变电仿真培训范文1
关键词：变电站；仿真；应用
作者简介：周秧（1981-），女，浙江诸暨人，浙江省电力公司培训中心，讲师；蒋吉荪（1962-），男，浙江建德人，浙江省电力公司培训中心，工程师，高级技师。（浙江 建德 311600）
中图分类号：G726 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0025-02
变电站仿真培训系统是目前针对变电站运行人员培训的主要工具之一。由于电力系统自身的特殊性，电力生产与消费具有同时性、瞬时性等特点，日常工作中运行人员很难在真实运行的设备上进行训练，不能将运行的系统当作试验品，更不允许人为设置一些事故用于培训。因此，目前普遍采用变电站仿真培训系统，建立一个与实际变电站运行状况相似的仿真变电站。运行人员可以在这个仿真变电站里进行运行工况监视、设备巡视、倒闸操作、缺陷及事故处理等能力的训练。
一、变电站仿真培训系统
变电站仿真培训系统经过多年的开发、升级提高，目前变电站环境是三维逼真的，人机交互是和谐友好的，高效地模拟变电站的各种运行和操作。
浙江省电力公司培训中心变电站仿真培训系统包含35kV、110kV、220kV和500kV四个电压等级，是联合电网型仿真系统，同一电压等级以及不同电压等级的变电站之间均有联系，与目前的电网现状相一致，使培训与生产实际紧密结合。同一电压等级的变电站，不同变电站的主接线方式、正常的运行方式多样化，有双母线带旁路、双母线、双母单分段、单母分段、内桥接线等形式。继电保护及自动装置的配置形式也是不同类型、不同厂家、不同原理的结合，充分满足了培训需求多样性的要求，可以适应来自不同变电站运行人员的培训，能够满足各等级、各岗位运行人员的培训。
二、仿真培训系统的应用
变电站仿真培训系统对增强变电站运行人员的运行技术素质，提高电力系统安全运行水平发挥着重要的作用，具有其他培训方式所不可能替代的独特优势，可以让“教—学—练”的培训模式发挥到极致，其经济效益和社会效益是巨大的。
1.运行工况监视培训
运行工况监视是对变电站内的日常信息进行监视，以达到掌握变电站一、二次设备运行状态及电网潮流分布情况，保证正常运行的目的。目前采用的是计算机监控系统，以微机监控系统为主、人工为辅的方式。
变电站的运行监视工作是日常运行管理工作的主要组成部分。学员可以在仿真系统上学习监视的内容，能够掌握正常运行状态下的系统情况，不正常的情况有哪些，出现问题时如何应对、处理。
2.设备巡视培训
设备巡视检查是变电站运行人员的一项重要技能，及时发现异常和缺陷，对预防事故的发生，确保设备安全运行起着重要的作用。变电站中的设备很多，运行人员在设备正常运行时需巡视，设备出现异常时需巡视，电网或设备发生事故时也要巡视，这就要求运行人员掌握变电站中的每个设备在不同情况下的巡视内容。
设备巡视工作每名变电站运行人员在工作中都在做，但是很多都是走形式，做表面的工作，很少有人可以将设备巡视工作做到位、做好。就以主变压器为例，在正常巡视、熄灯巡视和特殊巡视时的内容不完全相同，侧重的内容不一致，作为一名合格的变电站值班员是需要掌握的。
仿真培训系统逼真的三维画面，使参培人员可以简单、自如地在仿真变电站里随意走动，对设备进行多角度、全方位地检查，把学习的理论知识真正运用起来。教员可以对设备设置异常，培养学员在巡视检查时候发现设备缺陷的能力，如瓷瓶有裂纹、设备发红过热、设备渗漏油等。
3.倒闸操作培训
倒闸操作是变电站运行人员的一项重要工作，它关系着变电站以及电系统的安全运行，也关系着操作人员自身的安全。熟练并正确地进行倒闸操作，是每一个运行人员必须达到的基本技能。变电站仿真培训系统提供了对运行人员培养规范化操作习惯、操作术语、防止误操作等的训练。培训人员可以按照倒闸操作的步骤和要求，从接受调度操作预令开始，拟票、审票，准备工器具，危险点分析预控，接到调度的正令后依照操作步骤进行准确有序地操作，直到倒闸操作完毕，汇报调度，签销操作票。这样既符合现场的操作程序和习惯，也使运行人员感到更加真实，从而达到更好的培训效果。
通过倒闸操作培训，可以使运行人员学会如何规范地接受调度下达的指令，如何规范地使用术语与调度交流，能够正确、迅速地填写操作票，且能够理解每一步操作步骤的意义，而不是照本宣科、死记硬背，这样就可以将学习到的技能举一反三地应用到实际的工作实践中，做到学以致用。
变电站仿真培训系统可以进行各种设备的倒闸操作，包括线路、母线、变压器、旁路开关代出线（主变）开关的操作等，不仅包含了一次设备的操作，也有二次设备的操作。在进行倒闸操作培训过程中，可以很好地将相关的规程、制度融入进去，不但能够熟练掌握倒闸操作的过程，还可以提高安全意识和其他相关技术水平。在倒闸操作过程中，如果出现误操作，仿真培训系统与实际变电站一样，会发出相应的各种音响、信号，同时可以在相应的设备上看到因误操作所引起的事故现象及保护动作情况。通过模拟误操作的培训，可以加深运行人员对误操作所引起的严重后果的感性认识，同时也可以提高运行人员处理误操作所引起事故的能力，做到临危不乱。
