[发明专利]一种水电厂继电保护仿真实训平台

说明书

本发明涉及一种水电厂继电保护仿真实训平台，属于继电保护技术领域。该平台包括仿真终端和继电保护实训设备；仿真终端用于仿真模型的建立、电磁暂态计算和规范处理流程数据，通过信号转换将仿真数据在继电保护实训设备上进行呈现，其包括图形化建模系统、电磁暂态计算系统、实时进程控制系统和信号转换系统；继电保护实训设备，与仿真终端相连，用于接收仿真数据注入，并将继电保护实训设备的信号反馈至仿真终端，供学员在的真实设备上进行实训。本发明能够实现水电厂电气一次、二次系统的实时闭环仿真，从而达到水电厂继电保护等二次设备的安装、调试、检验、运行及维护、故障分析等培训目的。

技术领域

本发明属于继电保护技术领域，具体涉及一种水电厂继电保护仿真实训平台。

背景技术

继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

传统的继电保护专业技能培训主要以保护装置的静态检验培训为主，缺乏系统性，不能开展结合电气一次、二次系统的复杂的、综合性故障（事故）分析、判断及处理等高级技能的培训。因此如何克服现有技术的不足是目前继电保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决职工和学员在开展水电厂继电保护的运行、检修、安装、调试等技能培训和教学时存在的问题，提供一种水电厂继电保护仿真实训平台，通过对水电厂水轮发电机、励磁变、高厂变、主变、开关站、线路等一次设备实时动态仿真，搭建与生产现场一致的二次系统回路，模拟电气一次设备各种故障及继电保护等二次设备的相应动作行为，开展复杂的、综合性故障（事故）分析、判断及处理等高级技能的培训。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水电厂继电保护仿真实训平台，包括：仿真终端和继电保护实训设备；

所述的仿真终端用于仿真模型的建立、电磁暂态计算和规范处理流程数据，通过信号转换将仿真数据在继电保护实训设备上进行呈现，其包括图形化建模系统、电磁暂态计算系统、实时进程控制系统和信号转换系统；

所述的继电保护实训设备，与仿真终端相连，用于接收仿真数据注入，并将继电保护实训设备的信号反馈至仿真终端，供学员在的真实设备上进行实训。

进一步，优选的是，所述的图形化建模系统用于建立一次仿真系统的拓扑连接关系，包括电气一次系统建模、发电机控制系统建模和励磁系统建模；

电磁暂态计算系统，与图形化建模系统相连，用于进行电磁暂态计算；

实时进程控制系统，与电磁暂态计算系统相连，用于采用时标仿真终端自身的时序及对外的输入、输出进行同步控制；

信号转换系统，与实时进程控制系统相连，用于进行信号转换将仿真数据传输至继电保护实训设备。

进一步，优选的是，通过图形化建模系统的图形界面新建或修改系统一次接线方式，对电网元件参数进行设定，从而对水电厂运行情况进行完整的仿真模拟。

进一步，优选的是，信号转换系统包括高速光纤通讯系统、模拟量信号转换装置、开关量信号转换装置和功率放大器；

所述的高速光纤通讯系统分别与实时进程控制系统、模拟量信号转换装置、开关量信号转换装置相连；

模拟量信号转换装置还与功率放大器相连；

模拟量信号转换装置，将高速光纤通讯系统输入的仿真数据经数模转换后输出交流电压、电流模拟量，再通过功率放大后送至继电保护实训设备。

进一步，优选的是，继电保护实训设备包括故障录波器、继电保护设备及模拟断路器；

所述的故障录波器分别与功率放大器、继电保护设备相连，所述的继电保护设备还与模拟断路器相连；所述的模拟断路器还与开关量信号转换装置相连；