变电站仿真系统 实验指导书 上海交通大学 电气工程实验中心 2008-03
变 电 站 仿 真 系 统 实验指导书 上海交通大学 电气工程实验中心 2008-03
前言 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。 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。变电站是电力系 统的一个重要组成部分，变电站仿真不仅要考虑变电站的一次设备及其操作机 构、交直流系统、继电保护、自动装置和综合自动化系统的详细模型，而且考虑 变电站仿真详细模型对电网仿真抽象模型的影响。 为了能让学生能在校就能更好、更直接的学习变电站的结构和日常运行管理 的知识，我们引入一套变电站仿真系统，并编写此实验指导书作为配套学习资料。 本书共分3大部分，第一章对整个系统进行介绍，第二章对系统的操作进行说明， 第三章列出具体实验供同学们学习。 由于编者水平有限，对于书中的不足和错误之处，敬请读者批评指正。 编者 2008年3月
前言 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。 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。 变电站是电力系 统的一个重要组成部分，变电站仿真不仅要考虑变电站的一次设备及其操作机 构、交直流系统、继电保护、自动装置和综合自动化系统的详细模型，而且考虑 变电站仿真详细模型对电网仿真抽象模型的影响。 为了能让学生能在校就能更好、更直接的学习变电站的结构和日常运行管理 的知识，我们引入一套变电站仿真系统，并编写此实验指导书作为配套学习资料。 本书共分 3 大部分，第一章对整个系统进行介绍，第二章对系统的操作进行说明， 第三章列出具体实验供同学们学习。 由于编者水平有限，对于书中的不足和错误之处，敬请读者批评指正。 编 者 2008 年 3 月
目录 第一章 电站仿真系统简介 1.系统概述 2.体系结构 3.功能概述 2 第二章系统操作说明. 5 1.学员部分 2.一般实际操作步骤 6 第三章系统实验 8 实验一线路的正常操作 … 1.停勋6线路从运行改为线路检修（停役） 2.10千伏1号电容器从运行改为开关、电容器检修 0 实验二分段刀闸的投切操作 12 1.10千伏分段停役 12 2.35KV分段. 13 实验三母线停役操作 15 1.10千伏一段母线停役 15 实验四主变停役操作. ..19 1.1号主变35千伏侧的操作 2.1号主变停役… 21 实验五线路故障处理… .25 1.勋7线路B相永久接地故障 .25 2.10千伏母线故障处理. ..26 实验六变压器故障处理. 28 1.1号主变内部A相匝间故障 28 2.1号主变110KV高压套管C相接地故障（未发现故障点）试送.29
目 录 第一章 电站仿真系统简介......................................................................................1 1．系统概述.............................................................................................................................1 2．体系结构.............................................................................................................................1 3．功能概述.............................................................................................................................2 第二章 系统操作说明..................................................................................................5 1．学员部分.............................................................................................................................5 2．一般实际操作步骤.............................................................................................................6 第三章 系统实验..........................................................................................................8 实验一 线路的正常操作.......................................................................................................8 1．停勋 6 线路从运行改为线路检修(停役) ..................................................................8 2．10 千伏 1 号电容器从运行改为开关、电容器检修................................................9 实验二 分段刀闸的投切操作.............................................................................................12 1．10 千伏分段停役......................................................................................................12 2．35KV分段.................................................................................................................13 实验三 母线停役操作.........................................................................................................15 1．10 千伏一段母线停役..............................................................................................15 实验四 主变停役操作.........................................................................................................19 1．