虛實(shí)結(jié)合的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)

鄭曉丹，羅云霞，彭學(xué)虎，張美燕

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)

虛實(shí)結(jié)合的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)

鄭曉丹，羅云霞，彭學(xué)虎，張美燕

（浙江省水利水電學(xué)院 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310016）

我院的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以有效訓(xùn)練電力專業(yè)典型崗位技能、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力為建設(shè)目標(biāo)，以虛擬仿真變電站和實(shí)際物理設(shè)備相結(jié)合為建設(shè)思路，建成了虛實(shí)結(jié)合的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，使學(xué)生在虛擬與現(xiàn)實(shí)的雙重環(huán)境中開展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，有效提高了實(shí)踐效果。該文介紹了仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路、構(gòu)成及特點(diǎn)，以及籍此開發(fā)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

虛實(shí)結(jié)合；仿真變電站；電力；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)

電力專業(yè)是我校的老牌專業(yè)，為浙江省小水電行業(yè)培養(yǎng)了大量一線技術(shù)人才，被譽(yù)為浙江省水電人才培養(yǎng)的“黃埔軍?！?，這得益于其一貫踐行的理論與實(shí)踐并重的教學(xué)理念。“十三五”開年，以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)（即升本前的電力專業(yè)）為領(lǐng)頭羊，與新能源科學(xué)與工程、自動(dòng)化等專業(yè)共同構(gòu)成的電氣學(xué)科獲得浙江省一流學(xué)科建設(shè)機(jī)會(huì)。做強(qiáng)做實(shí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)、引領(lǐng)專業(yè)群建設(shè)、培養(yǎng)應(yīng)用型人才、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，為我專業(yè)當(dāng)前的首要任務(wù)。

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生就業(yè)主要面向電力企業(yè)，而電力系統(tǒng)安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)是電力企業(yè)典型就業(yè)崗位，其知識(shí)核心圍繞變電站（發(fā)電廠）電氣部分展開，分為電氣一次和電氣二次。一次部分要求學(xué)生了解電氣主接線上所有設(shè)備的名稱、作用，且能夠進(jìn)行操作，并能在此基礎(chǔ)上作出分析，作為運(yùn)行維護(hù)、安裝調(diào)試的依據(jù)，最后還要達(dá)到進(jìn)行電氣初步設(shè)計(jì)的程度，要懂得變電站（發(fā)電廠）選擇不同類型設(shè)備的原因，以及這些設(shè)備組成的通路特點(diǎn)（即主接線形式）。二次部分要求學(xué)生懂得如何對(duì)通路（即主接線及其上設(shè)備）進(jìn)行控制，當(dāng)通路本身或其中的元器件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)如何發(fā)出信號(hào)，如何通過(guò)調(diào)節(jié)使產(chǎn)出的電氣量符合系統(tǒng)要求等。針對(duì)這些專業(yè)特點(diǎn)，開展了以CDIO教育理念為引領(lǐng)的教學(xué)改革，通過(guò)職業(yè)核心能力、工程基礎(chǔ)能力、專業(yè)基本能力、專業(yè)綜合能力等4大能力平臺(tái)構(gòu)建了全程能力培養(yǎng)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的能力、素質(zhì)、知識(shí)的一體化培養(yǎng)。

專業(yè)綜合能力培養(yǎng)主要依托項(xiàng)目進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體，而設(shè)計(jì)良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是開展項(xiàng)目教學(xué)的有力保障。為此，針對(duì)本專業(yè)主要典型就業(yè)崗位——電力系統(tǒng)安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)所需的技能，緊跟電力發(fā)展步伐，建設(shè)了虛實(shí)結(jié)合的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)[1-2]。

1 仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要由模擬實(shí)際變電站的三維仿真部分和真實(shí)的高壓開關(guān)柜（一次部分）、線路保護(hù)柜（二次部分）等物理部分組成，學(xué)生既可在仿真變電站中操作演練，也可在現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)感受實(shí)際設(shè)備、學(xué)習(xí)設(shè)備操作[3]。

