一种智能变电站动态模拟教学系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能变电站动态模拟教学系统，包括监控调度中心、一体化设备电源、智能设备和微机保护，均与监控调度中心连接的谐波治理电容柜、用户智能终端和动模变压器。本实用新型占地面积小，运行成本低，结构符合现实，安全稳定，并能够模拟多种运行参数。做到直观、灵活的模拟多种智能变电站的实际运行情况，降低了智能变电站的研究成本。
【专利说明】一种智能变电站动态模拟教学系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统领域，尤其涉及一种智能变电站动态模拟教学系统。
【背景技术】
[0002]目前，智能变电站的建设伴随着国家智能电网的高速发展积极的进行着，智能变电站较之于以往的变电站具有很多技术上的区别和优点。
[0003]智能变电站将变电站自动化系统按照三层设备、二级网络结构的方式，实现变电站信息化、自动化和互动化。按照分层来实现智能变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性，系统从整体上分为三层:站控层、间隔层、过程层。站控层、间隔层、过程层设备间均采用基于IEC61850协议的通讯架构，就地的互感器采用动模互感器，利用就地合并单元把输入的模拟信号转换为数字信号，按照IEC61850标准的SV报文格式上送给间隔层设备；就地的智能终端完成开关量采集及执行遥控命令，按照IEC61850标准的GOOSE报文机制与间隔层设备进行信息交互。各种设备非常昂贵，同时设备占地面积庞大，运行条件高，现场运行需要专业的操作人员。一般的非现场使用没有必要建设现场的庞大的规格的系统。
[0004]现场运行的设备电压水平高，设备分布结构复杂，相关外围设备繁乱，各项运行参数不易调整，数据处理缺乏直观性。给实验性运用带来诸多不便。不适用于教学实训的变电站系统，不能够达到直观、灵活的模拟多种智能变电站的实际运作情况；也无法进行一些具有前沿性实验研究；同时现有系统的高电压带有运行危险。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提出一种智能变电站动态模拟教学系统，能够适用于教学实训及科学研究，做到直观、灵活的模拟多种智能变电站的实际运作情况，降低了变电站的研究成本。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提出包括监控调度中心、一体化设备电源、智能设备和微机保护，均与监控调度中心连接的谐波治理电容柜、用户智能终端和动模变压器。
[0007]所述用户智能终端包括负载柜和故障分析装置；谐波治理电容柜用于无功补偿；负载柜用于提供变电站系统的负载。
[0008]所述故障分析装置包括故障选择柜和故障开关柜；所述故障选择柜和故障开关柜分别与监控调度中心连接，并且故障选择柜和故障开关柜相互之间连接；所述故障选择柜设定故障产生的位置，故障开关柜用来操作要产生的故障。
[0009]所述谐波治理电容柜和负载柜均与负载接入系统连接。
[0010]所述微机保护包括220kV变压器，IlOkV线路，35kV线路，35kV备自投，以及35kV
电容器。
[0011]所述220kV变压器，IlOkV线路，35kV线路，35kV备自投，以及35kV电容器每一个均单独设置保护屏。
[0012]所述一体化设备电源采用工频三相四线的380V电压等级接入。[0013]与现有技术相比，本实用新型通过设置与监控调度中心连接的用户智能终端和动模变压器平台，使得本系统在教学实训现场能够有效的模拟真实的智能变电站的各种运行情况，并且能够调整结构参数，直观明了的观察各种运行情况，有效的记录相关的运行数据；同时使得智能变电站的研究成本大为降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构方框图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016]本实用新型提出一种智能变电站动态模拟教学系统，包括监控调度中心1、一体化设备电源、智能设备和微机保护，均与监控调度中心I连接的谐波治理电容柜7、用户智能终端2和动模变压器8。用户智能终端2包括负载柜6和故障分析装置3 ;谐波治理电容柜7用于无功补偿；负载柜6用于提供变电站系统的负载。故障分析装置3包括故障选择柜4和故障开关柜5 ;故障选择柜4和故障开关柜5分别与监控调度中心I连接，并且故障选择柜4和故障开关柜5相互之间连接；故障选择柜4设定故障产生的位置，故障开关柜5用来操作要产生的故障。谐波治理电容柜7和负载柜6均与负载接入系统连接。微机保护包括220kV变压器，1101^线路，351^线路，351^备自投，以及35kV电容器。220kV变压器，IlOkV线路，35kV线 路，35kV备自投，以及35kV电容器每一个均单独设置保护屏。一体化设备电源采用工频三相四线的380V电压等级接入。
