ZJGKQD06-變電站情景化演練仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
220KV變電站情景化演練仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以一實(shí)際220KV變電站及其外部電網(wǎng)為藍(lán)本開(kāi)發(fā)的?？紤]到目前我國(guó)220KV變電站數(shù)量大、結(jié)構(gòu)大體上相似的現(xiàn)狀，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)變電站學(xué)員的操作、演練、設(shè)計(jì)有廣泛的適應(yīng)性與實(shí)用性；本系統(tǒng)定位于電力電氣專業(yè)、電力系統(tǒng)專業(yè)崗位技能人才培養(yǎng)模式，增強(qiáng)學(xué)生崗位適應(yīng)能力及職業(yè)技能要求；培養(yǎng)具備變電站設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配、操作、維護(hù)等技術(shù)能力，適應(yīng)生產(chǎn)一線要求的高素質(zhì)高技能專門人才。
一、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)概述
本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中有三個(gè)電壓等級(jí)：即220kV、110kV、10kV，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本站220kV及110kV采用屋外配電裝置縮小布局在室內(nèi)，10kV采用屋內(nèi)配電裝置縮小布置在集裝箱房?jī)?nèi)。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置為中型配電裝置。
仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)有三個(gè)電壓等級(jí)，分別為220KV、110KV和10KV。
1、220kV模擬操作演練實(shí)訓(xùn)平臺(tái)電氣主接線形式
1．1、方案一：
220kV采用雙母線接線方式，110kV也采用雙母線接線，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一冊(cè)可知，220kV出線5回以上，裝設(shè)專用旁路斷路器；110kV出線為7回及以上時(shí)裝設(shè)專用旁路斷路器。而由原始資料可知，220kV出線2回，110kV出線5回，不需要裝設(shè)專用母聯(lián)斷路器和旁路斷路器。
10kV出線9回（其中備用2回），可采用單母接線方式。
接線特點(diǎn)：
1）220kV、110kV均采用雙母線接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過(guò)“跨條”來(lái)向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。
2）10kV側(cè)如采用單母接線時(shí)，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
1.2、方案二：
220kV采用一臺(tái)半斷路器接線，又稱3/2接線，每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至母線，兩回路間設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器形成一串。運(yùn)行時(shí)，兩組母線和全部斷路器都投入工作，形成環(huán)狀供電，具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。
110kV出線5回，可采用雙母線接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過(guò)“跨條”來(lái)向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮。
10kV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。
方案二的接線的特點(diǎn)：
1）220kV采用3/2接線方式時(shí)，任一母線故障或檢修，均不致停電，除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外，其它任何斷路器故障或檢修都不會(huì)中斷供電，甚至兩組母線同時(shí)故障（或一組檢修時(shí)，另一組故障）的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送。
2）110kV采用雙母線接線方式，出線回路較多，輸送和穿越功率較大，母線事故后能盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)可以輪流檢修，不致中斷供電，一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修每回路的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)時(shí)需要停電。
3）10kV采用單母線分段方式，可保證所用電及重要負(fù)荷的供電可以從不同分段出線上取得，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。