1.1 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)三維仿真部分

實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的三維仿真部分由2臺(tái)教員機(jī)、26臺(tái)學(xué)員機(jī)、2臺(tái)投影儀連成一個(gè)局域網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行3個(gè)仿真變電站，以真實(shí)存在的110 kV、220 kV、500 kV國(guó)網(wǎng)所屬新型變電站為原型，利用圖形建模技術(shù)對(duì)變電站的一次設(shè)備、二次屏柜進(jìn)行3D仿真，讓學(xué)生在虛擬三維場(chǎng)景中完成對(duì)變電站一次設(shè)備的各種實(shí)際操作。還可對(duì)變電站進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)（即二次部分），以及批量設(shè)置各種故障進(jìn)行反事故演練[4-5]。

仿真變電站的組成包括：具有良好魯棒性的仿真系統(tǒng)支撐平臺(tái)；采用機(jī)電暫態(tài)和實(shí)時(shí)故障計(jì)算仿真算法的虛擬電網(wǎng)仿真；變電站保護(hù)及操作巡視仿真系統(tǒng)；變電站三維虛擬場(chǎng)景系統(tǒng)；仿真變電站自動(dòng)評(píng)價(jià)考核系統(tǒng)；仿真變電站操作票系統(tǒng)；使用教員系統(tǒng)和學(xué)員系統(tǒng)通用軟件的教員管理系統(tǒng)[6-7]。

局域網(wǎng)內(nèi)的教員機(jī)和學(xué)員機(jī)均為一機(jī)帶二屏配置，可分別顯示主接線graph界面和變電站三維VR場(chǎng)景，仿真系統(tǒng)支持同時(shí)運(yùn)行多個(gè)教員機(jī)和學(xué)員機(jī)。圖1為110 kV變電站主接線graph界面，點(diǎn)擊打開導(dǎo)航下拉菜單，出現(xiàn)主接線導(dǎo)航圖后，點(diǎn)擊主接線上任何一個(gè)設(shè)備，便可切換到該設(shè)備三維VR場(chǎng)景，可在三維VR場(chǎng)景對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視操作。如左鍵點(diǎn)擊刀閘、地刀，會(huì)切換到開關(guān)柜正面操作把手處，右鍵點(diǎn)擊刀閘、地刀，會(huì)直接切換到刀閘、地刀的刀口處。

圖1 110 kV變電站主接線graph界面

1.1.1 變電站一次仿真

110 kV、220 kV、500 kV變電站現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備部分的仿真，利用了3D技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的真實(shí)外形建造模型，形成虛擬現(xiàn)實(shí)，形象逼真。學(xué)生可使用鍵盤和鼠標(biāo)在現(xiàn)場(chǎng)漫游，仿佛置身于真實(shí)的變電站中，還可按運(yùn)行規(guī)程要求，依照巡視路線進(jìn)行設(shè)備漫游巡視，既可全方位認(rèn)識(shí)設(shè)備，又可訓(xùn)練變電運(yùn)行值班崗位的巡視工作技能。仿真系統(tǒng)中一次巡視項(xiàng)目主要有主變壓器巡檢、高壓斷路器巡檢、低壓斷路器巡檢、隔離開關(guān)巡檢、電流互感器巡檢、母線PT巡檢、避雷器巡檢等。此外，仿真系統(tǒng)對(duì)變電站內(nèi)各主要設(shè)備的巡視點(diǎn)還進(jìn)行了異常仿真，教師設(shè)置故障后，相應(yīng)的一次設(shè)備部分會(huì)有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，學(xué)生可以通過(guò)巡視予以發(fā)現(xiàn)。

該仿真系統(tǒng)還能訓(xùn)練變電運(yùn)行值班崗位所涵蓋的所有設(shè)備操作技能，包括斷路器分合操作、隔離開關(guān)分合操作、接地閘刀分合操作、變壓器停送電操作，以及驗(yàn)電、掛地線、設(shè)置圍欄等。

