电气运行仿真实训

1、电气运行软仿真实习一、前言 电能源是国民生产生产不可缺少的能源，电力的发展也标志着一个国家工业科技的发展。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电力系统。实现了电能的传输和使用。电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安

2、全、经济、优质的电能。二、电气运行仿真实训任务及指导书1、220KV仿真变电站1.1 仿真软件的介绍 软件最主要的功能是实现了集控站监控和遥控变电站的功能。该仿真系统精心设计了典型的标准倒闸操作题目、故障处理、异常处理题目。本仿真软件以给定操作任务然后由运行人员完成这样一种方式，模拟出实际的操作过程，以此来加强运行人员的实际操作能力，判断、处理故障的能力。如果在操作过程中发生误操作，软件系统会立刻给出故障现象及启动事故音响，在集控站的信息窗口会显示由于误操作所引起的保护动作，用户对误操作所产生的后果有一个直观的认识和学习过程。使用本软件，用户可以提高对变电运行的认识和应付突发事件的能力。二次回

3、路图纸讲解部分讲述了常规型及微机型二次设备，对常用的继电保护装置和新型的微机综合自动化保护装置的图纸进行了详细的讲解。1.2 仿真软件的使用1.2.1 仿真教室控制台 1、运行桌面 “220kV 仿真机教练员站控制程序”。 2、首先操作“本地机仿真系统操作初始化”，然后操作“学员机仿真系统初始化”。其他功能可根据界面文字选择操作。 3、操作“隐藏本窗口”，界面显示“220kV 变电站仿真机操作员站”，最大化此界面。 4、主界面功能如下：设备区、主控室、继电保护室、调度命令、事件记录和教练员台。仿真操作主要在此界面切换。123各种模块介绍（1） 教练员台 1按启动模型； 2按运行模型； 3调入工

4、况，正常情况下一般选择“工况4”； 注：所谓“工况”即变电站运行方式，其中150为软件编制者设定工况51100 可自行设定。 4若由一种运行工况变换成另一种工况，操作如下；例如：由工况43，操作顺序，按模型退出启动模型运行模型调入工况3。（2）故障设置清单 可设置变电站不同类型的故障和不正常工作状态，用于训练和考核学员。主要操作如下：学员机：学员可自行设置各种故障进行训练。 2、变电站的运行与管理2.1变电运行管理的任务和内容2.1.1变电运行管理的基本内容有:(l) 建立和健全运行人员岗位责任制 , 使人人明确自己的职责、权力、工作内容及要求 , 建立正常的工作秩序。(2) 建立和健全变电运

5、行管理制度 , 使运行管理趋于正规化和科学化。(3) 加强日常运行管理 , 严格执行各项运行管理制度。(4) 加强技术管理 , 创造科学、文明的生产秩序。(5) 加强安全管理 , 确保安全运行。(6) 加强职工培训 , 不断提高职工素质。2.2变电站运行的主要制度2.2.1 交接班制度交接班工作是保证变电站连续安全运行的一项重要工作 , 必须严格按交接班制度进行。(1) 值班人员应按照规定的交接班时间进行交接 ( 提前 3Omin 做好交班准备工作 ), 接班人员应提前 15min 进入值班室 , 进行接班的准备工作。若接班人员因故未到 j 交班人员 应坚守岗位 , 并立即报告上级主管。在未办

6、完交接手续之前 , 不得擅离职守。(2) 在处理事故或进行倒闸操作时 , 不得进行交接班。交接班时发生事故 , 应停止交 接。由交班人员处理事故 , 接班人员在交班负责人指挥下协助处理。当事故处理完毕或告 一段落时 , 再继续进行交接班。(3) 交班前 , 交班负责人应组织全体人员进行本班小结 , 整理好有关记录 , 并按以下内容做好交班小结 :1) 设备的运行方式、设备变更和异常情况及处理情况 ;2) 继电保护、自动装置的运行及变更情况 ;3) 倒闸操作情况 ;4) 设备检修维护情况 ;5) 其他事项。(4) 接班人员认真昕取交班人员介绍后 , 会同交班人员认真核对交班记录 , 并由交接双方

