變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

摘要：變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是目前針對(duì)變電站運(yùn)行人員培訓(xùn)的主要工具之一。針對(duì)現(xiàn)有的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，闡述了仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)中的應(yīng)用，能夠用于運(yùn)行工況監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、缺陷及事故處理等能力的培訓(xùn)，還能為職業(yè)技能鑒定、技能競(jìng)賽工作提供平臺(tái)。另外，對(duì)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的發(fā)展和完善提出了建議。

關(guān)鍵詞：變電站；仿真；應(yīng)用

作者簡(jiǎn)介：周秧（1981-），女，浙江諸暨人，浙江省電力公司培訓(xùn)中心，講師；蔣吉蓀（1962-），男，浙江建德人，浙江省電力公司培訓(xùn)中心，工程師，高級(jí)技師。（浙江#8194;建德#8194;311600）

中圖分類號(hào)：G726#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號(hào)：1007-0079（2012）15-0025-02

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是目前針對(duì)變電站運(yùn)行人員培訓(xùn)的主要工具之一。由于電力系統(tǒng)自身的特殊性，電力生產(chǎn)與消費(fèi)具有同時(shí)性、瞬時(shí)性等特點(diǎn)，日常工作中運(yùn)行人員很難在真實(shí)運(yùn)行的設(shè)備上進(jìn)行訓(xùn)練，不能將運(yùn)行的系統(tǒng)當(dāng)作試驗(yàn)品，更不允許人為設(shè)置一些事故用于培訓(xùn)。因此，目前普遍采用變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，建立一個(gè)與實(shí)際變電站運(yùn)行狀況相似的仿真變電站。運(yùn)行人員可以在這個(gè)仿真變電站里進(jìn)行運(yùn)行工況監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、缺陷及事故處理等能力的訓(xùn)練。

一、變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)經(jīng)過多年的開發(fā)、升級(jí)提高，目前變電站環(huán)境是三維逼真的，人機(jī)交互是和諧友好的，高效地模擬變電站的各種運(yùn)行和操作。

浙江省電力公司培訓(xùn)中心變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包含35kV、110kV、220kV和500kV四個(gè)電壓等級(jí)，是聯(lián)合電網(wǎng)型仿真系統(tǒng)，同一電壓等級(jí)以及不同電壓等級(jí)的變電站之間均有聯(lián)系，與目前的電網(wǎng)現(xiàn)狀相一致，使培訓(xùn)與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合。同一電壓等級(jí)的變電站，不同變電站的主接線方式、正常的運(yùn)行方式多樣化，有雙母線帶旁路、雙母線、雙母單分段、單母分段、內(nèi)橋接線等形式。繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的配置形式也是不同類型、不同廠家、不同原理的結(jié)合，充分滿足了培訓(xùn)需求多樣性的要求，可以適應(yīng)來自不同變電站運(yùn)行人員的培訓(xùn)，能夠滿足各等級(jí)、各崗位運(yùn)行人員的培訓(xùn)。

二、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)對(duì)增強(qiáng)變電站運(yùn)行人員的運(yùn)行技術(shù)素質(zhì)，提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平發(fā)揮著重要的作用，具有其他培訓(xùn)方式所不可能替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以讓“教—學(xué)—練”的培訓(xùn)模式發(fā)揮到極致，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是巨大的。

1.運(yùn)行工況監(jiān)視培訓(xùn)

運(yùn)行工況監(jiān)視是對(duì)變電站內(nèi)的日常信息進(jìn)行監(jiān)視，以達(dá)到掌握變電站一、二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及電網(wǎng)潮流分布情況，保證正常運(yùn)行的目的。目前采用的是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主、人工為輔的方式。

變電站的運(yùn)行監(jiān)視工作是日常運(yùn)行管理工作的主要組成部分。學(xué)員可以在仿真系統(tǒng)上學(xué)習(xí)監(jiān)視的內(nèi)容，能夠掌握正常運(yùn)行狀態(tài)下的系統(tǒng)情況，不正常的情況有哪些，出現(xiàn)問題時(shí)如何應(yīng)對(duì)、處理。