4.缺陷处理培训
变电站电气设备的缺陷是指设备的异常运行状态或异常运行情况，如不及时处理将可能逐渐严重，甚至发展成为事故，或造成事故的扩大。变电站一次、二次设备在不间断地长时间工作中，或多或少都会产生缺陷，故发现缺陷并会处理缺陷是运行人员必备的一项技能。缺陷可分为紧急缺陷、重要缺陷和一般缺陷三类，变电站仿真培训系统可以根据需要设置各种类型的缺陷。通过培训，学员可以学会发现缺陷后，如何给缺陷定性，如何处理缺陷，并且能够掌握最优的处理方案。一个缺陷出现后，可以有多种处理的方案，其中一个是最安全、最可靠的方案。通过培训可以提高运行人员的缺陷处理能力，将可能发生的事故防患于未然。
5.事故处理培训
事故处理能力是反映运行人员综合能力的一个重要手段。发生一个事故，能够对事故进行分析、判断，并能够给出完整的、合理的、可行的处理方案。把一个事故处理完整，需要人员有很多的专业知识作为基础。
随着技术的快速发展，电气设备性能日益完善，发生故障的概率也是日趋降低。运行人员在现场遇到事故的机会越来越少，对事故处理能力的培养的机会也是越来越少。一旦发生事故，运行人员就会感觉无从下手，不知道如何分析事故原因，如何判断事故性质，如何查找故障点，如何汇报调度，如何处理事故。因此，事故处理的培训是运行人员培训的重中之重。
变电仿真培训范文2
关键词：变电仿真；培训系统；开发方向
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0166-01
随着我国电力系统的迅速发展，使得运行操作越来越复杂，而对电网安全运行的要求也越来越高，为了确保电网安全稳定地运行，要求变电运行人员具有较高的技术水平和事故处理能力。由于电力系统的特殊性，电力系统的事故、异常是不能在现场运行设备上A演的，所以变电运行人员在实际运行的系统中进行培训，以此来提高操作技能和事故处理能力是绝对不可能的。变电仿真培训系统是全过程、高性能、全范围的培训仿真装置，能够使接受培训的运行人员正确熟练地掌握变电所主变、母线、线路、保护装置的投停、倒换及调整等正常操作，提高他们准确分析、判断、处理各种事故的能力。
1 变电仿真培训系统的分类及特点
变电仿真培训系统可分为硬仿真系统和软仿真系统。硬仿真系统是指采用硬件装置模拟变电站的各种运行设备，包括一次设备、二次设备、交直流系统及控制盘、表计等。开关跳闸、保护动作及异常等信号逻辑关联是用二次线来实现的，设备操作的把手、按钮、压板、空气开关都是真实设备，系统建设较复杂，适应性差，改动困难。软仿真系统是指用计算机软件来模拟变电站的全部一、二次设备及监控自动化系统，硬件由主站服务器、教练员工作站、学员工作站及一些网络通信设备组成。软仿真系统的设备控制及逻辑关联都是由软件实现，修改容易，适应性好，易于拷贝、移植，并且占用空间小、工程造价低、运行费用低、维护工作量小，缺点是直观性较差、现场感不够强。从主接线形式来看，本仿真变电站的主接线综合了全省各个电压等级变电站的主接线方式[1]。一次设备采用三维立体动画进行仿真，设备外观、瓷套、引线、油位、表计、指示、标识等都清晰可见，具有较高的逼真度。主变、母线、线路所配备继电保护及自动装置、中央信号、光字牌系统、仪表测量系统、所用电及直流系统等均按目前国内标准，大型典型变电站设计。继电器面板配置的正常运行信号、事故连锁信号齐全，并能实时反应。
2 变电仿真培训系统的应用
2.1 倒闸操作培训
倒闸操作是学员日常工作内容之一，学员能否正确进行倒闸操作将直接影响着电网的安全运行，操作中稍有差错便可能导致设备损坏、人身伤亡或局部甚至大面积停电，所以本变电仿真培训系统采取技术措施防止电气误操作事故，做到“五防”：即防止带负载分、合隔离开关；防止带电挂（合）地线；防止带接地线合断路器；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器。通过对线路、母线、主变等电气设备的倒闸操作，可以使学员学会如何规范地填写操作票，熟练地掌握倒闸操作的正确步骤，熟悉倒闸操作过程中各种仪表的变化，信号灯的指示等。在倒闸操作过程中，如果出现误操作，与实际变电站一样，会发出相应的灯光及音响，同时可以在相应的屏上看到因误操作所引起的事故现象及保护动作情况，这就加深了学员对误操作所引起的严重后果的感性认识。
2.2 事故处理培训
