第２８卷第３期 江西电力职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｏｔｙ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１５ ２０１５年９月 变电站二次回路培训系统研究 宋庆烁 ，周煦光 ，饶建兰 （１．国网江西培训中心，江西南昌３３００３２；２．国网江西电科院，江西南昌３３００９６） 摘要：随着智能变电站的推广，原本可见二次回路变得不见，但二次回路作用依然存在，对二次回路 相关知识与技能的掌握越来越难。设计了一套二次回路培训系统，其对常见断路器控制回路、变压器冷却 回路、隔离开关操作回路采用实物进行模拟现场真实回路，并能通过后台计算机进行故障设置，以训练学员 二次识图技能、故障排查技能和设备检修技能等。 关键词：智能变电站；二次回路；培训 中图分类号：Ｃ９７５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—００９７（２０１５）０３—００１７—０４ ０ 引言 随国家经济的高速发展，我国电网正朝着特高 压电网、具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智 能化电网发展。变电站普遍采用由现代电力电子技 方面的实训系统或装置，二次回路设计开发与研究， 能解决变电站二次回路培训技术难题。 １ 二次回路培训系统设计思路 电力系统二次设备及其回路实现了对一次设备 术、网络通信技术、计算机技术为支撑的微机测控及 的监测、控制、调节和保护，能够反映一次设备的运 保护装置，使变电站的运行与管理实现了综合自动 行工况。当一次设备出现异常或发生故障时，又能 化。变电站管理监控模式也发生很大的变化，从有 够迅速发出信号，并快速切除故障设备，因此，二次 人值班的常规模式向无人值班或无人值守的自动化 设备及其回路是电力系统安全、稳定、经济运行的重 模式过渡；变电站也由综合自动化模式向信息化、数 要保证，是变电站不可缺少的重要组成部分。目前 字化、智能化模式进行过渡…。与此同时，变电站的 常见的电力系统二次设备及其回路只能适用于现场 二次回路也随之发生了巨大变化。特别是随着代表 未来变电站发展方向的智能变电站的推广，智能变 操作，并且由于其体积庞大，比较笨重，不方便搬进 实验室进行培训教学，在对操作人员进行培训时，传 统的培训方式通常是进行文字讲解、绘图描述，这种 电站以网络化信息共享替代了传统的二次回路，使 原有可见的二次回路变得不可见，同时使得工作人 员对二次回路的感性认知越来越少，这也无疑给二 培训方式理论性强但缺乏实际动手能力的训练，使 得培训效果不佳。 随着多媒体技术的广泛应用，人们通过计算机 次设计、施工、调试和检修带来不便 ］。在虚回路及 虚端子表示的智能变电站的时代，如何进行二次回 路知识的学习和培训成为一个值得研究和探讨的 问题。 多媒体辅助手段进行理论培训，然后到现场观摩，但 该培训方式依旧不能进行实际操作，并且现场环境 具有实际的高电压，对培训而言存在不安全因素。 二次回路培训系统设计包括三相断路器弹簧操 由于目前国内外还未出现比较成熟的二次回路 收稿日期：２０１５—０７—０８ 作者简介：宋庆烁（１９７７一），江西吉安人，高级讲师，主要从事电力系统继电保护与自动化研究 １８ 江西电力职业技术学院学报 第２８卷 作机构培训模块、分相断路器液压操作机构培训模 块、分相断路器弹簧操作机构培训模块、隔离刀闸电 动操作机构培训模块和变压器冷却回路培训模块， 分别通过交换机与之对应通信连接的后台计算机， 每组故障设置继电器的控制回路都包括单片机 和驱动电路，单片机的相应端口通过通讯转换器与 交换机通信连接，并通过驱动电路与故障设置继电 器对应连接，单片机根据接收到的后台计算机的指 如图１所示。通过故障模拟器，对每个培训模块中 的相应控制回路设置通过后台计算机控制的在真实 令驱动相应故障设置继电器动作。 分相断路器弹簧操作机构的控制回路包括储能 闭锁回路和分闸闭锁回路，在储能闭锁回路和分闸 闭锁回路中分别并联有一个储能闭锁失效故障点和 一运行中的常见故障，该实训系统能够真实模拟电力 系统二次设备及其回路正常运行状态及故障状态， 让学员进行分析、查找并排除，通过模拟真实的二次 个气压过低故障点。 设备及其回路，学员能够亲自动手操作，理论与实践 相结合，达到了较好的培训效果。 图１培训系统框架图 ２ 二次回路培训系统模块 二次回路培训系统包括５个模块，分别为三相 断路器弹簧操作机构培训模块、分相断路器液压操 作机构培训模块、分相断路器弹簧操作机构培训模 块、隔离刀闸电动操作机构培训模块和变压器冷却 回路培训模块。其中变压器冷却回路培训模块中设 有变压器冷却风机及其控制回路；分相断路器弹簧 操作机构培训模块内设有分相断路器弹簧操作机构 及其控制回路；三相断路器弹簧操作机构培训模块 内设有三相断路器弹簧操作机构及其控制回路；分 相断路器液压操作机构培训模块内设有分相断路 器、分相断路器操作机构和与其控制连接的分相断 路器控制回路；隔离刀闸电动操作机构培训模块内 设有隔离刀闸、隔离刀闸操作机构和与其控制连接 的隔离刀闸控制回路。