備的就地操作、檢查。
4系統功能
變電仿真系統透過一對一的全仿真,應具備以下功能。
(1)監視功能:具備現場監控系統的各種監視畫面,可監視變電站設備執行狀態、各電氣量、事件告警資訊、繼電保護和自動裝置的動作資訊。
(2)設備操作:模擬變電站可操作設備的操作,包括分、合斷路器,分、合隔離開關,設備停運、投入等各種實際情況,操作過程和結果在監控系統和微機保護裝置上實時正確反映。對於違反現場規程的誤操作,例如:帶負荷拉合刀閘、帶地刀合開關、帶電合地刀等,仿真系統自然產生相應的後果。
(3)異常仿真:模擬電網異常、設備異常發生後,支援學員進行處理、隔離異常設備,恢復電網到正常執行狀態。
(4)故障仿真:模擬電網事故、設備事故發生後,發生電網潮流變化和繼電保護連鎖動作,支援學員進行處理、切除或隔離故障點,恢復送電,將事故的影響降到最低。仿真系統具備完整的故障類型,可任意設定簡單或一二次組合故障。故障發生後的動態響應應與實際基本一致。
(5)實現培訓功能:模擬變電站執行或故障狀況對電網的影響,使得執行人員掌握基本執行操作,規範流程,瞭解事故發生的現象、原因、變化過程,總結積累事故處理的經驗,可作爲日常培訓和學習之用。
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