浅谈析具有教学培训和科研功能的模拟变电所实训基地

　    论文关键词：模拟变电所；运动监控系统；微机保护

　　论文摘要：介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明，该基地具有国内领先技术水平，完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术，该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。

　　0引言

    西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。

    分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。

　　1模拟变电所简介

    我校模拟变电所分为两期建成:

    I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。

    Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。

    模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
  为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。

　　2教学实践基地的开发

    1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。

    2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。

    3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。

    4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。

    5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。

    6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。

    7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。

    8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。

    9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。

    10)进行继电保护单体测试及数据管理。

    11)进行继电保护盘上测试及数据管理。

　12)微机保护装置的调试与特性实验。

　　3实践意义

    模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:

    1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。

    2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。

    3)目前西南地区铁路已完全实现电气化，全区拥有牵引变电所200多座，其中大都为上世纪70~80年代所建，技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成，对其技术改造具有借鉴的意义，在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。

　　4结束语

    模拟变电所实训基地项目获得1998年度西南交通大学教学成果奖一等奖、四川省教学成果奖三等奖、2002年度再次获得西南交通大学教学成果奖一等奖。总之，该基地是具有国内领先技术水平的教学、科研实验基地，同时可作为培训现场工程技术人员的基地。