論文關鍵詞：模擬變電所 運動監(jiān)控系統(tǒng) 微機保護

論文摘要：介紹了西南交通大學建成的教學用模擬變電所實訓基地的結構、功能、特點、實踐項目。使用表明，該基地具有國內領先技術水平，完善的教學、培訓和科研的綜合功能。由于采用最新的遠程監(jiān)控技術，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術改造的參考。

0引言

西南交通大學有部分直接服務于鐵路現(xiàn)代化建設的專業(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。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動化技術水平的不斷提高，對從事牽引變電所設計、運行、管理等方面的專業(yè)技術人才的需求數(shù)量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強的實踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學環(huán)節(jié)中，應加強學生理論和實踐相結合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學實踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學、實習、培訓和科研為一體的模擬變電所實訓基地。

1模擬變電所簡介

我校模擬變電所分為兩期建成:

I期是與實際變電所相同的開關控制屏柜和繼電保護屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設計的模擬負載電量和故障盤。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，一個調度中心使用遠動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項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，且負載的大小和相位均可調節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機保護裝置、WKH-891型電鐵饋線微機保護裝置、DQWC-03牽引變電所二次設備測試系統(tǒng)。

模擬變電所中被監(jiān)控設備的位置狀態(tài)信號、保護動作信號、預告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠方終端)的開關量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過以太網(wǎng)傳輸，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠動監(jiān)控系統(tǒng)結構圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結構的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強的設計性、可擴展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標準，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，我系的教師正在進行一系列的科研開發(fā)，其目標是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實現(xiàn)變電所自動化管理，其結構圖如圖4。

2教學實踐基地的開發(fā)

1)校內學生及現(xiàn)場工程技術人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設置故障等項目的訓練，可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設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訓項目n個。如斷路器結構、原理;斷路器參數(shù)的測量與調整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實際安裝技術;變壓器控制、保護盤結構、接線、檢測、調試及整套保護聯(lián)動實驗(包括整定計算);在以上各盤設置不同故障(可達幾百種)練習查找及消除故障的方法等。

3)運動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實驗。

4)利用便攜式計算機對遙控設備進行合、分實驗，讓學生了解遠動系統(tǒng)是如何驅動被控設備動作。

5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁，實時了解該PLC的運行、通信等狀態(tài)的實驗。

6)上位機各種功能的校核實驗。通過該實驗讓學生了解調度員的工作職責、工作內容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠動系統(tǒng)有更深層的了解。

7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進行配置，使學生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設計要求對PLC進行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學生熟練掌握Concept編程方法。

8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運行環(huán)境及其安裝過程。

9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實驗，使學生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴展性。

10)進行繼電保護單體測試及數(shù)據(jù)管理。

11)進行繼電保護盤上測試及數(shù)據(jù)管理。

12)微機保護裝置的調試與特性實驗。

3實踐意義

模擬變電所實訓基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術人員，經總結，其實踐意義在于:

1)為學生提供專業(yè)技能訓練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護、變電所二次接線、微機監(jiān)控技術等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實驗，以及電氣設備的實際操作技能、檢修調試技術、查找故障及排除方法的實際訓練。而且充分利用學校具有的學科優(yōu)勢，以模擬變電所為基地，配合學生專業(yè)課和專業(yè)基礎課學習，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計算機應用、網(wǎng)絡與通訊等領域的多個應用性、研究性實驗;同時由于人員和設備的集中，能夠按項目組織學生進行綜合性實訓，盡可能使學生參與以教師為主導的科研活動。

2)對于現(xiàn)場技術和施工人員，很重要的一點就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運行故障和設計缺陷。通過實地培訓，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年為樂山電力股份有限公司培訓和考核職工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70~80年代所建，技術水平落后。而我校模擬變電所實訓基地的建成，對其技術改造具有借鑒的意義，在應用新技術、新設備和進行技術創(chuàng)新方面起到示范的作用。

4結束語

模擬變電所實訓基地項目獲得1998年度西南交通大學教學成果獎一等獎、四川省教學成果獎三等獎、2002年度再次獲得西南交通大學教學成果獎一等獎。總之，該基地是具有國內領先技術水平的教學、科研實驗基地，同時可作為培訓現(xiàn)場工程技術人員的基地。