摘要：基于数模混合仿真技术的变电站仿真培训系统拥有一个完整的电力网络模型，能反映变电站的各种信号的动态特性，模拟一个完整的变电站运行场景。系统能够模拟电网的正常、故障下的运行状态，同时将数据下发到数模转换装置驱动各种二次设备动作，通过培训室内的各种一次二次设备可监测到一个完整的电力系统动态。通过开发并建立一个基于数模混合仿真技术的继电保护仿真培训系统，能够系统地、快速地培训继电保护专业人才，提高继电保护人员的专业知识水平和业务技能，以适应电网的发展，从而更好地保护电网的安全运行。 关键词：数模转换HELP装置故障模拟二次仿真
1概述
随着电网的不断扩大、继电保护及变电站综合自动化技术的不断发展，对从事继电保护工作人员的专业知识与技术要求越来越高。而吕梁供电分公司，由于地域差异和历史发展等原因，技术人才严重匮乏，特别是继电保护专业人才更是如此。通过开发并建立一个基于数模混合仿真技术的继电保护仿真培训系统，来系统地、快速地培训继电保护专业人才，以提高我们继电保护人员的专业知识水平和业务技能，以适应电网的发展，从而更好地保护电网的安全运行。在继电保护人员的培训环节上，通常采用单纯的继电保护测试仪进行培训学习，但是变电站二次系统复杂难以模拟，其逼真度难以达到与真实变电站一
致的效果。基于数模混合仿真技术的变电站仿真培训系统能模拟电网的正常、故障下的运行状态，同时可将正常或故障数据下发到数模转换装置来驱动各种二次设备，培训室内的各种二次设备可监测到一个完整的电力系统数据。
2系统设计
2.1设计内容。仿真系统中可以扩充的应用特需的元件模型、参数、画面等也应基于基础支撑平台进行统一扩充。基于数模混合仿真技术的变电站仿真培训系统主要的各个模块及其功能如下：①一次系统稳态仿真：稳态培训模拟基于动态潮流计算，针对电力系统的静态特性，考虑电力系统的发电、负荷以及其它装置的频率特性，计算快速、准确，能有效地反映电网在无稳定问题时电力系统的相应特性，构成电网中长期仿真的基础。②一次系统动态仿真：采用全动态仿真技术对各种不同的简单故障、复合故障进行暂态、中期、长期动态模拟，给出动态过程中的电压、摇摆角、频率、线路潮流、短路电流等模拟结果，同时将故障仿真计算结果转为标准COMETRADE录波文件。标准录波文件可能是在培训过程中由动态仿真软件准实时生成，也可能是由其它独立商用仿真软件离线生成后载入完成。③监控后台软件：该监控后台将完成对实际保护装置信号的采集和对实际测控装置信号的采集，以及对模拟断路器的遥控等，这一部分和常规变电站监控后台软件基本一致。同时，该监控后台将显示并相应由仿真软件产生的电网一次系统及二次系统的各种信号以及操作指令，这一部分相当于一个仿真的变电站监控后台软件。④数模转换装置：负责接收由动态仿真计算结果转换生成的标准COME TRADE录波文件，其中包括电压、电流和开关量，再将录波文件的数字信号转换为模拟信号发送给保护、测控装置，在保护装置中形成波形回放。
上述各个功能模块通过过程控制及支持系统连接为一个整体，总体的功能描述如下：
教员可在厂站图上设置故障，对于教员设定的故障，能够经动态仿真计算后实时通过数模转换装置发送给保护装置，若满足动作条件，则保护装置跳开模拟断路器。另外，也可以使用离线准备好的故障录波数据驱动保护装置动作。
监控后台系统可实时监视到模拟断路器的动作以及保护装置的动作信息，并通过仿真前置反送数字仿真系统，重新形成潮流断面。在监控后台上可以对有关模拟断路器进行遥控操作，其结果同样通过仿真前置反送仿真系统，重新形成潮流断面。
站内的功率电压电流等模拟量首先由仿真系统进行计算模拟，再由仿真前置发送给监控后台上进行显示。对于站内没有配置保护硬件的二次系统，将由仿真软件进行模拟，相关保护动作信号由仿真前置发送给监控后台上进行显示。
2.2数模仿真技术路线。变电站仿真培训系统模拟电网的各种运行状态，正常或故障状态下的电流、电压波形可生成COMETRADE格式文件，并实时回放到保护、测控装置，同时保护、测控装置状态实时
反馈至数字仿真系统，从而形成了一个完整的仿真培训场景。教员可在厂站图中人工触发各种电气故障，电力系统动态仿真计算出故障波形，经数模转换装置后经功率放大器驱动实际二次设备，故障下保护的相应动作结果通过动作报文反馈给监控后台，继电保护人员可以培训熟悉在实际运行状态下的保护设备特性，锻炼电网故障下的分析和处理能力。
高压保护
装置
高压保护
装置
高压保护展柜背面图HELP2000继电保护测试平台
HELP2000专用测试线
系统构成：
1.HELP2000测试仪器
2.HELP2000测试后台（可选）
844vv3.HELP2000专用测试连接线
4.保护装置
HELP装置与保护装置连接示意图
3技术创新
3.1HELP装置硬件开发，实现数模混合仿真技术，其将仿真的数字量转换为模拟量，为故障数据的下发提供通道；HELP-9000继电保护测试装置是专门为完成传统高低压保护、测控、稳控以及数字化保护、合并单元等各类装
保健油数模混合仿真技术在继电保护培训系统中的应用
李田刘旭东（国网山西省电力公司吕梁供电公司）
166 . All Rights Reserved.