1.3、方案三：
220kV采用雙母帶專用旁路接線方式，使檢修或故障時(shí)，不致破壞雙母線接線的固有運(yùn)行方式，及不致影響供電可靠性。
110kV采用雙母線接線方式，出線斷路器檢修時(shí)，可通過(guò)“跨條”來(lái)向用戶供電。而任一母線故障時(shí)，可通另一母線供電。但由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮。
10kV采用單母線分段，可以使重要負(fù)荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。
其接線方式的特點(diǎn)：
1）雙母帶旁母，并設(shè)專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)來(lái)是提高了，但是保證了各段出線斷路器檢修和事故不致影響供電的情況下，而且也不會(huì)破雙母運(yùn)行的特性，繼電保護(hù)也比較容易配合，相對(duì)來(lái)可靠性即提高了。
2）10kV側(cè)采用單母線分段接線，可以使重要負(fù)荷及所用電的供電從不同的母線分段取得。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。
當(dāng)110kV出線回路在6回及以上、220kV出線在4回及以上時(shí)，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。
綜觀以上幾種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料可知該變電所220kV和110kV等級(jí)應(yīng)采用雙母線接線方式，10kV等級(jí)采用單母線分段接線方式。
二、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)技術(shù)參數(shù)
1、實(shí)訓(xùn)模擬空間尺寸：150㎡；
設(shè)備比例：1:4；布局占地尺寸： 20000×10000mm×2500mm(高)
2、電源：220V.50Hz.內(nèi)部使用24V/12V/6V等安全電壓等級(jí);
3、主要材質(zhì)：
設(shè)備材料： PVC、ABS板（棒）材、H/L型鋼材等主要構(gòu)件、主體支架、微型電機(jī)、受力構(gòu)件、傳動(dòng)裝置、金屬構(gòu)件，各部件均按實(shí)物顏色進(jìn)口烤漆。主體構(gòu)架采用H、L型鋼質(zhì)構(gòu)架；傳動(dòng)部分、受力部分為金屬構(gòu)件，以保證設(shè)備的整體強(qiáng)度性和可靠性。
電氣材料：集成電路板、電位器、繼電器、變壓器、傳感器、電子類儀表、信號(hào)接收轉(zhuǎn)換裝置、LED燈光顯示系統(tǒng)、投影儀、計(jì)算機(jī)、“易控(INSPEC)2009運(yùn)行平臺(tái)”操控仿真軟件等等。
4、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)技術(shù)說(shuō)明：
根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定；220kV、110kV、35kV變電站一次設(shè)備、主接線模擬板（配3種以上不同接線方式）、滿足三種以上不同接線方式的配件，實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺(tái)采用模塊化布局方式。
完全按照實(shí)際變電站的現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的外觀、功能設(shè)計(jì)制造，外形尺寸以實(shí)際變電站按比例1:4縮小制作：隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器、互感器、母線、避雷器、中央門形架、出線門形架、支持絕緣子、母線構(gòu)架、架空線等，模型制作具有一定的金屬感；整個(gè)變電站布置在一個(gè)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)。
模擬220kV變電站的運(yùn)行實(shí)境，能對(duì)全站設(shè)備進(jìn)行操作演練，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的邏輯控制和有序開(kāi)合（可見(jiàn)動(dòng)作并配合聲光電），讓學(xué)生和學(xué)員在真實(shí)情景中體驗(yàn)變電站的運(yùn)行過(guò)程，加深記憶，達(dá)到提高教學(xué)、培訓(xùn)質(zhì)量的目的。
該系統(tǒng)設(shè)備為反復(fù)、循環(huán)使用的可演練裝置，各設(shè)備、動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零件尺寸按1:4等比縮小。保證配合精度、精巧美觀，執(zhí)行機(jī)構(gòu)靈活、準(zhǔn)確到位、使用可靠。人字架、門型架、避雷器、互感器等支架均使用不銹鋼材質(zhì)保證機(jī)械強(qiáng)度。
