电气工程学报, 2019, 14(2): 43-46 doi: 10.11985/2019.02.008

智能变电站继电保护技能培训平台开发及应用

方磊1, 谢骏2, 易妍1, 王茹晖3

1. 国网浙江省电力有限公司培训中心 杭州 310015

2. 国网绍兴供电公司 绍兴 321017

3. 国网杭州市萧山区供电公司 杭州 311200

Exploration on the Training Mode of Relay Protection in Smart Substation

FANG Lei1, XIE Jun2, YI Yan1, WANG Ruhui3

1. State Grid Zhejiang Electric Power Corporation Training Center, Hangzhou 310015 China

2. State Grid Shaoxing Power Supply Company, Shaoxing 321017 China

3. State Grid Hangzhou Xiaoshan District Power Supply Company, Hangzhou 311200 China

收稿日期: 2018-12-7   网络出版日期: 2019-06-25

Received: 2018-12-7   Online: 2019-06-25

作者简介 About authors

方磊,男,1982年生,副教授,高级工程师。从事电力系统继电保护工作。E-mail:82671780@qq.com。

谢骏,男,1982年生,高级技师。从事电力系统继电保护工作。

摘要

以浙江省电力有限公司培训中心220 kV智能变电站二次系统实训室为例,通过多年的智能变电站培训经验,提出以改变组合的方式改造原培训平台,改造出可提供新技能培训的培训平台,从而为继电保护技能培训、竞赛工作提供全新的训练模式。与改造前的培训平台相比,在培训项目、竞赛项目、培训班设置等多种应用方面进行比较,实现“小投入大产出”的新型培训平台。

关键词: 智能变电站 ; 培训平台 ; 仿真 ; 事故分析

Abstract

Taking the secondary system training room of 220 kV smart substation in the Zhejiang Electric Power Power Corporation Training Center as an example, through years of training experience in smart substation, it is put forward that the original training platform should be reformed by changing the combination, and the training platform that can provide new skills training should be reformed, so as to provide a new training mode for relay protection skills training and competition. Compared with the training platform before the transformation, the new training platform of “small input and large output” is realized by comparing the training projects, competition projects, training course settings and other applications.

Keywords: Intelligent change ; training platform ; simulation ; accident analysis

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本文引用格式

方磊, 谢骏, 易妍, 王茹晖. 智能变电站继电保护技能培训平台开发及应用. 电气工程学报[J], 2019, 14(2): 43-46 doi:10.11985/2019.02.008

FANG Lei. Exploration on the Training Mode of Relay Protection in Smart Substation. Journal of Electrical Engineering[J], 2019, 14(2): 43-46 doi:10.11985/2019.02.008

1 引言

近年来,随着智能变电站的大量应用,智能变电站检修技能技术的培训显得越来越重要,而对于继电保护技能的培训也与以往大为不同。经过之前三年的培训竞赛项目经验,结合浙江省继电保护培训平台的实际情况,持续改进提升培训平台功能,不断增加培训新技能,从而摸索出一套有特色的技能培训模式。

2 培训与生产技能供需分析

2.1 生产技能需求分析

按照目前一线检修班组主要工作内容,主要可分为消缺工作、大修技改工作、新建变电站基建工作三大类。表1将此类工作所需求的生产技能按照技能岗位进行划分。

表1   生产技能的需求分析

工作岗位消缺工作大修技改新建站基建
工作负责人技能装置调试、缺陷分析、事故分析装置安装调试、二次回路消缺装置安装调试、二次回路消缺、项目管理
工作班成员技能装置调试装置安装调试、二次回路消缺装置安装调试、二次回路消缺

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2.2 培训技能能力分析

常见培训模式所能提供的技能培训一般为两种:全站事故仿真分析和跨间隔消缺调试。这两种培训方式能提供大部分的技能能力培训,其能力点见表2

表2   培训技能能力分析

培训项目能力分析能力培训方式
全站事故仿真分析缺陷分析、事故分析团队能力培训
跨间隔消缺调试装置调试、二次回路消缺团队能力培训

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2.3 工学供需分析

(1) 由表1、2可知,目前的培训模式所提供的技能培训仍缺少装置安装调试、项目管理等技能。

(2) 培训、考核方式仅支持团队能力培训,缺乏个人能力培训,这将导致学员接收信息效率降低,从而使培训效果降低。

3 智能变电站仿真培训平台现状及
培训模式

3.1 培训平台现状

目前培训中心建有一套220 kV的智能变电站培训平台,该平台的硬件部分由继电保护屏柜和模拟一次设备构成,软件部分由仿真系统构成,通过对变电站一次系统潮流的实时仿真计算和二次系统的实时反馈,从而达到对变电站事故情况进行完整的仿真模拟。该平台的主接线图如图1所示。