7、共同到现场检查。交接完毕后 , 交接双方在运行工作记录簿上签字。(5) 接班后 , 接班负责人应组织当班人员开好班务会 , 根据系统设备运行、检修情况及天气变化等情况 , 研究明确本值中应注意的事项及事故预想 , 安排本值工作 : 1) 对本值内倒闸操作进行分工 , 对上班预开出的操作票 , 审核其正确性 ; 2) 布置对设备存在的薄弱环节、缺陷部位及重负荷设备加强监视 ; 3) 落实上级主管布置的其他工作 ; 4) 接班负责人应在接班后及时向当班调度员汇报当时的电压、潮流、设备运行状况以及存在的薄弱环节。2.2.2 巡回检查制度对设备进行巡回检查是运行管理工作的一个重要组成部分 , 它的目的

8、是检查设备运行状况 , 掌握设备运行规律及时发现设备隐患 , 确保安全运行。(1) 对巡回检查的基本要求 : 值班人员必须认真按时巡视设备 , 巡视应按本站规定的 时间和路线进行 , 对设备的异常状态做到及时发现、认真分析、尽快处理做好记录 , 并及 时向上级主管汇报。正常巡视周期为交、接班时一次 , 高峰负荷时一次 , 晚间高峰负荷时熄灯巡视一次。 遇有下列情况 , 应增加巡视次数 : 1) 设备过负荷或负荷有显著增加时 ; 2) 设备经检修或长期停用重新技入运行时 ; 3) 新安装设备初次投入运行时 ; 4) 设备缺陷近期有所发展时 ; 5) 事故跳闸或设备运行中有可疑现象时 ; 6) 恶

9、劣天气时 ; 7) 节假日或有重要供电任务时。巡视必须严格遵守电业安全工作规程中的有关规定。注意人体与带电导体之间的安全距离。一般应两人一起巡视,允许单人巡视的人员应经考试合格 , 由上级主管批准。巡视 时不得打开遮栏或进行任何工作。雷雨时,一般不进行室外巡视, 需要巡视室外高压设备时, 应穿绝缘鞋, 并不得靠近避雷针和避雷器。巡视中发现高压设备发生接地故障时, 在室内, 不得接近故障点 4m 以内; 在室外 , 不得接近故障点 8m 以内。需进人上述范围内的 人员 , 必须穿绝缘鞋 , 戴绝缘手套。(2) 巡视检查的基本方法。目前 , 巡视检查设备的主要手段仍然是利用人体的眼、耳、鼻、手等器

10、官的感觉 , 同时采用一些仪器设备来帮助监视检查。目测: 用眼睛观察设备的外观有无变化 , 表计指示是否正常等 , 特别是可充分利用自 然条件加强观察 , 如在毛毛雨、小雪天或夜晚观察户外设备是否发热 , 利用日光检查户外绝缘子是否有裂纹 , 雨后检查户外绝缘子是否有水波纹等。 耳听: 用耳朵倾听运行中的设备发出的声音是否正常。 鼻嗅: 用鼻子嗅闻运行中的设备是否有因绝缘材料过热时产生的特殊气味。 手摸: 用手触摸运行中的设备非带电部分 , 检查设备的温度是否有异常升高。 借助仪器设备检查 : 采用红外线测温仪测量设备温度 ; 带电测量绝缘子的分布电压和绝缘电阻 ; 对绝缘油进行微水量测定和色

11、谱分析试验等。2.2.3 设备定期试验与切换制度为保证运行中的设备及备用设备的完好性 , 确保故障时能正确投入工作 , 必须定期进行试验和切换。如 : 1) 重合闸装置每 1015 天进行一次试验 ; 2) 备用变压器应定期进行充电 ; 3) 晶体管保护每月进行一次试验 ; 4) 低频减载装置每月进行一次试验 ; 5) 高频通道每天进行一次测试 ; 6) 变压器备用冷却器每月切换试验一次 ; 7) 事故音响、预告信号、闪光装置、事故照明、每值试验一次等 ; 8) 所有定期试验、切换的结果 , 都应记人有关记录中。3、电气倒闸操作3.1倒闸操作的定义 将电气设备由一种状态向另一种状态转换所进行的

