论析供电段牵引供电综合自动化教学培训系统设计方案

【 论文 关键词】牵引供电；综合自动化；培训

【论文摘要】通过结合国内牵引供电综合自动化现场教学需求，根据实际工程项目提出并设计了一种适合供电段操作和运行维护人员的教学培训系统，该方案软硬件结合，具有投资低，便于学员快速入门上岗，也便于升级换代的特点。

1引言

随着铁路大规模提速，东南沿海主要千线正在逐步实现电气化，牵引变电站基本采用了最新的综合自动化技术，对于新建供电段和既有旧的电气化线路，对值班和运行维护及管理人员都提出了较高的专业供电技能要求，采用以往的课堂教学模式难以直观对学员进行系统培训，同时由于现场设备都在投运状态，无法满足学员的操控需求。借鉴国内国际经验，采用全仿真模拟教学软件进行教学已经在飞行员、机车司机等职业培训领域得到推广，但该类系统投资巨大，对学员文化和专业基础要求高，难于适应基层站段人员的应用需求。

因此，有必要采用全新的综合自动化教学培训方式对学员进行仿真培训。设计的教学培训系统首先要直观，便于学员操作，尽量与现场应用模式保持一致，这样通过教学培训可快速满足岗位上岗要求，能很快适应现场的工作，安到厕利地完成操作维护任务。同时也要利用 计算 机 网络 和流行的多媒体教学的手段，加速学员的知识培养和动手操作，从设备内部熟悉系统的工作原理和掌握故障排查方法。

2设计原则

为实现基层运行人员快速熟悉和掌握现场综合自动化的目标，充分利用软硬件资源，按典型牵引变电所进行设备配置，一次设备全部采用模拟方式，主变和电容等一次设备可在现场进行知识讲解，断路器和隔离开关为保证操作的直观性，需要配备模拟机构。由于电站设备的备用设计，可按半个牵引变电站进行硬件系统配置，实际操控完全满足全站的操作要求，对于备用电源自投，可采用软件模拟方式进行培训教学。考虑到需要进行保护模拟和测量模拟，需要外配电压电流源，通过其调节可直观进行保护试验和测量观察。

系统构筑一台服务器，通过服务器对保护测控设备进行操作，通过服务器建立基于TCP/IP协议的局域网，配置一定数量的学员机，使资源得到共享，每台学员机都可通过服务器抢占控制权，对保护测控设备进行操作，当不操作设备时，每台学员机可进入仿真环境进行仿真模拟培训。

模拟培训软件采用先进实用的计算机应用软件，对电气化铁路综合自动化系统的牵引供电原理、保护原理、所内实际操作演练、故障模拟、工程应用等进行教学，同时能够软件模拟正常状态下的倒闸作业以及事故状态下的处理手段，同时系统配置评价考核子系统，具备丰富的实用题库，可对学习效果进行基本评估，以确认学员的学习能力和检验学员的知识掌握程度，为保证现场设备运行安全提供人力资源保证。

牵引供电培训系统由保护测控盘、机构及故障模拟盘、电压电流源、控制台、联网微机和服务器组成。组网采用星型高速以太网连接，保证多媒体信息量带宽要求。全部采用多媒体电脑，具有先进的多媒体教学功能。硬件系统的配置将保证系统有足够的冗余度，云博机的内存、CPU时间和硬盘空间均应保证有40%以上的余量。

3牵引供电综合自动化教学仿真系统组网方案

教学培训系统组网示意图如下:

4培训系统主要功能

4.1教学部分

采用组网微机进行系统模拟操作和仿真培训。系统正常工作时只有一台主机可对保护测控盘进行操作，当该机操作时，其他 计算 机无法登陆进行保护侧控盘操作，只能进行仿真模拟操作，当无主机对保护侧控盘操作时，每台计算机都可抢占主机地位，对保护测控盘进行操作。系统(TE`I’S)采用多媒体计算机系统，应用视频处理技术，通过高分辨率彩色屏幕，来表现电气化铁路综合自动化系统的构成，并通过 艺术 处理，来形象地表现电气化铁路综合自动化系统的运行方式，系统组网、组屏方式，后台监控软件及保护测控盘的控制操作、保护装置的原理及操作，资料查询等内容。利用多媒体丰富的图形、图象及数字化处理技术，提供友好的人机界面，使学习者身临其境地进行实习操作，创造最佳的教学环境。教学部分内容主要包括牵引供电系统原理，保护原理，综合自动化系统装置原理，图纸说明系统和工程应用部分。

4.2仿真模拟部分

主要针对以下部分进行仿真:综合自动化系统的监控后台软件，备自投，保护测控盘的柜体，电铁馈线保护装置，电铁变压器差动保护装置，电铁变压器后备保护装置，电铁变压器本体保护，电铁并补保护测控装置。由于需要培训的操作主要是针对后合监控系统可遥控的开关和刀闸的操作，以及各保护装置的操作。因此仿真培训系统采用仿真的设计。包括供电系统的正常手动/遥控控分、控合，远方/当地投入退出，操作方法按照实际系统的操作规程进行。以及事故处理，如开关状态故障，变压器:差动保护、重瓦斯等本体故障、轻瓦斯等告警故障、高压过流、低压A过流、低压B过流等，110kV进线失压，馈线过流、距离保护I段Ⅱ段、电流速断、电流增量保护等，电容器速断、过流、谐波过流、差压、差流、过压、低压等。

5小结

设计的牵引供电综合自动化教学培训系统目标是通过系统操作和知识自我学习，培训供电段职工或专业学生快速达到理论与实际相结合的目标。通过软硬件相结合的方案，可节省资金投入，便于学员直观熟悉现场投入运行的系统，通过教学和仿真软件的培训，使学员短期内了解较为全面的综合自动化系统的结构、原理和维护方法，同时能够掌握日常正常操作和常见异常状态下的处理操作流程，为安全供电打下良好的人力资源保障。同时随着新技术的应用，软件系统便于升级，功能可不断增强，适应未来技术的 发展 。