处理电气事故时应遵循的基本原则是：迅速限制事故的发展，消除事故的根源，并解除对人身及设备安全的威胁。用一切可能的办法保持设备继续运行，对重要用户应保证不停电，对已停电的用户应尽快恢复供电。调整系统运行方式使供电恢复正常。在仿真变电站进行事故处理培训，就是在教练员计算机上设置各种运行方式下的各类故障，并在仿真变电站中的控制屏、中央信号屏、继电保护屏及多媒体计算机上迅速反应。学员根据事故现象、各种信号等进行综合分析、判断，以确定事故的类型、范围，快速、果断地处理事故，并在规定的时间内写出事故报告。通过事故处理培训，有助于提高学员分析及处理事故的能力，从而保证电网安全稳定运行[2]。
3 开发方向探讨
3.1 设备巡视
目前投入使用的变电仿真培训系统在设备巡视上的常规方法只有两种：一种是采用讲解的方式，由教员告诉学员要巡视的内容，但不能了解学员真实掌握情况，互动性差；另一种是采用交互的方式，其中所设置的异常是固定的，它只能针对性地设置一些异常，不能适应培训的全面要求。因此有必要开发实用性和互动性强的设备巡视功能，可以包括设备巡视的自动演示讲解系统、自动出题系统、巡视记录系统等。
3.2 主接线形式、设备类型及保护配置
单一仿真变电站的主接线形式、设备类型与保护配置不可能与所有培训单位的要求相同。基于此种情况，变电运行仿真培训系统的开发特别要注重“插件化”。因此，可以把主接线、一次设备和保护做成“插件”库，根据培训对象的需要和其所在变电站的设备状况，选一些“插件”来装配，能起到更好的培训作用，解决系统适应性的问题。
4 结语
变电培训仿真系统能提高培训效率、缩短培训周期、降低培训成本、见效快、效果好，作为一种新型的培训方式，其经济效益和社会效益是显而易见的，具有广泛的应用前景。
参考文献
变电仿真培训范文3
关键词：仿真技术电力系统
自20世纪80年代末至今，我国的仿真技术获得了极大的发展。在电力系统中，应用较多的培训仿真系统有电厂仿真、电网运行工况仿真和变电所仿真。一般说来，凡是需要有一个或一组熟练人员进行操作、控制、管理与决策的实际系统，都需要对这些人员进行培训、教育与培养。早期的培训大都是经过理论讲解和现场实习，通过实际操作经验的积累来完成的，这种培训方式因是在实际运行的系统上进行操作，不仅培训成本高、培训时间长，而且有些故障只能在实际发生时才能得到实际操作的机会，致使一部分知识只有感性认识，得不到实际操作的锻炼。随着系统规模的加大、复杂程度的提高，特别是造价日益昂贵，训练时因操作不当引起的破坏而带来的损失大大增加，因此，提高系统运行安全性、可靠性事关重大。为解决这些问题，出现了培训仿真系统，模拟实际系统的工作状况和运行环境，以避免运用实际系统时可能带来的危险性及高昂的代价。
变电所培训仿真系统集仿真技术、图形图象技术、数据库等技术于一体，依据变电所电力设备实物、一次设备和二次设备接线图进行设计，如主控室、控制屏、保护屏及设备连接状况，可在模拟设备和二次接线图上进行相应操作，采用鼠标点击的操作方式，简单、直观、易学(见图1)。这种方式使变电运行人员的培训手段大大更新，提高了培训效率，缩短了培训周期。也进一步提高了运行人员的正确判断和处理事故的能力，防止事故扩大化和缩短事故处理时间，从而确保电网安全、可靠、经济运行。
图1
1变电所仿真的现状
目前，我国农网中(110kV、35kV)变电所培训仿真系统主要有孤立变电所型变电培训仿真系统和考虑简单电网的变电培训仿真系统。前一种类型的变电培训仿真系统配置简单，造价相对较低；后一种不仅仿真了变电所的运行状况，而且考虑到电网和变电所之间的相互影响，该类型的变电培训仿真系统在功能上比孤立变电所型的仿真系统要强。此外，还有将无人值班变电所仿真、集控中心仿真、变电所运行管理系统结合于一体的110kV/35kV集控站培训仿真系统。考虑到仿真原理的相同性和孤立变电所型变电培训仿真系统较为简单，能够在单机上独立运行的特点，以下只对该系统进行简要介绍。
2硬件配置的基本要求
微机一台：主频PENTIUM200；32M内存；3.2G硬盘；16倍光驱；显示卡、声卡、音箱等。
3软件配置的基本要求
(1)中文视窗Windows95以上版本；
(2)多媒体仿真培训软件。
4主要功能
(1)正常操作训练：断路器操作、隔离开关操作、压板操作、保护投停、电压互感器的切换，电容器的投停等；
(2)故障演习训练：
断路器故障：拒动、误动、偷跳；
隔离开关故障：带负荷拉合隔离开关、带电合接地隔离开关；
变压器故障：包括相间短路、接地短路、匝间短路、变压器过负荷、变压器油温过高；
母线故障：母线短路、母线接地；
线路故障：近区短路、接地、断线等；
此外，还有电容器故障、继电保护故障以及其它故障等。
培训者可对设定操作任务或故障，依据系统标准操作票进行操作，系统也可在出现故障时，给予提示并指出错误要点。