倒閘操作是變電運(yùn)行值班崗位必備的綜合技能。該系統(tǒng)使用圖形化單步生成操作票，在圖形界面下用鼠標(biāo)順序點(diǎn)取操作對(duì)象，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)點(diǎn)取的對(duì)象自動(dòng)生成相應(yīng)的操作內(nèi)容，或自動(dòng)提示操作內(nèi)容。系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)部提供的防誤規(guī)則隨時(shí)跟蹤操作，如出現(xiàn)錯(cuò)誤操作則會(huì)以語(yǔ)音形式提示，并鎖住當(dāng)前點(diǎn)取的操作對(duì)象，使操作無(wú)效。對(duì)每張給定的操作票，系統(tǒng)可在圖形界面上建立一個(gè)演示環(huán)境，將操作設(shè)備和相關(guān)的一、二次網(wǎng)絡(luò)元件及其在操作前的狀態(tài)顯示在屏幕上，將操作票的任務(wù)和內(nèi)容以文字方式在信息窗口中逐項(xiàng)顯示。操作票內(nèi)容每顯示一行，就可在操作廠站的主接線圖上將開關(guān)、刀閘、地刀和保護(hù)操作票的內(nèi)容進(jìn)行變位，產(chǎn)生一個(gè)直觀的操作過(guò)程，用以提醒開票人員，實(shí)現(xiàn)操作票預(yù)演。

1.1.2 變電站二次仿真

變電站二次仿真根據(jù)各保護(hù)系統(tǒng)的原理圖或者二次展開圖，利用圖形建模軟件進(jìn)行元件搭接，并按提示輸入各元件的名稱及參數(shù)，完成測(cè)量、控制、繼電保護(hù)、信號(hào)等二次系統(tǒng)的圖形建模，自動(dòng)形成測(cè)量值采集及邏輯回路的運(yùn)算和信號(hào)輸出。系統(tǒng)的各種保護(hù)及控制界面與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際一致，逼真地反映了變電站控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)及自動(dòng)裝置等的運(yùn)行工況、功能和操作切換，滿足變電站運(yùn)行監(jiān)視、倒閘操作、故障分析和事故處理要求[8]。

以110 kV仿真變電站為例，按照設(shè)計(jì)要求，配置了110 kV變電站目前流行的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。仿真變電站主變壓器保護(hù)配置了常用的RCS-9661C非電量保護(hù)裝置、RCS-9671C變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置、RCS-9681C變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置、RCS-9703C測(cè)控裝置、RCS-9651C型備用電源自投保護(hù)測(cè)控裝置、10 kV備自投裝置、RCS-994A型頻率電壓緊急控制裝置、SH2000C型電力故障錄波測(cè)距裝置。其中，RCS-9681C變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置包括復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)、接地零序保護(hù)、不接地零序保護(hù)，可通過(guò)控制字選擇間隙零序電壓過(guò)流保護(hù)方式、過(guò)負(fù)荷發(fā)信號(hào)、啟動(dòng)主變風(fēng)冷、過(guò)載閉鎖有載調(diào)壓等；RCS-9703C測(cè)控裝置主要用于站內(nèi)主變本體及低壓側(cè)測(cè)控，擁有單斷路器測(cè)控、分接頭調(diào)節(jié)、地刀控制及與用于溫度、直流系統(tǒng)測(cè)量的常規(guī)變送器接口；RCS-9651C型備用電源自投保護(hù)測(cè)控裝置，可對(duì)各電壓等級(jí)、不同主接線方式的備用電源，實(shí)現(xiàn)自投邏輯和分段斷路器的過(guò)流保護(hù)和測(cè)控功能；10 kV備自投裝置的功能是分段保護(hù)與備自投，集保護(hù)功能和測(cè)控功能于一體；RCS-994A型頻率電壓緊急控制裝置用于低頻低壓減載或低頻低壓解列；SH2000C型電力故障錄波測(cè)距裝置使用32位浮點(diǎn)DSP進(jìn)行采樣，使用嵌入式104工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

此外，還依照真實(shí)變電站配置了RCS-9611C線路保護(hù)裝置、站用變保護(hù)裝置、RCS-9621C型電容器保護(hù)裝置、XK-XH型消弧線圈自動(dòng)控制成套裝置、ZZG13-10220系列智能高頻斷路器電力操作電源系統(tǒng)、UT2001型微機(jī)五防系統(tǒng)等。

