變電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)

變電站運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)一、目的熟悉變電站運(yùn)行人員的崗位職能，利用全數(shù)字運(yùn)行仿真系統(tǒng)對(duì)變電站運(yùn)行人員的工作任務(wù)進(jìn)行培訓(xùn)，逐步掌握變電站運(yùn)行監(jiān)視、巡檢的方法、基本操作、二次回路故障分析與電網(wǎng)故障分析的方法，綜合運(yùn)用電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣工程、智能變電站等專業(yè)課程所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生產(chǎn)實(shí)習(xí)設(shè)置了變電站巡檢、設(shè)備異常處理、設(shè)備操作、變電所倒閘操作、操作票填寫、電網(wǎng)故障分析、二次回路故障分析等培訓(xùn)內(nèi)容。三、實(shí)驗(yàn)步驟雙擊打開(kāi)軟件點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“一鍵啟動(dòng)”圖1啟動(dòng)界面選擇單機(jī)培訓(xùn)模式啟動(dòng)軟件，待桌面出現(xiàn)“一鍵啟動(dòng)已經(jīng)完成！”時(shí)軟件啟動(dòng)完畢。1.運(yùn)行監(jiān)視培訓(xùn)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視、負(fù)荷水平監(jiān)視、電壓水平監(jiān)視等，利用計(jì)算機(jī)或人工填寫各種記錄、操作票。1)觀察主接線及潮流分布雙擊打開(kāi)主控臺(tái)界面的教練臺(tái)，點(diǎn)擊復(fù)位工況之后點(diǎn)擊運(yùn)行，可觀測(cè)到軟件中預(yù)存了零工況（10工況）及基本運(yùn)行工況（15工況），選擇基本運(yùn)行工況。圖2運(yùn)行工況選擇監(jiān)控中心即可觀看220kV智能變電站的主接線圖，由主接線圖可知該智能站220kV、110kV為雙母接線，35kV為單母分段接線。雙擊打開(kāi)主控臺(tái)界面的教練臺(tái)，點(diǎn)擊復(fù)位工況之后點(diǎn)擊運(yùn)行，可觀測(cè)到軟件中預(yù)存了零工況（10工況）及基本運(yùn)行工況（15工況），選擇基本運(yùn)行工況即可在監(jiān)控中心觀測(cè)到基本運(yùn)行方式下的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷水平及電壓水平。圖3運(yùn)行狀態(tài)顯示結(jié)果由監(jiān)視圖可以得到220kVI母相間電壓為229.95kV、II母相間電壓為229.95kV；110kVI母相間電壓為109.05kV、II母相間電壓為110.04kV；35kVI母相間電壓為34.62kV，II母相間電壓為35.17kV。潮流分布及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)由圖可得出（斷路器綠色為分閘位，紅色為合閘位）。2)操作票的填寫以濱金412線路及開(kāi)關(guān)由110kVⅡ母運(yùn)行轉(zhuǎn)線路檢修及開(kāi)關(guān)檢修為例。(1)打開(kāi)主控臺(tái)的“五防開(kāi)票”軟件；(2)登錄后選擇圖形開(kāi)票方法；圖4開(kāi)票方式選擇結(jié)果(3)進(jìn)行開(kāi)票(3.1)單擊412斷路器進(jìn)行圖形開(kāi)票，然后右鍵單擊412斷路器選擇“增加提示項(xiàng)”，在對(duì)話框中輸入“檢查濱金412開(kāi)關(guān)智能終端面板上開(kāi)關(guān)位置信號(hào)正確”；之后依次單擊4123隔離開(kāi)關(guān)、4122隔離開(kāi)關(guān)；圖5開(kāi)關(guān)位置信號(hào)顯示界面(3.2)在4121刀閘上單擊右鍵，在彈出的選項(xiàng)中選擇