(3)操作票生成与培训系统：可对线路、主变压器、母线、电容器等设备开操作票；可对学员的操作以操作票的形式记录；可对学员的操作票和标准操作票进行比较；
(4)理论知识的培训：可提供设备的图片和产品介绍；可进行二次回路图纸讲解：包括中央信号回路、电力变压器保护、电容器组保护、输电线路保护、低周减载装置等；还可进行运行规程问答、典型故障处理、经验介绍以及提供考试题库。
(5)系统维护功能：系统可根据110kV变电所的主接线方式(如：单母线接线方式、内桥接线方式、单元接线方式)和正常运行方式的差异及实际变电所的工作情况进行选择和修改，可对考试题目进行增加或修改，还可对二次接线图上的线路名称和隔离开关、断路器号进行更改，使其更加接近变电所的实际运行情况。
操作实例：
倒闸操作是变电所正常运行和检修中都涉及的操作，具有重要的作用，其操作过程如下：
①运行仿真软件，进行操作人员登陆。
②进行功能选择，进入倒闸操作模块，进行题目分类选择。如选择"10kV倒闸操作题目"后，屏幕上会出现一系列10kV倒闸操作题目的分项内容，用鼠标按钮进行选择，选择"纺织线002断路器停电，纺织线线路检修"(见图2)。选择题目后，可进行标准操作票预览，以便操作人员了解操作步骤后进行正确操作。可单击要点按钮，查看提示注意事项。操作练习既可在线路图上进行，也可在模拟图上进行。
图2
③依次拉开纺织线002断路器，拉开002-3隔离开关，拉开002-1隔离开关，在002-3隔离开关线路侧挂接地线(见图3)。遇到困难时，可查阅标准操作票和操作要点提示。操作完毕后，调出操作记录与标准操作票进行比较，如果在操作过程中发生误操作，系统会出现报警。
图3
④选择操作题目后，也可进入考试状态。在此状态下，系统不提供标准操作票和操作要点提示，考试时间到，系统不再进行操作记录。
5结束语
目前，110/35kV变电培训仿真系统在一些变电所已经得到应用，并取得实效。归纳起来，变电培训仿真系统具有如下的特点：
(1)计算机仿真程度高。仿真画面完全按照变电所的电力设备实物进行绘制，形象逼真。操作人员在模拟图或二次接线图上用鼠标点击元器件，即可激发元器件动作，元器件动作后仿真变电所同实际变电所情况一致。
(2)培训功能完善。不但可对变电所的正常和异常事故进行仿真，而且可提供完善的二次图讲解。对变电所的继电保护装置从动作原理到动作过程进行分步讲解，突出显示动作断路器和响应元器件，动画模仿电流轨迹。
(3)可扩充性强。仿真系统还应提供维护功能，用户可在使用过程中，按照各自变电所的实际情况进行适当的修改，使其更接近实际运行中的变电所。
变电仿真培训范文4
一、继电保护实训基地
国家电网公司继电保护高技能人才培养基地的前身为湖北省电力公司继电保护专业培训中心，该基地于1988年建成，占地面积600余平方米，2010年5月，经过严格的遴选，该基地成为国家电网公司高技能人才培训基地。
1.基地建设情况
基地按照实际现场标准设计500kV和220kV两个变电站的完整二次系统及综合自动化系统，可对实际现场设备运行中出现的保护异常、保护故障进行模拟分析，以提升员工专业技能。同时，本基地还拥有目前国内继电保护设备最先进，厂家最广泛的优势，可用以开展各类职工培训、技能鉴定、科研开发、技能比武、教师培养等工作。
2.工作成就与动态
基地的投用，为国家电网公司、湖北省电力公司的高技能人才实训、比武以及项目开发提供了较好的平台，已先后多次承担国网公司、湖北省电力公司继电保护人员培训任务，承接湖北省第五届职工技能大赛暨湖北省电力公司继电保护专业高技能比武等多项比赛，并依托基地顺利进行了湖北电力继电保护专业标准化课程开发项目（目前已验收通过），出台《湖北省电力公司生产技能人员继电保护培训规范》，出色的工作成绩得到了国家电网公司、湖北省电力公司的肯定。
二、电力营销实训基地
国家电网电力营销高技能人才实训基地按照供电企业电力营销专业技能要求建设而成，总投资900多万元，实训面积600余平方米，涵盖电能计量、用电检查、装表接电、用电信息采集、抄表核算收费、用电业务受理、95598客户服务七个职种，实现了电力营销教学、培训与生产实际操作的零距离衔接，可用于电力市场营销专业学生的教学实训，以及供电公司生产技能人员的培训、考核、竞赛和鉴定工作。
1.基地建设
基地秉承“严谨求实、开拓创新”的精神，以满足供电公司电力营销人员现场技能需求为导向，按照“理论与实操相结合、重视实际技能培训”的培训思路，打造高水平专兼结合的师资队伍，建立全省电力营销人员培训体系，描绘出电力营销人员岗位学习地图，采用实操演练、案例教学、角色替换等最新培训方式，实现了电力营销培训的科学化和系统化，造就了电力营销专业特色培训品牌。