[0017]按分层分布式来实现智能变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性，系统从整体上分为三层:站控层、间隔层、过程层。站控层、间隔层、过程层设备间均采用基于IEC61850协议的通讯架构，就地的互感器采用常规互感器，利用就地合并单元把输入的模拟信号转换为数字信号按照IEC61850标准的SV报文格式上送给间隔层设备；就地的智能终端完成开关量采集及执行遥控命令，按照IEC61850标准的GOOSE报文机制与间隔层设备进行信息交互。站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC61850-8-1通信协议。间隔层与过程层合并单元按照点对点方式实现“直采直跳”，间隔层设备的联闭锁信息通过过程层GOOSE网络实现信息交互。间隔层保护装置测控一体化，集中组屏安装。配置数字化故障录波装置、网路报文分析装置实现过程层、站控层网络报文、通讯设备的状态监视。站控层系统采用SNTP网络对时，间隔层和过程层设备采用B码对时。站控层与过程层独立组网，站控层采用星型100M以太网；过程层采用100M光纤以太网，过程层GOOSE、SV分开独立组网。
[0018]本系统的三层体系结构及其设备均为全工程实例化配置，实现IlOkV智能变电站的模拟系统搭建，示范效果强；模拟系统配置真实的智能一次设备、基于IEC-61850规约的智能变电站继电保护及数字化测试设备，为智能变电站各种运行状态下设备性能、开展的实验项目等都具有代表性的意义。对科学研究实验、现场实验和现场故障回放定位方面，都具有很强的实用性；过程层设备重构体系为各种间隔的实验室测试提供真实、经济和灵活的方法；间隔层设备采用标准的IEC-61850规约，具有全面的开放性，支持其它型号或厂家保护IED的替代性接入和扩展性接入，可作为IED互操作性测试平台；系统安全性高，系统配置的备份功能和恢复功能满足工程配置改变下的系统安全性；工具软件丰富，具有各层设备和网络的监视分析工具以及高级应用软、硬件接口。
[0019]本实用新型能够在一套系统中人为的多次、频繁的制造和控制故障，并且一体化设备电源采用工频三相四线的380V电压等级接入，方便、实用、简洁，在此过程中通过运用低电压等级模拟高电压等级实现各种操作，具有明显的安全保障，适合教学培训的环境要求。通过运用动态模拟设备，能够调节运行参数，模拟多个电压等级的智能变电站运行情况，而更加贴近实际。运用谐波治理电容柜、负载柜可以有效的调节智能变电站的负载接入情况，模拟出不同的运行环境，而不会明显影响实际电网的潮流分布，能够保证安全有效的开展各种实验。
[0020]将各种电压等级的保护分开做成单独的保护屏，使得学生和受训人员对智能变电站的认识更加直观，对各种结构布置认识更加清晰。各种屏体的前门采用透明的前面板，内置一层操作和现实面板，技能直观清晰的观察装置的动作情况和运行参数，又能有效保证人员的安全性。
[0021]本实用新型智能变电站动态模拟教学系统占地面积小，运行成本低，结构符合现实，安全稳定，并能够模拟多种运行参数。具有动态的硬件模拟系统和软件操作系统，运行的数据更加贴近实际，并且界面直观，人机接口简单。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能变电站动态模拟教学系统,监控调度中心、一体化设备电源、智能设备和微机保护，其特征在于:包括均与监控调度中心连接的谐波治理电容柜、用户智能终端和动模变压器。
2.根据权利要求1所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述用户智能终端包括负载柜和故障分析装置；谐波治理电容柜用于无功补偿；负载柜用于提供变电站系统的负载。
3.根据权利要求2所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述故障分析装置包括故障选择柜和故障开关柜；所述故障选择柜和故障开关柜分别与监控调度中心连接，并且故障选择柜和故障开关柜相互之间连接；故障选择柜设定故障发生的位置，故障开关柜用来操作要发生的故障。
4.根据权利要求2所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述谐波治理电容柜和负载柜均与负载接入系统连接。
5.根据权利要求1所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述微机保护包括220kV变压器，IlOkV线路，35kV线路，35kV备自投，以及35kV电容器。
6.根据权利要求5所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述220kV变压器，IlOkV线路，35kV线路，35kV备自投，以及35kV电容器每一个均单独设置保护屏。
7.根据权利要求1所述的智能变电站动态模拟教学系统，其特征在于:所述一体化设备电源采用工频三相四线的380V电压等级接入。
【文档编号】H02J13/00GK203520721SQ201320580972
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】任国军, 都超阳, 赵绍林, 周运良, 孙亚平, 刘勇, 杨志坚, 鲁世民, 路潇瀚 申请人:大盛微电科技股份有限公司