論文關(guān)鍵詞：模擬變電所 運(yùn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 微機(jī)保護(hù)

論文摘要：介紹了西南交通大學(xué)建成的教學(xué)用模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、實(shí)踐項(xiàng)目。使用表明，該基地具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平，完善的教學(xué)、培訓(xùn)和科研的綜合功能。由于采用最新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術(shù)改造的參考。

0引言

西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè)，其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。

分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國(guó)電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加，同時(shí)對(duì)其掌握知識(shí)的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。

1模擬變電所簡(jiǎn)介

我校模擬變電所分為兩期建成:

I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。

Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下，一個(gè)調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個(gè)變電所，圖2是這五個(gè)模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)。

模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、預(yù)告信號(hào)、事故信號(hào)等遙信信號(hào)通過(guò)電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測(cè)信號(hào)將通過(guò)信號(hào)變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過(guò)以太網(wǎng)傳輸，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控的功能。遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個(gè)基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。

為了比較和研究，我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā)，其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測(cè)控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動(dòng)化管理，其結(jié)構(gòu)圖如圖4。

2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)

1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員，可對(duì)照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過(guò)開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)他們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。

2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個(gè)。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測(cè)量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號(hào)法以及“相對(duì)標(biāo)志法”的識(shí)別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測(cè)、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。

3)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)遙測(cè)、遙信信號(hào)源接線的校正及采集的遙測(cè)量的精度實(shí)驗(yàn)。

4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對(duì)遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是如何驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備動(dòng)作。

5)利用一般的瀏覽器訪問(wèn)各RTU中PLC的網(wǎng)頁(yè)，實(shí)時(shí)了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。

6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有更深層的了解。

7)利用組態(tài)軟件Concept對(duì)PLC進(jìn)行配置，使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號(hào)及設(shè)計(jì)要求對(duì)PLC進(jìn)行配置;利用Concept對(duì)PLC遙控、遙信和遙測(cè)功能的編程，使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。

8)自動(dòng)化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過(guò)程。

9)通過(guò)在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。

10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測(cè)試及數(shù)據(jù)管理。

11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測(cè)試及數(shù)據(jù)管理。

12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。

3實(shí)踐意義

模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員，經(jīng)總結(jié)，其實(shí)踐意義在于:

1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場(chǎng)所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn)，以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，以模擬變電所為基地，配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個(gè)應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時(shí)由于人員和設(shè)備的集中，能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn)，盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動(dòng)。

2)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)和施工人員，很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過(guò)實(shí)地培訓(xùn)，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂(lè)山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地區(qū)鐵路已完全實(shí)現(xiàn)電氣化，全區(qū)擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀(jì)70~80年代所建，技術(shù)水平落后。而我校模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的建成，對(duì)其技術(shù)改造具有借鑒的意義，在應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新方面起到示范的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目獲得1998年度西南交通大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、四川省教學(xué)成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)、2002年度再次獲得西南交通大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。總之，該基地是具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平的教學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)基地，同時(shí)可作為培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的基地。