在做好培训工作的同时，实训基地高度重视教培互举体系建设与开发，以研发促培训、以培训促研发，采用“走出去、请进来”的方式强化与各网省培训中心的交流合作，努力将基地打造成电力营销专业的研发基地和研讨中心，力争成为国家电网公司一流的电力营销培训基地。
2.工作成就与动态
电力营销实训基地的培训工作严格遵守《国家电网公司生产技能人员职业能力培训规范》要求，按照“理论与实操相结合、重视实际技能培训”的培训思路，从湖北电力企业的实际出发，开展了电力营销特色培训，通过案例教学、技术讲座、交流讨论、实操演练等方式，组织行业技术专家、企业资深技术人员、高校教师为学员授课，着重更新学员的专业知识，提升了学员分析和解决问题的能力，形成了湖北电力营销培训的特色。
近年来，电力营销实训基地教师先后承担了全国“农电工知识技能竞赛”选手培训、全国“用电检查、装表接电”大比武强化培训、国家电网公司供电“服务之星”劳动竞赛湖北选手的选拔培训、国家电网公司“电能计量技能竞赛”强化培训、湖北省电力营销高技能人才培训等工作，培训选手在全国大赛中均取得优异成绩，一大批技术能手和技能专家从这里走出。在2005年、2008年、2010年连续三届的国家电网公司供电“服务之星”竞赛中，培训选手共计9人全部荣获获国家电网公司供电“服务之星”称号，1人荣获“十佳服务之星”称号。
三、仿真实训基地
国家电网公司湖北电力仿真培训中心是国内开展电力仿真培训最早的单位之一。1988年，原湖北省电力局决定在武汉电力学校（现武汉电力职业技术学院）建立大型火电机组仿真培训基地，1993年2月，“湖北电力仿真培训中心”正式成立，在并开始组织对外培训。
1.基地建设
基地研发实力雄厚，从1988年参与第一台仿真机组开始，先后自主研发了35kV―1000kV各电压等级的变电仿真机、变电站集中监控系统，200MW～1000MW火电机组仿真机，生物质电厂、水电厂仿真机也已投入使用并取得良好的效果。
基地在努力研发的基础上积极推广开发成果，曾为华东电网有限公司培训中心等多家单位和机构提供技术和设备支持，深受广大用户好评；与此同时，基地实行培训与仿真开发并举，仿真开发紧跟电力工业技术进步的脚步，将培训需求融入到仿真机的开发中，开发出针对性、适应性较强的培训体系，并已出版配套培训教材多部，现已广泛应用于各类仿真培训中。
2.工作成就与动态
经过多年努力，国家电网湖北电力仿真培训中心已成为国内知名的电力仿真培训中心之一。2005年11月，基地通过了中国电力企业联合会组织的电力行业仿真培训基地评估，首批被授予“电力行业仿真培训基地（火电、变电）”。研发成果更是得到了业内外专家的一致好评。其中，2006年中心独立开发的“500kV综合自动化变电站仿真培训系统”获得中电联电力职业技术教育教学成果奖系统开发类一等奖；2008年完成的1000kV特高压交流示范工程变电运行培训系统已正式通过验收，专家组认定该项目“填补了国内空白，整体技术处于国内领先水平”；此外，由基地研发的各类产品多次荣获湖北省电力公司、华中电网公司科技进步奖等荣誉。
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李兴华（1974-），男（汉族） 工程师，主要负责技术标准的制定和审核。
摘 要：本文通过介绍目前电网运行模式改变，说明急需开发一套适合集控值班人员培训的软件―集控站仿真培训系统，并展示了一套以鹤壁地区变电站、集控站和电网为模型，集电网仿真、变电站仿真、Web、图形图像、通讯、数据库、三维虚拟现实技术于一体的集控站仿真培训系统；该套系统功能齐全、内容多、范围全面、可模拟的故障数量多，效果逼真，培训的范围广、实用性强，是目前快速提高变电站、集控站运行人员技术素质的有效途径和方法，取得了显著的经济效益和社会效益。
关键词：集控站；仿真培训；建设；应用
1、引言
随着电网规模的发展和主网架升级以及电力技术的发展，220kV及110kV电压等级大量无人值班变电站投入运行，变电生产管理由传统方式向集约方式转变，在变电站和电网调度之间出现了集中监控中心这一层面，建立集控站，可以实现分层分布式的调度运行管理模式，实行集约化管理方式，降低变电站运行成本，达到信息分流、控制分层目的，同时分散厂站信息全部由地调主站系统接收处理的风险，减轻主站压力。
220kV集控站比单个220kV变电站需要监视更多的信息、需要执行更多的操作、需要处理更多、更复杂的异常、事故，这就对运行人员的素质提出更高要求。为了解决集控运行人员的培训问题，培养集控人员的全局观念和系统观念，急需建立集控站仿真培训系统。鹤壁供电公司为了适应现代电网发展趋势，打造一批精英运行团队，提高设备安全运行水平，特研制开发了220kV集控站仿真培训系统。
2、系统建设目标
2.1系统建设的目标