2.設(shè)備巡視培訓(xùn)

設(shè)備巡視檢查是變電站運(yùn)行人員的一項(xiàng)重要技能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常和缺陷，對(duì)預(yù)防事故的發(fā)生，確保設(shè)備安全運(yùn)行起著重要的作用。變電站中的設(shè)備很多，運(yùn)行人員在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)需巡視，設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)需巡視，電網(wǎng)或設(shè)備發(fā)生事故時(shí)也要巡視，這就要求運(yùn)行人員掌握變電站中的每個(gè)設(shè)備在不同情況下的巡視內(nèi)容。

設(shè)備巡視工作每名變電站運(yùn)行人員在工作中都在做，但是很多都是走形式，做表面的工作，很少有人可以將設(shè)備巡視工作做到位、做好。就以主變壓器為例，在正常巡視、熄燈巡視和特殊巡視時(shí)的內(nèi)容不完全相同，側(cè)重的內(nèi)容不一致，作為一名合格的變電站值班員是需要掌握的。

仿真培訓(xùn)系統(tǒng)逼真的三維畫面，使參培人員可以簡(jiǎn)單、自如地在仿真變電站里隨意走動(dòng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行多角度、全方位地檢查，把學(xué)習(xí)的理論知識(shí)真正運(yùn)用起來。教員可以對(duì)設(shè)備設(shè)置異常，培養(yǎng)學(xué)員在巡視檢查時(shí)候發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的能力，如瓷瓶有裂紋、設(shè)備發(fā)紅過熱、設(shè)備滲漏油等。

3.倒閘操作培訓(xùn)

倒閘操作是變電站運(yùn)行人員的一項(xiàng)重要工作，它關(guān)系著變電站以及電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也關(guān)系著操作人員自身的安全。熟練并正確地進(jìn)行倒閘操作，是每一個(gè)運(yùn)行人員必須達(dá)到的基本技能。變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)提供了對(duì)運(yùn)行人員培養(yǎng)規(guī)范化操作習(xí)慣、操作術(shù)語、防止誤操作等的訓(xùn)練。培訓(xùn)人員可以按照倒閘操作的步驟和要求，從接受調(diào)度操作預(yù)令開始，擬票、審票，準(zhǔn)備工器具，危險(xiǎn)點(diǎn)分析預(yù)控，接到調(diào)度的正令后依照操作步驟進(jìn)行準(zhǔn)確有序地操作，直到倒閘操作完畢，匯報(bào)調(diào)度，簽銷操作票。這樣既符合現(xiàn)場(chǎng)的操作程序和習(xí)慣，也使運(yùn)行人員感到更加真實(shí)，從而達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。

通過倒閘操作培訓(xùn)，可以使運(yùn)行人員學(xué)會(huì)如何規(guī)范地接受調(diào)度下達(dá)的指令，如何規(guī)范地使用術(shù)語與調(diào)度交流，能夠正確、迅速地填寫操作票，且能夠理解每一步操作步驟的意義，而不是照本宣科、死記硬背，這樣就可以將學(xué)習(xí)到的技能舉一反三地應(yīng)用到實(shí)際的工作實(shí)踐中，做到學(xué)以致用。

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以進(jìn)行各種設(shè)備的倒閘操作，包括線路、母線、變壓器、旁路開關(guān)代出線（主變）開關(guān)的操作等，不僅包含了一次設(shè)備的操作，也有二次設(shè)備的操作。在進(jìn)行倒閘操作培訓(xùn)過程中，可以很好地將相關(guān)的規(guī)程、制度融入進(jìn)去，不但能夠熟練掌握倒閘操作的過程，還可以提高安全意識(shí)和其他相關(guān)技術(shù)水平。在倒閘操作過程中，如果出現(xiàn)誤操作，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)與實(shí)際變電站一樣，會(huì)發(fā)出相應(yīng)的各種音響、信號(hào)，同時(shí)可以在相應(yīng)的設(shè)備上看到因誤操作所引起的事故現(xiàn)象及保護(hù)動(dòng)作情況。通過模擬誤操作的培訓(xùn)，可以加深運(yùn)行人員對(duì)誤操作所引起的嚴(yán)重后果的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也可以提高運(yùn)行人員處理誤操作所引起事故的能力，做到臨危不亂。