1 号主变 35 千伏侧的操作......................................................................................19 2．1 号主变停役............................................................................................................21 实验五 线路故障处理.........................................................................................................25 1．勋 7 线路B相永久接地故障....................................................................................25 2．10 千伏母线故障处理..............................................................................................26 实验六 变压器故障处理.....................................................................................................28 1．1 号主变内部A相匝间故障.....................................................................................28 2．1 号主变 110KV高压套管C相接地故障（未发现故障点）试送.........................29
第一章电站仿真系统简介 1.系统概述 “上海交通大学变电站仿真培训系统”详细仿真了（海石湾和龚家湾变电站）运行人员 的工作环境，对其它八个站可在主接线上进行操作和故障的培训。从其功能设置上看，主要 有四方面的内容： 1.1学员台功能 具有运行状况显示功能；具有一、二次设备操作功能：具有运行参数调整功能：具有设备 参数调阅功能：具有就地操作功能：具有软表盘功能。 1.2教练员台功能 具有工况选择、保存功能：具有修改参数功能：具有异常运行、故障、复合故障设置功能。 ●可以对学员的操作情况进行远程监控。 ●可以对学员机进行加故障操作。 ·可以对数据库进行备份和还原。 ·可以对学员信息进行增加、删除管理。 1.3远程培训功能 该windows操作系统下开发的110千伏仿真模型能安装在公司局域网服务器上，三个 变电站学员能在远端同时互不干扰地远程自主培训。 1.4仿真机房培训功能 该windows操作系统下开发的110千伏仿真模型能安装在我单位仿真机房30台计算机 上，30个学员可同时互不干扰地培训，教师可在控制机上对学员机同时复位和设置同一故 障。 2.体系结构 2.1硬件系统 用培训中心设备：一台服务器、多台客户端、多个路由器。机器配置要求：PⅢ以上， 256M内存，80G硬盘。显示器分辨率1024*768。 2.2开发环境 操作系统：Windows2000 professional(SP4) 开发工具：Delphi6.0 数据库：MS SQL SERVER7.0 其他技术：通过ADO技术进行对数据库的连接，网络通讯部分则采用WinSock技术。 2.3软件系统 服务器： 操作系统：Windows2000 professional(SP4) 数据库：MS SQL SERVER7.O 教师机软件：教师机应用程序
第一章 电站仿真系统简介 1．系统概述 “上海交通大学变电站仿真培训系统”详细仿真了（海石湾和龚家湾变电站）运行人员 的工作环境，对其它八个站可在主接线上进行操作和故障的培训。从其功能设置上看，主要 有四方面的内容： 1．1 学员台功能 具有运行状况显示功能；具有一、二次设备操作功能；具有运行参数调整功能；具有设备 参数调阅功能；具有就地操作功能；具有软表盘功能。 1．2 教练员台功能 具有工况选择、保存功能；具有修改参数功能；具有异常运行、故障、复合故障设置功能。 z 可以对学员的操作情况进行远程监控。 z 可以对学员机进行加故障操作。 z 可以对数据库进行备份和还原。 z 可以对学员信息进行增加、删除管理。 1．3 远程培训功能 该 windows 操作系统下开发的 110 千伏仿真模型能安装在公司局域网服务器上，三个 变电站学员能在远端同时互不干扰地远程自主培训。 1．4 仿真机房培训功能 该 windows 操作系统下开发的 110 千伏仿真模型能安装在我单位仿真机房 30 台计算机 上，30 个学员可同时互不干扰地培训，教师可在控制机上对学员机同时复位和设置同一故 障。 2．体系结构 2．1 硬件系统 用培训中心设备：一台服务器、多台客户端、多个路由器。机器配置要求：PⅢ以上， 256M 内存，80G 硬盘。显示器分辨率 1024*768。 2．2 开发环境 操作系统：Windows 2000 professional(SP4) 开发工具：Delphi 6.0 数据库：MS SQL SERVER 7.0 其他技术：通过 ADO 技术进行对数据库的连接，网络通讯部分则采用 WinSock 技术。 2．3 软件系统 服务器： 操作系统：Windows 2000 professional(SP4) 数据库：MS SQL SERVER 7.0 教师机软件：教师机应用程序 1
客户端： 操作系统：Windows2000 professional(SP4) 学员机软件：学员机应用程序 3。功能概述 以下为实际变电站系统一次接线图。 正常运行方式为：一次：除110、35、10千伏分段开关为拉开位置，其他开关和闸刀为 合闸位置，地刀为分闸位置：二次：保护均为用上状态。 10 迎勋 120宁优一墨 110千伏二爱 ssom 3干我段 光3321 自3324 3326 1号电容路 品 号站用豪 无号站用微 0千价一→段 1于伏二聚 意 3.1一次（交流）接线系统 本仿真系统中有如下基本的一次（交流）接线系统： ●110kV:单母分段，3台断路器，8台闸刀和接地闸刀。 ●主变：二台三相三绕组有载调压变压器(110kV/35kV/10kV),10kW侧经变压器 中性点通过小电阻接地，35kV侧经接地变中性点通过小电阻接地，110kV侧有 中性点接地闸刀
客户端： 操作系统：Windows 2000 professional(SP4) 学员机软件：学员机应用程序 3．功能概述 以下为实际变电站系统一次接线图。 正常运行方式为：一次：除 110、35、10 千伏分段开关为拉开位置，其他开关和闸刀为 合闸位置，地刀为分闸位置；二次：保护均为用上状态。 3．1 一次（交流）接线系统 本仿真系统中有如下基本的一次（交流）接线系统： z 110kV：单母分段，3 台断路器，8 台闸刀和接地闸刀。 z 主变：二台三相三绕组有载调压变压器（110kV/35kV/10kV），10kV 侧经变压器 中性点通过小电阻接地，35kV 侧经接地变中性点通过小电阻接地，110kV 侧有 中性点接地闸刀。 2