為保證各設(shè)備支架的穩(wěn)固，設(shè)備分區(qū)、分塊地固定，以保證基板上架構(gòu)的相對(duì)位置尺寸及垂直度；實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是等比的、可操控的實(shí)訓(xùn)演練操作裝置。模擬變電站的運(yùn)行實(shí)境，模塊化布置；能對(duì)全區(qū)域設(shè)備進(jìn)行演練操作，進(jìn)行不同布局接線方式進(jìn)行操作設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的邏輯控制和有序開(kāi)合（可見(jiàn)動(dòng)作并配合聲光電），讓學(xué)員在真實(shí)情景中體驗(yàn)設(shè)計(jì)變電站場(chǎng)接線方式和設(shè)備仿真操作演練，滿足教學(xué)、培訓(xùn)質(zhì)量的目的，配備三種以上相應(yīng)的接線模擬板。
裝置內(nèi)設(shè)備如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器、電流互感器、電壓互感器、避雷器、中央門形架、出線門形架、支持絕緣子、母線構(gòu)架、架空線等都采用PVC、H、L鋼材（各設(shè)備型號(hào)見(jiàn)附件2）。各間隔各設(shè)備上有標(biāo)號(hào)。斷路器可以單獨(dú)演示分閘和合閘。隔離開(kāi)關(guān)能充電仿真動(dòng)作，斷路器燈光演示與之配合。即：當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作合閘時(shí)接觸母線，斷路器紅燈亮母線帶電，此時(shí)能夠測(cè)量出母線的電壓為24V。隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作分閘時(shí)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)分離母線，斷路器燈亮，此時(shí)母線不帶電。
學(xué)員根據(jù)模擬接線圖演練安裝實(shí)訓(xùn)后，平臺(tái)可實(shí)際可以使用24V/12V/6V模擬操作：
學(xué)員操作—接觸器動(dòng)作—隔離開(kāi)關(guān)形象上動(dòng)作—燈光顯示（紅綠燈），
（控制）——（模擬完成電氣功能）—變電站—接線模擬板燈光顯示
要求：效果跟現(xiàn)場(chǎng)操作基本一致，僅配電裝置比例縮小而已，真實(shí)感臨場(chǎng)感很強(qiáng)，增加學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)的興趣。
5、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)功能：
實(shí)訓(xùn)平臺(tái)跟現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備布局、操作基本一致，真實(shí)感臨場(chǎng)感強(qiáng)；是搭建理論教學(xué)與演練實(shí)訓(xùn)的橋梁；不但加深學(xué)生對(duì)變電站實(shí)物站場(chǎng)布局、設(shè)備組成結(jié)構(gòu)、功能原理的認(rèn)知與實(shí)習(xí)，還可以將實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的電氣設(shè)備任意移動(dòng)位置、組成不同的接線方式進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握；如：220kV采用雙母線接線方式、220kV側(cè)采用一臺(tái)半斷路器接線、220kV采用雙母帶專用旁路接線方式等等。
變電站演練實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以培訓(xùn)變電站運(yùn)行學(xué)員為主，通過(guò)對(duì)于站內(nèi)一次設(shè)備全仿真設(shè)備設(shè)計(jì)，模擬了變電站的工作環(huán)境。學(xué)員可以針對(duì)自己的工作內(nèi)容對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行各種操作、觀察，可以達(dá)到對(duì)廠站內(nèi)設(shè)備熟悉、對(duì)規(guī)程加深理解以及達(dá)到快速培訓(xùn)學(xué)員的過(guò)程。培訓(xùn)變電站運(yùn)行學(xué)員正確熟練地掌握變電站的巡視、操作，提高正確判斷、排除各種異常和故障的能力等。并通過(guò)各種布局反復(fù)培訓(xùn)，提高對(duì)變電站運(yùn)行的綜合操作、演練、設(shè)計(jì)能力。
6、實(shí)訓(xùn)功能：
變電站情景化演練仿真系統(tǒng)以培訓(xùn)變電站運(yùn)行操作學(xué)員為主，通過(guò)對(duì)于站內(nèi)一次設(shè)備操作演練，模擬了變電站的工作環(huán)境。學(xué)員可以針對(duì)自己的工作內(nèi)容對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行各種操作、觀察，可以達(dá)到對(duì)廠站內(nèi)設(shè)備熟悉、對(duì)規(guī)程加深理解以及達(dá)到快速培訓(xùn)技能操作演示的過(guò)程。培訓(xùn)變電站學(xué)員正確熟練地掌握變電站的巡視、操作，提高正確判斷、排除各種異常和故障的能力等。并通過(guò)各種接線內(nèi)容反復(fù)培訓(xùn)，提高對(duì)變電站運(yùn)行的綜合操作能力。