摘要：针对无人值班变电站的大力推广，
首先介绍了电力监控系统的总体结构，进而对电力监控系统的原理及连线进行了分析，接下来就实施方案作了详细的规划，最后提出了电力监控系统的意义。
关键词：电力监控与自动化平台的整合实施方案无人值守效益分析
1概述
近年来，随着电力系统管理体制的深化改革，
变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。远程视频/环境监控系统已逐步成为无人值班变电所
新增的十分必要的自动化项目，
通过远程视频/环境监控系统，安全值班人员、企业领导可以随时对电站的重点部
位进行监控和监视，以便能够实时、
直接地了解和掌握各变电站的安全情况，并及时对发生的情况做出反应。
为实现供电系统和设备的在线参数监测、
远程操作控制、实时事故报警、数据统计分析、
运行安全保护、用电计量管理；实现了“四遥操控”，对故障监测预警、
保护、定位，上传故障数据和信息，提供了快速解决手段，
也解决了煤矿供电系统越级跳闸、电压波动跳闸、漏电接地选线、突发大面积和长时间停电等困扰煤矿供电的运行难题，我矿2008年按计划引进了KJ357矿用电力监控系统。
2系统总体结构
系统分为四个层次：设备层（即高开综合保护层）
鞋帮加工
、变电层（即变电所内的当地监控和自动化设备———井下测控分
站）、通讯平台层（即变电所与地面间的公共通讯平台———
光纤以太网平台）、
地面监控层。设备层主要完成数据采集、
计算、保护和控制执行，并通过RS485总线接入变电所的测控分站中。测控分站一
方面完成数据转发，另一方面实现变电所综合选漏、录波存储、时钟同步和当地监控，并通过光纤以太网，
完成与监控主站的通讯。通讯平台是由分站光端设备构成的光纤以太网或是专门的光纤以太网。监控主站是一套供电系统专业版组态系统，可按照供电系统的规范，对供电系统进行监测、控制、统计和分析。电力监测系统在煤矿供电中的应用
李莉
（河南煤化焦煤集团演马庄矿）
双绞线光缆
RS485线
主机
备用主机
服务器
可连接1到64台保护
分站
井下千兆网交换机井下千兆网交换机矿千兆网交换机
分站
域网可连接1到64台保护馈电
高爆
隔离器
磁力
磁力
分站
分站
分站
井下千兆网交换机
可连接1到64台保护
馈电高爆照明
馈电高爆照明
图1
井上地面井下区域
置进行测试、仿真而自主开发的一种便携式多功能继电保
护测试仪器。该项目中使用的HELP 装置为数字化继电保护测试装置HELP-9000H，其主要功能是将故障仿真数
据下装，将数据量转换为模拟量，
驱动保护装置动作。3.2HELP 装置接口软件开发，故障仿真数据由动态仿真程序生成，并实时下发至HELP 装置，进行波形回放驱动保护装置；变电站仿真培训系统模拟电网的各种运行
状态，正常或故障状态下的电流、
接电压波形和开关量可记录到COMETRADE 格式文件，并通过数模转换装置实时
延时开关电路回放到保护、测控装置，同时保护、
测控装置状态实时反馈至数字仿真系统，从而形成了一个完整的仿真培训场景。
教员可在厂站图中人工触发各种电气故障，
电力系统动态仿真计算出故障波形，经数模转换装置后经功率放大器驱动实际二次设备，故障下保护相应动作结果通过动作报文反馈给监控后台，变电站运行人员可以借助此系统熟悉在
实际运行状态下的保护设备特性，
锻炼电网故障下的分析和处理能力。
4结论
基于数模混合仿真技术的继电保护仿真培训系统重点在于进行事故处理培训，就是在教练员计算机上设置各
种运行方式下的各类故障（可设置线路、
母线、主变等设备的单相接地、两相短路、三相短路故障，
也可设置单一故障或由多重简单故障复合而成的复故障），并在仿真变电站中的控制屏、中央信号屏、继电保护屏及模拟断路器上反
应。学员根据事故现象、各种信号等进行综合分析、
判断，以确定事故的类型、范围，快速、
果断地处理事故。通过事故处理培训，有助于提高学员分析及处理事故的能力，
从而保证电网安全稳定运行。
综上所述，通过认真、仔细的现场使用，
基于数模混合仿真技术的继电保护仿真培训系统模拟形成了一个完整
的实时闭环数模混合仿真培训场景，
为变电站运行人员与继电保护人员仿真培训营造了更为逼真的运行环境，
有利于快速提高人员的技术水平，能节省大量时间和培训成本。
参考文献:
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[2]邸凯.基于改进逻辑法的变电站继电保护仿真模型的研究[D].华北电力大学，2011.
[3]刘曲.变电站仿真培训系统二次设备数据平台的研究与开发
[D].华北电力大学（北京），2003.
[4]郝晓卫，图木.呼和浩特供电局变电运行仿真培训系统设计思路[J].内蒙古石油化工，2006.
[5]宋丹.电力系统故障仿真培训系统的设计与开发[D].大连理工大学，2007.
[6]武卫平，孔玉娟.变电站数字物理混合仿真培训系统[J].东北电力技术，2010(02).
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