“檢查110kV濱金412線4121隔離開(kāi)關(guān)確在斷開(kāi)位置”；右鍵單擊412斷路器添加提示項(xiàng)“檢查濱金412開(kāi)關(guān)智能終端面板上刀閘位置信號(hào)正確”；(3.3)在412斷路器上單擊右鍵，在彈出的選項(xiàng)中選擇“增加提示項(xiàng)”，在對(duì)話框中輸入“退出110kV母差保護(hù)屏‘濱金412線出口軟壓板’”；再次添加提示項(xiàng)輸入“斷開(kāi)濱金412開(kāi)關(guān)智能終端柜內(nèi)操作電源空氣開(kāi)關(guān)”；(3.4)依次單擊41230接地開(kāi)關(guān)、41220接地開(kāi)關(guān)、4120接地開(kāi)關(guān)，添加提示項(xiàng)“檢查濱金412開(kāi)關(guān)智能終端面板上接地刀閘位置信號(hào)正確”；(3.5)依次添加提示項(xiàng)“斷開(kāi)濱金412開(kāi)關(guān)智能終端柜內(nèi)刀閘及地刀操作電源”；“在濱金4123刀閘操作把手上掛‘禁止合閘，線路有人工作’標(biāo)示牌一塊”；“在濱金412開(kāi)關(guān)操作把手上掛‘禁止合閘，線路有人工作’標(biāo)示牌一塊”；“在濱金4120接地刀閘操作把手上掛‘禁止分閘’標(biāo)示牌一塊”；“匯報(bào)”；圖6開(kāi)出的操作票顯示界面(4)再次單擊左上角的圖形開(kāi)票按鈕結(jié)束圖形開(kāi)票；(5)選擇“預(yù)演該操作票”，核對(duì)操作是否正確；圖7操作票進(jìn)程選擇圖8操作票有誤顯示若在開(kāi)票過(guò)程中出現(xiàn)步驟錯(cuò)誤則軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別錯(cuò)誤并彈出提醒窗口，以412斷路器未斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)4122隔離開(kāi)關(guān)為例，則會(huì)出現(xiàn)如圖8的提醒。(6)選擇“導(dǎo)出該操作票”，依次選擇電壓等級(jí)“110kV”、運(yùn)行方式類別“轉(zhuǎn)檢修”、運(yùn)行方式內(nèi)容“停電檢修”、所操作線路名“110kV側(cè)線路”，自動(dòng)生成操作票名稱；也可在生成的操作票名稱上手動(dòng)修改為“濱金412開(kāi)關(guān)及線路由110kVⅡ母運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修”；選擇路徑保存操作票為word文檔。圖9操作票導(dǎo)出顯示界面2.變電站設(shè)備的巡檢定期對(duì)變電站的各主要設(shè)備進(jìn)行巡視，故障排查等，確保變電站的各設(shè)備正常運(yùn)行。培訓(xùn)中，教師會(huì)對(duì)各設(shè)備設(shè)置不同的異常狀態(tài)，讓學(xué)生熟悉設(shè)備狀態(tài)，掌握設(shè)備消缺方法。以巡視發(fā)現(xiàn)220kV五智2875線28751隔離開(kāi)關(guān)接頭發(fā)熱為例(1)在主控面板上雙擊打開(kāi)“教練臺(tái)”軟件，在教練臺(tái)中設(shè)置異常，右側(cè)廠站選擇“220kV智能變電站”，電壓等級(jí)選擇“220kV”，故障時(shí)間選擇“永久故障”；在左側(cè)選擇“設(shè)備異常”、“刀閘缺陷”、“刀口發(fā)熱”，最后選擇“28751”；將該故障添加到教案列表，右擊該故障選擇發(fā)送，發(fā)送成功會(huì)顯示在教練臺(tái)下部的顯示框中。圖10異常顯示界面(2)按照變電站要求進(jìn)行日常巡視操作；在主控面板上雙擊打開(kāi)“安全工器具軟件”，在左側(cè)下方選擇“220kV智能變電站”，然后選擇“黃色安全帽”，在右側(cè)下方單擊“使用”按鈕，右側(cè)欄中出現(xiàn)“黃色安全帽220kV智能變電站”則表示已經(jīng)拿取并使用了“安全帽”，同樣的操作，依次選擇“220kV絕緣手套”、“220kV絕緣靴”。