12、操作。 3.2电气设备的四种状态（1）运行状态:是指设备的隔离开关及断路器都在合闸位置。 （2）热备用状态:是指设备隔离开关在合闸位置，只断开断路器的设备。 （3）冷备用状态：是指设备断路器，隔离开关均在断开位置，未作安全措施。 （4）检修状态:指电气设备的断路器和隔离开关均处于断开位置，并按“安规”和检修要求做好安全措施。 3.3必须填入操作票的项目 3.4.1应拉合的设备断路器(开关)、隔离开关(刀闸)、接地刀闸等，验电，装拆接地线，安装或拆除控制回路或电压互感器回路的保险器，切换保护回路和自动化装置及检验是否确无电压等； 3.4.2拉合设备断路器(开关)、隔离开关(刀闸)、接地刀闸等后检

13、查设备的位置； 3.4开关手车的状态 3.5.1运行状态： 开关小车在运行位置，开关在合闸位置。 3.5.2热备用状态： 开关小车在运行位置，开关在分闸位置。 3.5.3冷备用状态: 开关小车在试验位置，开关在分闸位置。 3.5.4检修状态： 开关小车在检修位置，开关在分闸位置。 3.5.5线路检修状态： 开关小车在试验位置，开关在分闸位置，线路侧地刀合入。 3.5.6开关及线路检修状态：开关小车在检修位置，开关在分闸位置，线路侧地刀合入。 3.5操作指令操作指令：逐项指令、综合指令和单项指令。 （1） 逐项指令：涉及两个及以上单位的配合操作或需要根据前一项操作后对电网产生的影响才能决定下一项

14、的操作。 （2）综合指令：不需要其它单位配合仅一个单位的单项或多项的操作。 （3）单项指令：处理紧急事故或进行一项单一的操作。 4、电气设备的异常运行及故障处理4.1电气设备事故的原因  （1）不按照设备的额定参数运行，如电动机长时间欠电压运行，电流增加烧坏电机。   （2）自然灾害和人为破坏等因素。   （3）工作人员违反电业安全工作规程的错误操作。   （4）运行管理不善，不及时消除缺陷，不按期进行维护、检修、试验，不认真落实反事故措施等。 4.2事故处理的一般要求   （1）沉着、迅速、准

15、确地判断发生事故的原因。   （2）尽快限制事故发展，保证正常设备继续运行，解除对人身和设备安全的威胁。   （3）尽可能改变运行方式，保证重要负荷用电，迅速恢复停电负荷的供电  （4）处理事故时，除当值人员和有关领导外，无关人员应退出现场。   （5）如适逢交接班时发生事故，则应由交班人员负责处理，接班人员全力协助，待恢复正常运行时，再办理交接班手续。   （6）属调度管辖范围内的设备，应及时报告调度员，听从调度命令，作好记录；对人身安全和设备完整有明显和直接威胁时，可先执行，后汇报。

16、60; （7）事故的处理过程应作详细、准确的记录。 5.3变（配）电所的异常运行和事故处理   （1）准确判断是内部还是外部事故。   （2）如判断本所无明显故障象征时，应迅速将与该母线所连接的断路器全部拉开，向上级或调度汇报，等候来电。 (3)如果是由于本所供电范围内部故障，发生越级跳闸引起的母线电压消失，应切除故障部分，对其它回路恢复供电。   （4）如果是母线设备发生故障时，应尽可能对可运行的设备恢复供电。故障设备等检修人员处理。   （5）有备用电源的变配电所，应拉开主电源投入备用电源。 4.3配