系統(tǒng)管理平臺(tái)（后臺(tái)機(jī)）型號(hào)為RCS-9700，監(jiān)控系統(tǒng)采用Windows 2000系統(tǒng)，能夠提供的功能包括：數(shù)據(jù)采集和處理、報(bào)警處理、事故追憶、數(shù)據(jù)庫(kù)建立和管理維護(hù)、歷史記錄處理、操作控制、防誤閉鎖、系統(tǒng)自診斷與自恢復(fù)、時(shí)鐘同步功能、畫面顯示和打印、運(yùn)行管理、報(bào)表功能、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ芗肮δ軓?qiáng)大的圖形生成功能等，能夠支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。同時(shí)，仿真變電站綜合自動(dòng)化界面的所有操作和顯示，具有遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能。

1.2 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)物理部分

平臺(tái)物理部分建設(shè)了110 kV變電站一次系統(tǒng)組屏、系統(tǒng)故障設(shè)置柜、10 kV高壓柜、1#主變壓器保護(hù)柜、1#主變壓器測(cè)控柜、電氣二次控制保護(hù)信號(hào)綜合實(shí)驗(yàn)屏、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和學(xué)生監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)等。

1.2.1 一次系統(tǒng)組屏

變電站一次系統(tǒng)組屏使用馬賽克材料，屏上各元件均以小帶大，采用一定微縮比制成。一次系統(tǒng)包括110/35/10 kV共3個(gè)電壓等級(jí)，2臺(tái)有載調(diào)壓主變并列運(yùn)行，主變連接組別為YN、yn0、d11，分別對(duì)應(yīng)變壓器的高、中、低壓側(cè)，110 kV側(cè)兩路進(jìn)線，直接采用市電模擬，每路設(shè)有智能電量監(jiān)測(cè)儀表，可實(shí)時(shí)顯示各種運(yùn)行電量參數(shù)。110 kV和10 kV母線均采用單母分段形式，35 kV母線采用雙母線接線。

35 kV側(cè)I段母線和II段母線分別設(shè)置1組三相五繞組電壓互感器，提供保護(hù)、測(cè)量及絕緣監(jiān)測(cè)信號(hào)，同時(shí)設(shè)有4路饋線。

10 kV側(cè)I段母線和II段母線分別設(shè)置1組三相五繞組電壓互感器，提供保護(hù)、測(cè)量及絕緣監(jiān)測(cè)信號(hào)，I段母線與II段母線之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)斷路器。每段母線除各設(shè)有2路饋線外，還分別設(shè)置一組無(wú)功濾波補(bǔ)償電容器。

1.2.2 10 kV高壓柜

對(duì)應(yīng)一次組屏上10 kV的I段母線處的進(jìn)線回路、饋線回路、壓互避雷器回路、母線聯(lián)絡(luò)回路設(shè)置了4臺(tái)XGN66A-12型的真實(shí)高壓柜。其中，進(jìn)線柜、饋線柜、母聯(lián)柜的主要元器件包括真空斷路器、隔離刀閘、電磁鎖、電流互感器、300/5A模擬電流表、帶電顯示器等，壓互避雷器柜主要元器件包括熔斷器、隔離刀閘（帶接地刀）、10 kV/0.4 kV模擬電壓表、電壓互感器等，學(xué)生可在模擬組屏上、上位機(jī)監(jiān)控畫面中或高壓柜現(xiàn)地對(duì)其進(jìn)行操作。

1.2.3 主變壓器保護(hù)柜、測(cè)控柜、系統(tǒng)故障設(shè)置柜、系統(tǒng)監(jiān)控軟件

二次部分基本采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際屏柜，系統(tǒng)故障設(shè)置柜可模擬主變各種典型故障、發(fā)出故障信號(hào)、啟動(dòng)主變保護(hù)柜中相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作及命令開關(guān)跳閘切除故障。

系統(tǒng)故障設(shè)置柜包括6個(gè)電流表、4個(gè)電壓表的共10個(gè)模擬表頭，分別監(jiān)視1#主變的中、低壓側(cè)電流與電壓，以及母線絕緣監(jiān)測(cè)電壓。通過(guò)兩個(gè)雙位旋鈕模擬油浸式變壓器輕、重瓦斯信號(hào)的復(fù)歸與投入。針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)與后備保護(hù)，分別設(shè)置了針對(duì)變壓器中、低壓側(cè)內(nèi)外部故障的位置選擇旋鈕，可靈活模擬故障位置，還可通過(guò)自鎖按鈕靈活設(shè)置電力系統(tǒng)各種典型故障類型。此外還設(shè)置了6組濾波無(wú)功補(bǔ)償單元、1組諧波調(diào)節(jié)單元供諧波制動(dòng)實(shí)驗(yàn)用。