以220KV灵山集控站及下属的五个110KV为仿真对象，采用先进的模块化建模技术，在SDSS2000仿真开发支撑系统环境下研制开发的一套全范围集控站仿真培训系统。该系统对灵山集控站所辖6站进行全方位仿真： 模拟集控所辖小系统一次系统潮流分布、故障电压和故障电流、监控系统、五防系统、保护装置以及户外一、二次设备的巡视、操作、显示及实施响应。可以为变电站运行人员、集控运行人员、电网调度人员提供优质高效的培训。
2.2 系统研究内容
（1）集控站仿真培训范围探讨及确定（2）仿真对象逼真度确定（3）集控站仿真系统建模使用软件研究（4）保护和自动装置响应速度研究（5）故障及异常情况下保护和自动装置动作原理研究（6）潮流分布及故障分量算法研究。
3、系统项目组成
系统有硬件和软件两部分组成
3.1 硬件组成
硬件组成：6台计算机、网络设备、音响设备、电源设备；
网络设备：通过高速数据交换机以太网形式实现各设备之间数据的快速、可靠传输；
音响设备：通过音箱来实现集控站电笛及电铃的声响报警效果。
图一 硬件组成图
3.2 软件组成
SDSS2000支撑系统软件、电气系统模型软件、监控机软件、保护屏图形软件、五防软件 、 3D就地软件、平面就地软件。
3.2.1 SDSS2000支撑系统软件
仿真支撑系统软件是仿真培训系统软件系统的核心，从功能上主要分为系统服务、工程师台功能和教练员台功能，它的主要特点如下：
1)模块化建模。所有模型软件全部采用模块化设计，模型开发人员可以方便地进行建模和调试工作。同程序化设计的方法相比，模型软件易于扩充和修改，调试方法先进；
2)动态库链接。算法源程序经过编译以后，无需退出支撑系统就可以重新装载；
3)变量/模块跟踪调试，为开发人员提供强大的调试工具；
4)系统具有多种图形显示，包括系统状态、变量监视、故障监视、网络监视等，图形技术采用OpenGL编程，画面美观，显示信息丰富；
5)实时系统资源监测，显示当前各运行周期占用CPU时间；
6)系统提供了许多方便于模型开发人员进行开发的功能，例如变量的自动管理、模块的智能复制和数据库的自动保存功能等；算法的源程序全部采用C++高级语言，代码体积小、执行效率高；
7)网络通讯的周期为100毫秒，盘台设备的操作反应迅速，仿真逼真度高。
8)采用Microsoft Access作为数据库管理系统，Miscrosoft Access数据库具有功能强大、灵活易用等特点，通过ODBC的方法实现数据库的网络共享；
9)全中文环境，人机界面友好，完全采用Windows 32应用程序的界面标准，开发人员很容易掌握使用。
10)DSS2000从功能上主要分为系统服务、工程师台功能和教练员台功能，它的主要功能如下：
图二 教练台画面
SDSS2000 系统服务功能：用户登陆服务；日志管理；网络通讯服务；算法动态链接库管理；
SDSS2000 工程师台功能：提供电气系统建立、修改和调试模型软件的环境；实时调度、执行模型软件；管理算法数据库、变量数据库和模块数据库，建立和维护数据库之间的对应关系；提供丰富的统计和查询功能；
SDSS2000 教练员台功能：仿真培训系统正常的运行和冻结；初始条件管理，系统提供200个初始条件可供教练员选择；故障管理，包括设置、取消单个故障、复合故障，可以图形显示故障的状态（未设置、设置但未发生、已发生）；复位功能；返回功能；重演功能；主要参数曲线监视；外部参数监视；负荷调整：可以调整各站负荷的有功和无功。运行日志：能自动记录学员进行的操作和检查过程，并可以进行修改。巡视记录；远方关机功能；
3.2.2 模型软件
本仿真培训系统的模型软件都采用Visual C++编写。模型软件能够精确模拟受控变电站各种设备的物理特性，不仅能够精确模拟一次设备，而且能够模拟二次元件；不仅能够模拟正常运行，而且能够模拟异常和事故状态；能够模拟各种故障和异常424个；它主要有下列数学模型：鹤壁地区电网：鹤壁地区电网拓扑计算模型；鹤壁地区电网潮流计算模型；鹤壁地区电网故障分量计算模型；6座变电站线路测控、保护和信号逻辑模型，母线测控、保护和信号逻辑模型。所用变/电容器测控、保护和信号逻辑模型，主变压器冷却器控制、信号逻辑模型。变压器有载调压装置控制、信号逻辑模型，低压交流系统电压、电流计算模型，低压交流系统测控、保护和信号逻辑模型，低压直流系统电压、电流计算模型，低压直流系统测控、保护和信号逻辑模型。
3.2.3、监控机软件
监控机软件是对集控站监控机的仿真，能够实现真实集控站监控机上所有的操作、显示。该软件具有动态操作、动态显示、参数监视、故障报警、遥信显示、报警信息分类等功能。
图三 灵山集控站画面
参照真实集控站监控机软件，该仿真软件采用分级菜单结构，调出系统画面的响应时间小于0.3秒，动态刷新时间为0.1秒。
图四 灵山站一次系统接线图