4.缺陷處理培訓(xùn)

變電站電氣設(shè)備的缺陷是指設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)或異常運(yùn)行情況，如不及時(shí)處理將可能逐漸嚴(yán)重，甚至發(fā)展成為事故，或造成事故的擴(kuò)大。變電站一次、二次設(shè)備在不間斷地長(zhǎng)時(shí)間工作中，或多或少都會(huì)產(chǎn)生缺陷，故發(fā)現(xiàn)缺陷并會(huì)處理缺陷是運(yùn)行人員必備的一項(xiàng)技能。缺陷可分為緊急缺陷、重要缺陷和一般缺陷三類，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)置各種類型的缺陷。通過培訓(xùn)，學(xué)員可以學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)缺陷后，如何給缺陷定性，如何處理缺陷，并且能夠掌握最優(yōu)的處理方案。一個(gè)缺陷出現(xiàn)后，可以有多種處理的方案，其中一個(gè)是最安全、最可靠的方案。通過培訓(xùn)可以提高運(yùn)行人員的缺陷處理能力，將可能發(fā)生的事故防患于未然。

5.事故處理培訓(xùn)

事故處理能力是反映運(yùn)行人員綜合能力的一個(gè)重要手段。發(fā)生一個(gè)事故，能夠?qū)κ鹿蔬M(jìn)行分析、判斷，并能夠給出完整的、合理的、可行的處理方案。把一個(gè)事故處理完整，需要人員有很多的專業(yè)知識(shí)作為基礎(chǔ)。

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備性能日益完善，發(fā)生故障的概率也是日趨降低。運(yùn)行人員在現(xiàn)場(chǎng)遇到事故的機(jī)會(huì)越來越少，對(duì)事故處理能力的培養(yǎng)的機(jī)會(huì)也是越來越少。一旦發(fā)生事故，運(yùn)行人員就會(huì)感覺無從下手，不知道如何分析事故原因，如何判斷事故性質(zhì)，如何查找故障點(diǎn)，如何匯報(bào)調(diào)度，如何處理事故。因此，事故處理的培訓(xùn)是運(yùn)行人員培訓(xùn)的重中之重。

事故處理能力的培訓(xùn)要求運(yùn)行人員盡速限制事故的發(fā)展，消除事故根源，解除對(duì)人身和設(shè)備的威脅，防止穩(wěn)定破壞、電網(wǎng)瓦解和大面積停電。用一切可能的方法保持設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行和不中斷或少中斷重要用戶的正常供電，首先應(yīng)保證變電站站用電，盡速對(duì)已停電的用戶恢復(fù)供電，對(duì)重要用戶應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)供電。及時(shí)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，并使其恢復(fù)正常運(yùn)行。

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以設(shè)置各種類型的故障，有線路、母線、變壓器等設(shè)備的單一故障，也有越級(jí)跳閘的復(fù)合型故障，還有幾個(gè)單一故障的組合型故障。故障發(fā)出，伴隨著出現(xiàn)音響、信號(hào)、告警、光字等信息，與實(shí)際變電站一樣，供培訓(xùn)人員根據(jù)事故現(xiàn)象進(jìn)行分析、判斷、處理，迅速將故障點(diǎn)隔離，盡快恢復(fù)無故障設(shè)備的供電，最后將故障的設(shè)備改為檢修狀態(tài)。同時(shí)，把相關(guān)的記錄都要填寫完整。