測(cè)控柜采用南京南瑞繼保電氣有限公司的RCS-9705C型微機(jī)測(cè)控裝置，通過(guò)功能切換開關(guān)，可就地、遙控分合主變的高、中、低三側(cè)斷路器。

主變壓器保護(hù)柜包括RCS-9671C變壓器差動(dòng)保護(hù)測(cè)控裝置1臺(tái)、RCS-9661C變壓器非電量保護(hù)測(cè)控裝置1臺(tái)、RCS-9681C變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置3臺(tái)、通信管理機(jī)1臺(tái)、華三16口快速以太網(wǎng)交換機(jī)1臺(tái)。

上位機(jī)安裝的監(jiān)控軟件是基于Microsoft Windows操作系統(tǒng)開發(fā)的，模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)，具備基本的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，可對(duì)變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。

1.2.4 電氣二次控制保護(hù)信號(hào)綜合實(shí)驗(yàn)屏

電氣二次控制保護(hù)信號(hào)綜合實(shí)驗(yàn)屏有12塊，其設(shè)計(jì)為我校首創(chuàng)，是在電力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的保護(hù)屏的基礎(chǔ)上，由我校教師會(huì)同許昌繼電器廠技術(shù)人員共同設(shè)計(jì)而成的。屏內(nèi)配置了110 kV線路微機(jī)保護(hù)盒1個(gè)，以及若干個(gè)DL型電流繼電器、DY型電壓繼電器、DS型時(shí)間繼電器、DZY型中間繼電器、DZB型雙線圈繼電器、JC型沖擊繼電器和JX型閃光繼電器等。光字牌設(shè)置有過(guò)電流、過(guò)電壓、低周減載、過(guò)負(fù)荷、重合閘等，操作按鈕包括預(yù)合、預(yù)分、直流電源、交流電源、緊急停止按鈕等，還設(shè)置了遠(yuǎn)方就地操作多功能轉(zhuǎn)換開關(guān)、報(bào)警指示燈、直流電流調(diào)節(jié)旋鈕、交流電流和交流電壓調(diào)節(jié)旋鈕等。屏的側(cè)面則將屏內(nèi)所配置的設(shè)備分成7個(gè)區(qū)塊，分別為三相智能儀表區(qū)、微機(jī)線路保護(hù)實(shí)驗(yàn)區(qū)、PLC可編程控制實(shí)驗(yàn)區(qū)、交流接觸器插線區(qū)、實(shí)驗(yàn)指示燈和按鈕插線區(qū)、常規(guī)繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出端子、常規(guī)繼電器保護(hù)實(shí)驗(yàn)插線區(qū)，并在各區(qū)塊引出相應(yīng)設(shè)備端子。學(xué)生可自行設(shè)計(jì)保護(hù)接線，并能方便地進(jìn)行插接接線，然后通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 學(xué)生監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)

為滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求，還建設(shè)了學(xué)生監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)。平臺(tái)主要包括三相智能電量監(jiān)測(cè)儀1臺(tái)、1.5 kVA可調(diào)阻性負(fù)載1套、西門子PLC S7224 1臺(tái)、智能溫濕度傳感器1個(gè)，以及一套35 kV一次系統(tǒng)。以上均利用強(qiáng)電護(hù)套柱將設(shè)備接線端子全部開放，便于學(xué)生及培訓(xùn)人員自行設(shè)置、開發(fā)線路。校內(nèi)學(xué)生已利用此平臺(tái)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了船閘控制系統(tǒng)等項(xiàng)目。

2 系統(tǒng)開放的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可開放數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，包括簡(jiǎn)單操作實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及專業(yè)典型崗位技能實(shí)訓(xùn)，既可滿足高等院校電力（電氣）工程教學(xué)要求，也可滿足變電站運(yùn)行人員的正常操作培訓(xùn)、反事故演習(xí)、事故預(yù)想及分析處理訓(xùn)練的要求[9-10]。針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際及常見故障，目前已經(jīng)開發(fā)出的典型實(shí)驗(yàn)如下。