该软件具有方便的可修改性和可扩充性，可以方便地在线和离线进行系统画面和动态特性的修改、添加。
3.2.4 五防机软件
五防机软件是对220KV灵山变电站五防机的仿真，能够实现现场五防机的功能。在该机上，模仿现场五防机的开票过程，遵循五防逻辑，进行操作票的开取、校验。
图五 灵山站五防机画面
3.2.5、保护屏图形软件
该软件是对受控变电站的测控屏和保护屏的仿真。采用DirectDraw显示技术，将需要显示的盘台和盘台上的仪表、旋钮、开关、液晶等实时显示于计算机的屏上。
图六 保护屏画面
该仿真软件逼真度高，操作反映速度快，灵活性好，画面调出时间小于0.1秒，动态刷新速度快。在进行开关操作、指针旋转、切换各种画面的仿真中，鼠标一点即动，使人几乎感觉不到有响应时间。
保护屏图形软件完成受控变电站主控制室保护屏的液晶报告、信号指示、信号复归和压板操作的仿真。通过实景菜单的方式，可以选取任一个保护屏，并对每个动态点进行实时的各种操作（开关的开合、按钮的按动、压板的投入及退出）和各种动态显示。
图7 保护屏画面
本部分软件实现对每一保护屏的推拉功能，即对保护屏看不到的部分可以用鼠标进行拖动，将其拉入显示屏内进行观察和相应的操作，从而直观的再现了元器件多且盘面大的保护屏。 保护屏信号量大，本机操作用变量13927个，与主机交换的逻辑量为8491个，模拟量为2572个。在信号分析处理部分进行了准确定位，分层处理，尽可能地减少信号处理量，既保证了信号的正常传输又保证了动态画面实时显示。
3.2.6 3D就地台软件
3D就地台软件是对220kV灵山变电站户外配电装置进行的仿真，在本项目中，独立研发的三维虚拟仿真（3D Virtual Simulation）支撑系统采用了国际领先的图形开发平台技术，该支撑系统能优化OpenGL 和 DirectX底层核心技术，结合Visual C#.NET 编程，可以动态加载大型三维场景，可一次加载超过四百多个三角面，满足大型三维模型实时渲染的需求。该项技术在国内处于领先水平。在该支撑系统下开发的三维实时仿真程序不仅能够1:1绘制整个变电站三维模型，而且可以进行三维交互、动作模拟等。可以由客户操纵从任意一个角度互动性地观察场景，犹如身临其境。采用三维虚拟技术使220kV集控站仿真培训系统的功能更强、故障更多、设置更灵活如：一次系统可以设置各种故障，例如瓷瓶裂缝、接触点过热、带电拉刀闸等。
图8 户外一次设备三维场景
3.2.7、平面就地台软件
平面就地台软件是对110kV高村桥变电站、110kV冷泉变电站、110kV袁庄变电站、110kV淇滨变电站、110kV海河变电站户外配电装置进行的仿真，户外配电装置采用平面单线图实现显示和操作，重要的设备可弹出相应面板进行仿真，简单实用，可全面模拟户外巡视和户外操作。
图9 户外一次设备平面场景
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在该系统下开发的三维实时仿真程序不仅能够1:1绘制整个变电站三维模型，而且可以进行三维交互、动作模拟等，同时实现不同天气下变电站设备巡视仿真培训，可对任一巡视内容进行记录和回放。监控、五防机采用矢量图形技术和自主开发的SimuDraw图形仿真支撑软件开发，可以模拟现场五防机的开票过程，遵循五防逻辑，进行操作票的开取、校验。保护屏采用DirectDraw对所有保护压板及按钮进行仿真，并对保护液晶进行菜单及事故记录仿真。 该系统能为变电站、集控站运行人员提供户外巡视、倒闸操作、事故演示和事故处理等方面的培训项目，能有效提高运行人员正常操作和巡视水平，大大提高运行人员对事故的反应能力和处理能力，培养运行人员的全局观念和系统观念，提高集控站运行的安全性、可靠性和经济性。 --!>
4、应用情况
集控站仿真培训系统建成后已为鹤壁供电公司公司进行了多批次的岗前培训、岗位培训、技能考核和技术比武等。实际应用效果证明，该仿真系统仿真范围全面、可模拟的故障数量多，效果逼真，是目前快速提高变电站、集控站运行人员技术素质的有效途径和方法，取得了显著的经济效益和社会效益。(1)利用该仿真系统进行运行人员培训，可取得直接经济效益。(2)通过有针对性的仿真培训，显著提高了集控站变电运行人员的基本操作技能和事故处理能力，有利于供电企业提高电网的安全、稳定运行水平，由此所取得的间接经济效益和社会效益是长期的。
随着电网技术的发展，全国集控站管理模式已全面推广，变电运行人员的全局观念和集控站人员应具有的素质技能，可通过集控站仿真培训使其适应现代电网发展需要。（作者单位：河南省电力公司鹤壁供电公司）
参考文献：
［1］ effrey Riehter. Windows核心编程［M］.北京:机械工业出版社，2000. 8.