此外，所有培训模块内均设 有对应的故障模拟器，每个故障模拟器包括一组故 障设置继电器及其控制回路，每组故障设置继电器 的对应触点分别通过串联或并联的方式连接在所述 各个培训模块内的相应控制回路中，用于模拟设定 故障。 三相断路器弹簧操作机构控制回路包括储能电 机回路和储能电机控制回路，在储能电机回路和储 能电机控制回路中分别串联有一个或多个储能电机 不能运行故障点和一个储能电机控制回路断线故 障点。 变压器冷却风机控制回路包括风机启动控制支 路，该风机控制支路上串接有相应继电器阵列触点， 形成风机启动故障点。 隔离刀闸控制回路需模拟故障的控制支路包括 刀闸分、合闸控制支路及外部闭锁控制支路和刀闸 电机控制支路，各控制支路中分别串联有一个对应 的故障设置继电器的触点。 所有培训模块内均设有语音计时器模块，其通 过交换机与相应的后台计算机通讯连接，用于学员 培训考试时的语音报时。所有培训模块内均设有保 护模块，该保护模块由分相过流保护电路、总漏保护 电路和装置启／停按钮组成，用于人身保护和设备 安全。 系统通过故障模拟器，对每个培训模块中的相 应控制回路设置通过后台计算机控制的在真实运行 中的常见故障点，故障模拟器与后台计算机通讯连 接，只需在后台计算机上进行操作和设置“故障”，故 障模拟器接收后台计算机的故障设置命令，通过相 应的故障设置继电器的断开或者接通，控制设置“故 障”的对应支路，达到模拟故障的效果。 ３故障案例 三相断路器弹簧操作机构培训模块进行故障设 置，其中如表１所示通过教员机可以设置８个故障 点，也可以人为设置断线、短路、接触不良等故障。 下面以一个简单故障为例进行故障分析、查找 与排除。设置三相断路器弹簧操作机构培训模块的 “断路器合闸指示灯不亮”故障，其中部分二次回路 第３期 宋庆烁，等：变电站二次回路培训系统研究 １９ 表１教员机故障点设置与故障现象 图如图２所示。具体实施步骤如下。 指示灯ＨＧ１的１端短接，或者将合闸指示灯ＨＲ１的 ｄ３ ＨＧ１ １端将通过短接线接到正电源上即可。 、．，＾ｌ ＱＦｔ １３５ ４ 结束语 变电站二次回路是电力系统安全、稳定运行的 图２断路器位置监视回路 重要保证，是变电站不可缺少的重要组成部分。而 １）教员机上发出ｄ２故障； 二次回路是一个相对庞大而复杂的系统，让职工熟 ２）学员机电脑显示故障现象：断路器合闸指示 练掌握二次回路的相关技术，对变电站的安全稳定 灯不亮，如图３所示。 运行具有重要意义。加强二次回路职业技能培训很 嘲 蝗 ： 遴 装墨：三相断路嚣弹蔷搡作识 构蕾 ｌ膜蚨 ＿｛ 有必要，本文所设计培训系统的采用实物进行模拟 １．断路器台嗣指示灯不离 ｉ 现场真实的二次回路，并能使用电子技术、计算机技 术，进行二次故障设置，以训练学员二次识图技能、 ｛ 故障排查技能和设备检修技能等。二次回路培训系 。 ｉ 统具有针对性，实用性和科学性，对变电站工作人员 ２ 及电力系统变电、检修、运行人员的培训工作起到非 鳖ｉ 图３学员机故障告警信息 常积极的推动作用。 ３）学员通过对二次回路进行分析，得出故障原 因：断路器合闸指示灯不亮，可能是合闸指示灯 参考文献： ［１】戴宪滨，邹婷．变电站二次回路的发展趋势【Ｊ］．沈阳工程学 ＨＲ１损坏或合闸指示回路断线； 院学报（自然科学版）．２０１ １，７（１）：４７－５０． ４）学员停电，通过安装接线图检查现场实际接 ［２】蒲伟，马泽菊．智能变电站二次设计探讨［Ｊ］．科技创新导 线回路：断开总电源空开ＱＦ１，根据分析，重点检查 报．２０１ １，３４：１００—１０１． 合闸指示灯ＨＲ１就地合闸控制回路，经观察与测量 发现合闸指示灯ＨＲ１与正电源之间断线； ［责任编辑韩翠丽］ ５）排除方法：将合闸指示灯ＨＲ１的１端与分闸 江西电力职业技术学院学报 第２８卷 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎＴｒａｉ ｎ ｉ ｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓｕ ｂｓｔａｔｉｏｎｓ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｉ ｒｃｕ ｉｔ ＳＯＮＧ Ｑｉｎｇ—ｓｈｕｏ ，ＺＨＯＵ Ｘｕ—ｇｕａｎｇ ，ＲＡＯ Ｊｉａｎ－ｌａｎ （１．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｇｃｈａｎ ３３００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｉｎｖｉｓｉｂｌｅｂｕｔ ｔｈｅ ｒ０１ｅ ｏｆ ．ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｉｌｌ ｅｘｉｓｔｓ，ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔ ｔｏ ｍａｓｔｅｒ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｓｋｉｌｌｓ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔ ｔｏ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｒｅｌａｔｅｄ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｓｋｉｌｌｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｕｓｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｔｈｉｎｇｓ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｃｏｍｍｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｂｒｅａｋｅｒ．， ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｒｅａｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｉｔＡｎｄ ｉｔ ａｉｍｓ ｔｏ ｔｒａｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｒｎｅｒｓ ｓｋｉｌｌ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｉｌｙ ｄｉｓｃｅｒｎｉｎｇ ｐｉｃｔｕｒｅｓ，ｏｆ ｅｘａｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｂｕｇｓ，ｏｆ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｒｅ． ｐａｉｒｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｏｍｅ ｂｕｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｔｒａｉｎｉｎｇ （上接第１３页） Ａ Ｋｉｎｄ ｏｆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｂｉｒｄｓ。＿＿。ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＣＨＥＮＧ Ｌｉｎ ， Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｆｅｉ ２３００２２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ａｎｈｕｉ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｅｆｅｉ ２３￣２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｄ ｉｓ ｖｕｌｎｅｒａｂｌｅ ｔｏ ｂｉｒｄｓ ｄａｍａｇｅ．Ｄｕｅ ｔｏ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｅａ— ｓｏｎｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ，ｔｈｅ ｂｉｒｄｓ—ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ｓｏｍｅｗｈａｔ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ． Ｕｓｉｎｇ Ｏｘｙｍａｔｒｉｎｅ，Ｌｉｇｕｓｔｉｃｕｍ ｗａｌｌｉｃｈｉｉ ａｎｄ Ｒｈｅｕｍ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｂｉｒｄｓ—ｅｘｐｕｌ— ｓｉｏｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｎ ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔ｝ｌａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｔｏｏｋ ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｂｉｒｄｓ—ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ ｂｕｔ ｔｏｘｉｃ ｓｉｄｅ ｅｆ－ ｆｅｃｔｓ ｏｎ ｈｕｍａｎ ｎｄ ａｂｉｒｄ，ｗｉｔｈ ｓｔｒｏｎｇ ａｄｈｅｓｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ—ｆｉｅｎｄｌｒｙ，ｅｔｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｂｉｒｄｓ—ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ；ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