事故處理培訓(xùn)過程中，可以結(jié)合事故將理論知識(shí)滲透到其中一起講解。通過講解繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置原理可以讓學(xué)員清楚每一種保護(hù)的保護(hù)范圍，發(fā)生什么故障時(shí)，哪一保護(hù)會(huì)啟動(dòng)、會(huì)出口，到哪里查找故障點(diǎn)。通過講解設(shè)備原理和結(jié)構(gòu)可以讓學(xué)員清楚設(shè)備沒有正確動(dòng)作可能有哪些原因，如何確認(rèn)原因。這樣把枯燥、抽象的理論融入于事故講解中，可以使運(yùn)行人員更加透徹地理解事故的原因、現(xiàn)象及處理步驟，培訓(xùn)效果也會(huì)更加顯著。

6.其他應(yīng)用

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)培訓(xùn)的需要，采用多樣化的培訓(xùn)方式?？梢允菃螜C(jī)模式，學(xué)員發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能自由選擇培訓(xùn)模塊，做到缺什么學(xué)什么。也可以是局域網(wǎng)模式，幾個(gè)學(xué)員一組，每個(gè)人扮演不同的角色，有調(diào)度、值長(zhǎng)、正值、副值，模擬現(xiàn)場(chǎng)的分工合作，培養(yǎng)溝通、協(xié)作的能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)凝聚力的培養(yǎng)。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還為職業(yè)技能鑒定、技能競(jìng)賽工作的開展提供了平臺(tái)。

三、系統(tǒng)改進(jìn)、完善的建議

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)有著無可取代的地位，它在培訓(xùn)工作中的作用也是越來越顯著，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，有待改進(jìn)、提高、完善。

（1）快速更新。變電站中的設(shè)備更新很快，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)備也應(yīng)該能夠簡(jiǎn)單、方便地更新，跟上電網(wǎng)發(fā)展的步伐，使培訓(xùn)更有針對(duì)性，學(xué)員學(xué)到的知識(shí)是最新的、最前沿的，而且是最有用的，回到單位后能對(duì)應(yīng)上，這樣才能將知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中。

（2）規(guī)范演示。運(yùn)行人員在日常工作中養(yǎng)成了一些工作習(xí)慣，有些習(xí)慣是不符合規(guī)程、規(guī)章制度的。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠?qū)γ恳豁?xiàng)培訓(xùn)內(nèi)容都有規(guī)范的操作、處理演示，可以讓學(xué)員的印象更加深刻，更加清楚遇到什么問題，如何做才是規(guī)范的，才是符合要求的。

（3）自動(dòng)評(píng)價(jià)。仿真系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)員的操作進(jìn)行打分，給出評(píng)價(jià)，指出不正確的地方，這樣學(xué)員可以邊學(xué)習(xí)、邊提高，及時(shí)找到自己的薄弱點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)也發(fā)揮了學(xué)員的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（4）升級(jí)完善。當(dāng)今電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的系統(tǒng)，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)從完整性、先進(jìn)性角度出發(fā)應(yīng)該加入特高壓系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，這樣系統(tǒng)的覆蓋面更廣，培訓(xùn)的空間更大。

四、結(jié)束語

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以逼真地模擬真實(shí)變電站的設(shè)備、信號(hào)、現(xiàn)象，運(yùn)行人員能夠進(jìn)行運(yùn)行工況監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、缺陷及事故處理等能力的培訓(xùn)。仿真系統(tǒng)改進(jìn)、完善后，會(huì)使培訓(xùn)效果更加明顯，使培訓(xùn)人員在較短的時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充大量的理論知識(shí)，積累豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，快速提高變電運(yùn)行人員的技能水平，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[l]張紅艷.變電運(yùn)行(220kV)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2010.

[2]張東英，楊以涵.變電站仿真培訓(xùn)綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1999，

23(23):11-14.

（責(zé)任編輯：劉麗娜）