图1

图1   智能变电站主接线图


3.2 智能变电站培训模式

智能变电站培训系统可采用的培训模式一般有两种:全站事故仿真分析和跨间隔消缺调试。两种培训模式的流程如图2所示。

图2

图2   智能变电站培训基本流程图


(1) 全站事故仿真分析。建立以工作班为单位的团队,设置工作负责人及工作班成员岗位,并进行团队命名、工作口号,同时宣布每次案例的评分规则,要求团队间进行竞争。

仿真培训平台则需要在仿真系统软件模拟某次事故(一次故障),培训教师在保护装置中设置若干二次缺陷,培训学员以团队为单位依次进入场地进行事故分析及消缺。

(2) 跨间隔消缺调试。将培训系统分解成两个跨间隔消缺调试单元,见表3

表3   220 kV部分仿真培训平台保护配置

工位保护配置
1#工位1#线第一套线路保护及对侧
2#线第一套线路保护及对侧
1#主变压器第一套保护
2#主变压器第一套保护
第一套母差保护
第一套母联保护
2#工位1#线第二套线路保护及对侧
2#线第二套线路保护及对侧
1#主变压器第二套保护
2#主变压器第二套保护
第二套母差保护
第二套母联保护

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培训学员则以团队为单元同时进行调试、消缺,此类方式无需仿真系统配合。

4 仿真培训平台开发改进方案

将主接线按照图3中虚线所示区域划分,220 kV部分按照间隔可划分为4个子系统,考虑到双重化配置,实际上共有8个子系统,加上110 kV部分,总共有10个子系统。每个子系统内部都配置一个仿真子机,与保护系统一起构成一个半实物仿真平台:由软件模拟产生一次系统在正常及故障情况下的电压、电流量,实际的保护系统对此做出响应,作用于模拟断路器;同时模拟断路器、刀开关与仿真系统也可以进行通信,从而使得仿真系统能获知并控制断路器和刀开关的状态。

图3

图3   智能变电站主接线分解图


按照图3进行区域划分后构建培训平台时,需要新增4台母线保护,工位配置见表4,新增的4台母线保护定义为表4中的母差保护1~4。

表4仅罗列了第一套保护所组成的工位,同样第二套保护也可以组成另外4个工位,使得总工位数达到8个。为使改进后的培训功能不弱化甚至减少,要求在改进后的工位仍能具备事故仿真功能,因此需要增加8台仿真主机。同时由于主接线的改变,必然增加信号转换箱及模拟断路器,而信号转换箱可以通过插件扩容,模拟断路器则应按照工位增加。因此,新增数量为3台信号转换箱及17台模拟断路器。

表4   220 kV部分仿真培训平台保护配置

工位保护配置
1#工位1#线第一套线路保护及对侧
I、II母线第一套母差保护
1#母联第一套保护
2#工位2#线第一套线路保护及对侧
Ⅲ、Ⅳ母线第一套母差保护
2#母联第一套保护
3#工位1#主变压器第一套保护
母差保护1
1#分段第一套保护
4#工位2#主变压器第一套保护
母差保护2
2#分段第一套保护

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5 仿真培训平台应用

仿真培训平台建立后技能实操项目将大大增加,且更加贴近生产实际。以下将对改造前后的培训项目、竞赛项目及培训班设置方面进行比较。

5.1 培训项目应用

改造前的培训项目有SCD组建、装置消缺、装置调试和CID文件上下装。

改造后仿真培训平台培训项目如下所述。

(1) 新建变电站的装置调试、间隔调试、整站调试。

(2) 运行变电站的检修、消缺、改造项目。

(3) 小型变电站的SCD组建、CID文件上下装、整站调试;

(4) 全站主系统、小系统的事故仿真再现。

5.2 竞赛项目应用

改造前的智能变电站继电保护专业竞赛中,技能操作部分一般有SCD组建、间隔调试、事故仿真三个项目,这三部分作为三项独立内容进行考核,三个项目之间不存在联系。

改造后仿真系统中这三个项目可以作为一个整体进行考核,选手将根据提供工位的保护配置进行SCD组建,并将组建的SCD文件导出相应的配置进行上装,同时经过调试验证所组建的SCD的正确性,最后裁判设置一次系统故障要求选手进行分析。这样可实现多个小组同时进行智能变电站的SCD组建、CID文件上下装、整站调试等一系列完整工作流程的考核。

5.3 培训班设置对照

在培训开展时,培训班的设置至关重要,主要有培训人数、工位数、培训师人数、训练方式、考核方式和培训项目等方面。表5为我们开展多期培训班后总结得出的数据。

表5   培训班设置对照表

比较内容改造前培训平台改造后培训平台
培训质量有效同时培训人数10人30人
训练考核方式团队训练
团队考核
团队训练
个人考核
工位数1~2个10个
教练人数2人3-4人
培训项目SCD组建、装置消缺、装置调试、CID文件上下装SCD组建、CID文件上下装、整站调试;全站主系统、小系统的事故仿真
培训周期15 d12 d
建设成本建设周期半年半年
硬件设备保护屏柜16面、1套仿真主机、11台信号转换箱及模拟断路器保护屏柜26面、11套仿真主机、14台信号转换箱、28台模拟断路器
软件设备1套仿真软件11套仿真软件

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表5对比中可发现,改进后培训系统具有容纳学员人数多,设备自由组合更换、培训周期短等特点,这对当前日益突出的工学矛盾不失为一个好办法。

6 结论

智能变电站的普及应用使得检修人员亟需进行智能变检修技术培训,本文在总结过去培训开展经验的基础上,通过改造培训平台,以获得新的培训项目、竞赛项目,从而达到提高培训效力的培训新方式。

参考文献

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