变电仿真培训范文6
随着时代的进步和社会经济的发展，我国电力行业发展迅速，变电检修人员的技术水平、检修工艺面以及设备故障处理能力面临着新的挑战，设备维护水平的提高也迫在眉捷。为了适应新设备、新技术、新工艺的要求，为了满足人们的用电需求，提高供电质量，变电站设备也在不断的更新和改造中，这样就对变电检修人员提出了更高的要求，需要适时革新检修工艺和设备故障处理技术。文章就针对变电检修仿真系统的设计及实现做出研究分析，并且提出一些有价值的参考意见。
【关键词】
变电设备；检修仿真系统
变电设备检修仿真系统是一种培训专家系统，可以有效的模拟发生故障的处理流程。通过对故障现象的检修仿真模拟，使得检修工作人员在检修故障的过程中，可以在较短的时间内结合预警信息进行处理。
1 变电设备检修仿真系统的主要功能以及功能模块
1.1 主要功能
在构建变电设备虚拟场景的过程中，需要运用到数字化建模技术，数字化建模技术就是建立设备在工作运行中的三维实体模型。数字化建模技术的质量好坏对整个电力系统运行起着关键作用。变电设备检修仿真系统对变电站的设备均设立了模型，这样便形成了设备建模库，设备库对构建变电设备虚拟场景做出了重要贡献，对其设备运行的状态进行分析。系统在通过运用多媒体技术，在此基础上设置仿真模型使得动态模拟出整个变电设备，实现员工和机器交互装配工作，通过多媒体技术能够直观的表现出整个系统的内部构造，能够对零件构造细节清晰的展现出来。变电设备检修仿真系统采用先进科学技术，使得变压器动态装配过程在多媒体屏幕上展现出来。变电设备检修仿真系统现场设备的动作过程，全部的展现出来，便于检修人员跟踪测试并且及时的对故障进行检修。变电检修仿真系统的设计是基于现金的设备最终构建3D图形引擎，根据实际情况利用网络技术平台研究虚拟现实的仿真系统，对于在系统用户界面的处理上，是通过MFC处理技术跟踪完成的。
1.2 功能模块
功能模块主要是由变电检修仿真系统、管理监控以及检修训练三个功能模块组合而成的。变电检修仿真系统中心主要是根据在检修系统中数据库的仿真算法，分门别类的设置设备样本模型库。在此基础上模拟变电站各类设备中的检修仿真过程，变电检修仿真中心是通过科学技术进行算法对用户的用电输入输出接口进行控制命令。管理监控中心在整个系统中的主要功能则是对整个工作环节进行管理监控工作，实现对设备部件进行合理划分，能够灵活的处理部件中的逻辑关系，对在系统中的拆装顺序进行有效的管理监控。在故障知识库中的所有故障的维修策略都可以按照《作业指导书》指导作业，根据《现场作业工序工艺标准卡》中的参考技术标准和规范进行检修工作。对于变电检修工作人员进行定期的培训工作，对其培训工作要建立完整的培训档案，在培训过程中要建立培训题库和考测评估等环节综合起来加强对变电检修仿真工作人员的培训工作，最终提高对员工的培训工作。检修训练中心可以为工作人员提供一个良好的训练环境，工作人员在利用多媒体技术下，使用各类终端设备，比如利用鼠标键盘等设备在多媒体操作中，通过输入输出接口设备利用多媒体界面操作检修流程，通过算法接口进行数据交互，以达到检修训练中心的训练工作，为检修人员的培训提供更加细化的培训方法。
2 故障分析功能
2.1 故障信息
变电检修仿真系统通过多媒体检测系统进行网络分析，对故障做出研究分析，对故障来源、故障所产生的现象以及获得的数据进行探讨。在变电检修过程中，实现对故障发证原因作出及时合理的分析找到解决方案。比如变压器过热性故障，工作人员及时的利用变电检修仿真系统找到温度计的读数和相关的数据，这就可以提供一个连续时间段的温度数据变化形态，通过仿真系统进行提出模拟方案，对故障进行解除。
2.2 故障诊断及检测分析
在变电检修仿真系统中，可以根据具体的故障提出具体的方案模型。系统根据故障信息，结合数据系统可以提供相对应的措施，进行检测。比如在变压器过热性故障时，在故障诊断中，导致故障产生的原因可能是H2、CO等出现增长不明显的现象出现变压器铁心短路，可以通过多媒体技术在屏幕界面上输出铁心短路的外部状况。用户可以通过多媒体技术点击相对应的检测流程出现采用动画的方式提供处理方案，对故障进行及时的分析解决。
3 变电设备仿真检修系统的仿真模型设计
对变电检修仿真系统中，应当在设计的基础上完成变电检修仿真模型设计。根据数据和已经确定的设计方案，根据已有的技术基础完成设计模型工作。在变电检修仿真系统中，其设备的内部结构相对来说比较复杂，零件多而且形状多为不规则图形，要想在设备的装配过程中进行模拟组装，就要对基本的零件建立三维数字模型。在装配之前要配合多媒体三维技术进行学习研究，不断的总结研究，确定在组装时进行合理的安装顺序，这样在技术流程中不断的练习，结合变电站实际安装顺序和在多媒体技术下实现在模拟的场景下完成装配任务。
4 基于虚拟现实的动态仿真流程
为了使得用户在生产生活中能够清楚详细的观察在虚拟现实的动态仿真流程，观察装配顺序，需要用户增加自身对虚拟世界的交互功能。由于当今社会科学信息技术的迅猛发展，多媒体动态图画为用户提供了一个便利的学习空间，用户在进入装配系统中，根据多媒体动态图像展示，利用科学技术播放装配过程，三维模型以及虚拟环境的建立，可以能够确定网络场景中零件之间的层次结构。在对零件安装过程中的运动以及运动范围做出有效分析，并且需要用户自身提高动手能力，按照动画教学，自主学习并且学会研究从而设计动画，总结经验在建立动画的基础上触发行为，实现变电检修仿真系统的设计实现发展。
5 结束语
总之，通过本文的研究分析中可以得出，随着时代科学信息技术的迅猛发展，变电站也在不断的发展中进行创新和改造，使得变电站更加有利于用户供电的需要。随着社会发展的同时，广大人民对电力的需求逐渐增长，这就对变电检修人员提出了新的要求。针对当代的电力情况，就可以利用变电检修仿真系统的设计实现发展，对变电检修人员进行合理有效的培训工作，在实践中利用网络平台实现自身能力的提升，促进广大变电检修人员的工作能力和素养。在对变电检修工作中实现规范正确的工作流程，在一定程度上增加了企业的经济效益，为企业今后的发展打下坚实的基础。
【参考文献】
[1]黄先海.变电设备检修仿真系统的应用分析[J].中国新技术新产品. 2011（15）
