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變電站仿真系統設計論文
1仿真范圍
1.1變電站綜合自動(dòng)化系統仿真模擬
模擬變電站的綜合自動(dòng)化系統包括正常時(shí)的顯示和操作現象。模擬做到監控機和測控柜畫(huà)面布置與現場(chǎng)一致；監控機和測控柜顯示點(diǎn)與現場(chǎng)一致；監控機、測控柜操作點(diǎn)、操作步驟與現場(chǎng)一致；監控機上運行人員必需的告警信息與現場(chǎng)一致。
1.2變電站繼電保護和自動(dòng)裝置仿真模擬
模擬變電站微機保護裝置和自動(dòng)裝置的操作、顯示、動(dòng)作邏輯，以及裝置發(fā)生故障后對系統的影響。實(shí)現繼電保護和自動(dòng)裝置的仿真與實(shí)際系統一致，由測量、邏輯和動(dòng)作三個(gè)環(huán)節組成，能正確模擬保護的啟動(dòng)特性、復歸特性和時(shí)間特性。繼電保護和自動(dòng)裝置的顯示點(diǎn)、操作點(diǎn)與實(shí)際設備一致，能夠正確反映設備的可操作元件(例如:壓板、盤(pán)后空開(kāi)、重合閘把手)變位后對系統的影響；能夠正確反映CT、PT斷線(xiàn)對繼電保護裝置的影響。保護屏液晶事件報告與現場(chǎng)一致，故或異常狀態(tài)下，繼電保護動(dòng)作現象應符合設計要求，與實(shí)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(xué)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(hù)外配電裝置設備操作、狀態(tài)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(wǎng)絡(luò )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(gè)功能集成，采用畫(huà)面切換方式。主要用來(lái)運行教練員臺、監控系統、五防系統、保護小室和就地系統。
(2)網(wǎng)絡(luò )設備1套，為保證仿真系統數據傳輸的實(shí)時(shí)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采用中文操作系統WindowXP專(zhuān)業(yè)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(kāi)發(fā)支撐系統。仿真支撐軟件是衡量仿真系統技術(shù)水平的重要標志，一個(gè)先進(jìn)的仿真支撐軟件除了提供模型開(kāi)發(fā)手段外，還應對整個(gè)仿真系統的資源進(jìn)行管理和協(xié)調。該系統開(kāi)發(fā)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(kāi)發(fā)、仿真培訓功能于一體。
(3)教練員臺。設置豐富的培訓管理功能，實(shí)現培訓過(guò)程的組織、管理、控制，人機界面友好，易于使用。
(4)電氣模型軟件。模型軟件是為了仿真電網(wǎng)和變電站的物理過(guò)程而開(kāi)發(fā)的軟件，具體分為：電力系統分析計算軟件、繼電保護和自動(dòng)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(pán)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后臺機上的所有顯示和操作：開(kāi)關(guān)、刀閘的操作及狀態(tài)顯示，電氣參數的顯示，母線(xiàn)電壓棒圖，簡(jiǎn)報信息，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(shí)現與現場(chǎng)實(shí)際一致的倒閘操作流程。
(8)就地系統軟件。模擬戶(hù)外配電裝置，實(shí)現戶(hù)外設備的就地操作、檢查。
4系統功能
變電仿真系統通過(guò)一對一的全仿真，應具備以下功能。
(1)監視功能：具備現場(chǎng)監控系統的各種監視畫(huà)面，可監視變電站設備運行狀態(tài)、各電氣量、事件告警信息、繼電保護和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信息。
(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(kāi)關(guān)，設備停運、投入等各種實(shí)際情況，操作過(guò)程和結果在監控系統和微機保護裝置上實(shí)時(shí)正確反映。對于違反現場(chǎng)規程的誤操作，例如：帶負荷拉合刀閘、帶地刀合開(kāi)關(guān)、帶電合地刀等，仿真系統自然產(chǎn)生相應的后果。
(3)異常仿真：模擬電網(wǎng)異常、設備異常發(fā)生后，支持學(xué)員進(jìn)行處理、隔離異常設備，恢復電網(wǎng)到正常運行狀態(tài)。
(4)故障仿真：模擬電網(wǎng)事故、設備事故發(fā)生后，發(fā)生電網(wǎng)潮流變化和繼電保護連鎖動(dòng)作，支持學(xué)員進(jìn)行處理、切除或隔離故障點(diǎn)，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(lèi)型，可任意設置簡(jiǎn)單或一二次組合故障。故障發(fā)生后的動(dòng)態(tài)響應應與實(shí)際基本一致。
(5)實(shí)現培訓功能：模擬變電站運行或故障狀況對電網(wǎng)的影響，使得運行人員掌握基本運行操作，規范流程，了解事故發(fā)生的現象、原因、變化過(guò)程，總結積累事故處理的經(jīng)驗，可作為日常培訓和學(xué)習之用。
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