17、电线路故障跳闸时的处理  （1）分路馈线故障跳闸后，应查明继电保护动作情况，并对断路器作外部观察和检查。若无喷油、冒烟等情况时，可改为冷备用状态后向电气负责人汇报，或在查明情况后，根据跳闸原因，决定是否可以再进行试送电。   （2）故障跳闸线路若强送电成功后，若转为单相接地故障时，应立即进行跳合闸试验，以验证是否确系该线路有单相接地。   （3）对配电线路进行试送电时，如果电流表指针甩到满刻度后在2s内未返回，且保护未动作时，则应立即拉闸断开电路；若继电保护动作而跳闸，则不准再次合闸试送，应立即向调度汇报，听候处理。 5.5发生误操作

18、时的处理:   （1）误拉或误碰断路器引起跳闸，如该断路器控制的电路无并列关系，可立即合上后再向电气负责人汇报；对有并列关系者，应汇报供电局，并按调度员的命令进行处理。   （2）误合备用中的断路器，可立即拉闸后再汇报。   （3）误拉或误合隔离开关，应立即停止操作，检查设备是否受到损害，并向领导汇报。 5、变电站的继电保护5.1 电力变压器保护5.11主变差动保护定义：是按照循环电流原理构成，即将变压器各侧电流进行相量相加，使正常运行和区外故障时流入继电器的电流量小，而区内故障时，流入继电器的电流最大。使得继电器动作跳闸。主变差动保

19、护应用中的注意问题：（1）投运前电流互感器二次端子极性或二次回路接线正确性效验。（2）必须做空载合闸试验。（3）并联变压器的和应涌流。可能引起差动保护误动作。（4）由一次系统参数引起的纵差保护区内故障时的高次谐波问题。（5）变压器纵差保护用电流互感器的型号（要分析计算）。（6）空载合闸与变压器相间短路同时出现。新安装的差动保护在投运前应做哪些实验： (1) 必须进行带负荷测相位和差电压(或差电流)，以检查电流 回路接线的正确性。 1) 在变压器充电时，将差动保护投人； 2) 带负荷前将差动保护停用，测量各侧各相电流的有效值和相位； 3) 测各项差电压(或差电流)。 (2) 变压器充电合闸5次，

20、以检查差动保护躲励磁涌流的性能。5.1.2主变气体保护含义：变压器油箱内部故障产生电弧，使绝缘物和变压器油境界产生大量的气体，由于油箱盖沿气体继电器的方向有1%1.5%的升高坡度，强烈的油流和气体将通过连接管冲向变压器油枕的上部，为此，利用这种气体来实现的保护装置，被称为气体保护。分类：当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的轻瓦斯；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力

21、，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的重瓦斯。正常运行条件：（1）开启油枕和油箱之间的连通阀门使其他继电器充油，同时打开排气孔将气体继电器中的空气排出，并直至排气孔连续出油。（2）油枕通向大气的呼吸器应保证畅通，气体继电器及接缝处无渗油现象。（3）从气体继电器排气孔注入空气，检查轻气体继电器触点动作的可靠性，按动探针检查气体继电器动作的可靠性。（4）新安装的变压器投入运行时，应解除气体保护的跳闸作用并切除至信号回路，经过一昼夜的连续运行，直至变压器不再发散气体后，方可投入气体保护跳闸连接片。下列情况解除气体保护跳闸：（1）变压器带电滤油，注油，经

22、滤油、换油处理后。（2）更换硅胶罐内的硅胶。（3）疏通呼吸器和更换吸潮剂时。经过24H以后，检查气体继电器内无气体后，再投入气体保护的跳闸连接片。5.1.3主变过流保护含义：电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路。5.2母线保护5.2.1母线差动保护含义：用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。正常时流入母差保护的电流为不平衡电流，在故障时流入母差保护的电流是故障电流，这样继电器只要躲过不平衡电流就可以正确动作。母线差动保护的形式、特点：（1）母线完全电流差动保护，将母线上所有连接元件的电流互感器按同名相、同极性接到差动保护回路，要求所有电流互感器的特性和变比均应相同，若变比不同则采用补偿变流器进行补偿