簡(jiǎn)單操作實(shí)驗(yàn)：斷路器操作實(shí)驗(yàn)；隔離開關(guān)操作實(shí)驗(yàn)；驗(yàn)電、掛地線、設(shè)圍欄、掛標(biāo)示牌實(shí)驗(yàn)；電氣五防閉鎖實(shí)驗(yàn)等。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)；過(guò)電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)；復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)；變壓器差動(dòng)速斷、比率差動(dòng)、二次諧波制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)；限時(shí)速斷、兩段復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流、接地保護(hù)、零序過(guò)電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)；線路距離保護(hù)、三段式過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流保護(hù)實(shí)驗(yàn)等。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：主變壓器投、退倒閘操作實(shí)驗(yàn)；線路停送電倒閘操作實(shí)驗(yàn)；各電流互感器和電壓互感器斷線故障、熔斷器熔斷設(shè)置實(shí)驗(yàn)；各通信接口、插件簡(jiǎn)易故障設(shè)置實(shí)驗(yàn)等。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：變電站設(shè)備巡視實(shí)訓(xùn)；電氣運(yùn)行操作實(shí)訓(xùn)；電氣二次實(shí)訓(xùn)；反故障演練實(shí)訓(xùn)等。

3 結(jié)語(yǔ)

仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以變電站為研究對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站所有一次設(shè)備、二次屏柜的全仿真和對(duì)主要實(shí)際設(shè)備的物理配置，能實(shí)現(xiàn)變電站各種實(shí)際操作，且能頻繁進(jìn)行實(shí)際變電站所不能進(jìn)行的事故演練與處理分析。建成至今，本專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)“發(fā)電廠電氣部分”“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”“變電站綜合自動(dòng)化”課程后，均安排了簡(jiǎn)單操作、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及電氣運(yùn)行操作實(shí)訓(xùn)。同時(shí)，借助此平臺(tái)我校已申報(bào)成為進(jìn)網(wǎng)作業(yè)繼電保護(hù)工技能培訓(xùn)點(diǎn)和鑒定考證點(diǎn)，面向社會(huì)承接了培訓(xùn)鑒定考證任務(wù)，取得了良好的效果。

實(shí)踐能力是評(píng)價(jià)應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心指標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要途徑，其重要作用是其他教學(xué)形式無(wú)法替代的。三維仿真變電站避免了班級(jí)學(xué)生人數(shù)多、設(shè)備臺(tái)套數(shù)少的問(wèn)題，而與之相配合的物理系統(tǒng)又彌補(bǔ)了仿真造成的真實(shí)性缺失。虛實(shí)結(jié)合的仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)的互補(bǔ)，保障了電力應(yīng)用型人才的培養(yǎng)效果。

今后在實(shí)踐中，將不斷完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和仿真考核平臺(tái)試題庫(kù)建設(shè)，還將借鑒同類型院校仿真教學(xué)資源建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高仿真變電站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的使用效果和使用效率，更好地服務(wù)于電力應(yīng)用型人才培養(yǎng)[11-12]。

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Construction of training platform for simulation substation based on combination of virtuality and reality

ZHENG Xiaodan, LUO Yunxia, PENG Xuehu, ZHANG Meiyan

(College of Electrical Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310016, China)

The training platform for simulation substation in the university aims at effectively training the typical post skills of the students in Electric Power specialty and training their ability to use professional knowledge comprehensively. With the construction idea of combining virtual simulation substation with actual physical equipment, the training platform for simulation substation based on the combination of virtuality and reality has been built, which enables students to carry out experimental training in the dual environment of virtuality and reality, and effectively improves the practical effect.

combination ofvirtuality and reality; simulation substation; electric power; experiment and practical training

G642.44；G434

A

1002-4956(2019)12-0201-05

10.16791/j.cnki.sjg.2019.12.047

2019-04-08

浙江省一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目、浙江省示范專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（浙教高科[2005]318號(hào)）

鄭曉丹（1966—），女，浙江杭州，學(xué)士，教授，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)電氣運(yùn)行、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)與改革。E-mail: 760163012@qq.com