圖11工器具選擇界面(3)在主控面板是雙擊打開(kāi)“3D場(chǎng)景”軟件，按照變電站巡視項(xiàng)目及要求對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行逐一巡視檢查；(4)當(dāng)巡視到28751隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)28751隔離開(kāi)關(guān)已經(jīng)嚴(yán)重過(guò)熱發(fā)紅；圖12現(xiàn)場(chǎng)界面(5)單擊上部的“巡視模式”進(jìn)入巡視模式，雙擊28751隔離開(kāi)關(guān)任意位置，在彈出的對(duì)話框中，選擇“異常檢查”選項(xiàng)卡，依次選擇當(dāng)前設(shè)備“220kV五智2875線220kV28751隔離開(kāi)關(guān)”、巡視點(diǎn)“本體異?！?、發(fā)現(xiàn)缺陷“刀口發(fā)熱”、危急程度“危急缺陷”，處理方式選擇“1.立即匯報(bào)調(diào)度及工區(qū)”“8.倒母線”，單擊提交按鈕，提示提交成功。圖13巡視結(jié)果處理界面(6)在主控面板上雙擊打開(kāi)“監(jiān)控中心”軟件，在主接線圖上單擊2875斷路器，在對(duì)話框中核對(duì)操作是否正確，然后單擊“編號(hào)驗(yàn)證”，在彈出的對(duì)話框上單擊“確定”按鈕；繼續(xù)單擊“操作員驗(yàn)證”，選擇“操作用戶”，單擊“確定”；最后在彈出的對(duì)話框中選擇“監(jiān)護(hù)員口令驗(yàn)證”，選擇“監(jiān)視用戶”，單擊“確定”完成對(duì)遙控設(shè)備的驗(yàn)證；之后依次單擊“遙控選擇”、“遙控執(zhí)行”遙控?cái)嚅_(kāi)2875斷路器；圖14開(kāi)關(guān)刀閘遙控操作界面(7)切換至“安全工器具”軟件，選擇使用“緊急鑰匙”；使用后返回“3D場(chǎng)景”，左上角會(huì)出現(xiàn)下面的圖標(biāo)；圖15緊急鑰匙顯示(8)切換至“操作模式”，導(dǎo)航至28751隔離開(kāi)關(guān)位置，單擊五防鎖，即可使用緊急鑰匙對(duì)28751隔離開(kāi)關(guān)緊急解鎖，單擊28751操作箱柜門打開(kāi)柜門，調(diào)整位置和視角，單擊“遠(yuǎn)方/就地”控制旋鈕，將28751隔離開(kāi)關(guān)打到“就地”狀態(tài)，單擊“分閘按鈕”，拉開(kāi)28751隔離開(kāi)關(guān)；調(diào)整視角檢查28751隔離開(kāi)關(guān)三相確已分開(kāi)，單擊關(guān)閉柜門，鎖上五防鎖；(9)導(dǎo)航至28752隔離開(kāi)關(guān)位置，使用緊急鑰匙對(duì)28752隔離開(kāi)關(guān)緊急解鎖，單擊28752操作箱柜門打開(kāi)柜門，調(diào)整位置和視角，單擊“遠(yuǎn)方/就地”控制旋鈕，將28752隔離開(kāi)關(guān)打到“就地”狀態(tài)，單擊“合閘按鈕”，合上28752隔離開(kāi)關(guān)；調(diào)整視角檢查28752隔離開(kāi)關(guān)三相確已合上，單擊關(guān)閉柜門，鎖上五防鎖；(10)切換至“監(jiān)控中心”軟件，同6遙控合上2875斷路器,緊急處理完畢后，從中斷處繼續(xù)進(jìn)行巡視。3.操作培訓(xùn)涵蓋變電站典型操作票中的所有操作，包括主接線圖、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中全部一次設(shè)備及保護(hù)和自動(dòng)裝置、站用電及系統(tǒng)的操作、直流系統(tǒng)等設(shè)備的各種操作；保護(hù)自動(dòng)裝置的投切、方式切換及其液晶面板的操作、保護(hù)定值修改等；并包括驗(yàn)電操作。模擬誤操作，給出相應(yīng)的操作結(jié)果，深刻領(lǐng)會(huì)誤操作的危險(xiǎn)性，培訓(xùn)正確倒閘操作流程：主要包括開(kāi)操作票、拿鑰匙、去現(xiàn)場(chǎng)、聽(tīng)調(diào)度指令再進(jìn)行操作等嚴(yán)格的流程。學(xué)生通過(guò)在3D試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行操作，體驗(yàn)實(shí)際變電站的操作流程，為理解變電所運(yùn)行規(guī)程，熟悉倒閘操作打下基礎(chǔ)。倒閘操作（以五智2875線I母運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)II母運(yùn)行態(tài)為例）：在監(jiān)控中心點(diǎn)開(kāi)五智2875線可觀測(cè)到界面進(jìn)入220kV五智2875線界面，線路有如下幾個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：（1）冷備用態(tài)（2）I母運(yùn)行態(tài)（3）II母運(yùn)行態(tài)（4）I母熱備用態(tài)（5）II母熱備用態(tài)（6）開(kāi)關(guān)檢修態(tài)（7）線路檢修態(tài)（8）開(kāi)關(guān)及線路檢修態(tài)。圖16母線運(yùn)行狀態(tài)顯示界面根據(jù)界面可知五智2875線基本運(yùn)行工況下處于I母運(yùn)行態(tài)，點(diǎn)擊II母運(yùn)行態(tài)即可由軟件自動(dòng)執(zhí)行I母運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)II母運(yùn)行態(tài)（此處需注意教練臺(tái)中軟件狀態(tài)處于運(yùn)行態(tài)而非凍結(jié)態(tài)），由主接線圖可觀測(cè)到2875線按順控票順序執(zhí)行，步驟如圖17所示。圖17順控票顯示界面執(zhí)行操作中的元件會(huì)出現(xiàn)閃爍，上圖中2875斷路器正在執(zhí)行操作，倒閘操作結(jié)束后五智2875線轉(zhuǎn)II母運(yùn)行。圖18順控執(zhí)行顯示界面其中各步驟也可手動(dòng)在監(jiān)控中心的主接線圖上進(jìn)行刀閘操作，以步驟1（斷開(kāi)220kV五智2875線2875開(kāi)關(guān)）為例，在主接線圖上左擊2875斷路器，進(jìn)行編號(hào)驗(yàn)證、操作員驗(yàn)證、監(jiān)護(hù)員驗(yàn)證后進(jìn)行遙控選擇和遙控執(zhí)行即可斷開(kāi)220kV五智2875線2875開(kāi)關(guān)，其它步驟也類似。4.智能變電站二次回路仿真教學(xué)利用主變、線路保護(hù)的二次回路結(jié)構(gòu)以及3D模型進(jìn)行介紹，使得學(xué)生掌握智能變電站的二次回路構(gòu)成，其與常規(guī)變電站的區(qū)別。軟件可設(shè)置如CT二次開(kāi)路、PT二次短路、保護(hù)裝置拒動(dòng)等多類二次回路故障。以220kVI母PT二次短路為例：將教案列表中已設(shè)置的220kVI母EVT設(shè)置PT二次短路故障，右擊該故障選擇發(fā)送。圖18PT二次短路故障設(shè)置可觀測(cè)到實(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，顯示220kVI母測(cè)量電壓消失動(dòng)作，220kVI母保護(hù)交流電壓消失動(dòng)作。根據(jù)得到的報(bào)警信息來(lái)分析和判斷故障情況。圖19PT二次短路故障后運(yùn)行結(jié)果顯示5）電網(wǎng)故障分析設(shè)置各種故障，由模擬故障錄波器得到故障、故障切除、恢復(fù)供電過(guò)程中的電氣量波形、保護(hù)及開(kāi)關(guān)的動(dòng)作情況分析故障點(diǎn)位置、故障相別及故障類型，分析保護(hù)的動(dòng)作行為是否正確，分析斷路器是否發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)等。在教練臺(tái)復(fù)位工況后確認(rèn)軟件處于運(yùn)行態(tài)而非凍結(jié)態(tài)。選擇教案列表中220kV智能變電站五智2875線距離20%處發(fā)生三相短路，故障類型為永久故障，右擊該故障選擇發(fā)送，可觀測(cè)到實(shí)時(shí)報(bào)警中出現(xiàn)報(bào)警信息和保護(hù)動(dòng)作信息