电气工程及其自动化毕业设计-2.1万字变电站缺陷处理培训系统的数据库设计.docx

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1、支而大型灰矍型筏毕业设计报告（论文）变电站缺陷处理培训系统的数据库设计所属系电气工程系专业电力系统学号22508125姓名李闪闪指导教师王暹起讫日期2022.3一2022.5设计地点东南大学成贤学院诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，弓I用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。学生签名：日期：摘要阐述了变电站缺陷处理培训系统的设计原因、设计过程、设计手段、设计方式及其最后的成果，重点介绍了变电站缺陷的分类、危害等级以及处理方式。该培训系统实现简单的缺陷查询、更改、删除等功能，为变电站未来无人化运行准备技术基础。关

2、键词:变电站缺陷系统；仿真；数据库AbstractElaboratedsubstationdefecthandlingtrainingsystemdesignreasons,thedesignprocess,designtools,designmethods,anditsfinalresults,highlightsthesubstationdefectclassification,hazardclass,andhandling.Thetrainingsystemdefectsquery,change,deletefunction,preparingthetechnicalbasisforth

3、esubstationfutureofunmannedoperation.KeywordsiSubstationdefects;simulation;database第一章绪论1.l引言随着我国电力工业的迅猛发展，电力系统规模日益扩大、运行方式日趋复杂，安全生产问题已成为保证电力可靠运行的重要因素之一，对电力运行人员的操作技能的要求也越来越高。针对目前已有的培训仿真系统人工教学指导和手动评价的缺陷，通过总结电力系统运行操作规程，提供了方便的语法规则来描述设备规则和任务规则，利用合理的知识表达方式描述规则之间的逻辑关系，将任务规则灵活地组成各种不同的操作任务，形成不断扩充的规则库，再利用数据库搜

4、索技术将其任务实例化，形成学员操作任务的标准依据。开发了具有实时教学指导和智能评价功能的培训仿真智能评价指导系统，为电力系统运行人员提供了更智能更宽松的仿真操作运行培训环境，具有重要的工程实用价值。变电站仿真系统的开发为保证电网安全、可靠、经济地运行，就必须提高电网运行人员（包括电网调度员、变电站运行人员）、继电保护人员、自动化人员、预防性试验人员、设备检修人员的技术素质和技能水平，加强对电网生产人员的培训和反事故演习，提高对电网的驾驭能力，有效防范灾难性大停电事故的发生。目前仿真技术正日趋完善，一些新技术已开始被引入了仿真领域，如分布式仿真通信中间件技术、虚拟现实仿真技术、面向对象仿真技术、

5、智能仿真技术；计算机硬件性能得到了很大提升，价格亦更为低廉；新型输变电元件、特高压长距离交流输电线路、电力系统实时计算技术也有了新的发展。变电站培训仿真要求强调正确反映变电站与电网的相互影响（特别是对于在电网中起重要作用的500kV变电站和220kV枢纽变电站），以使变电站运行人员建立电网的概念和全局观念。现有变电站仿真培训系统人机界面基本都采用二维图形方式，部分虚拟现实仿真技术主要局限于一次设备现场；在体系结构上，大多为集中式系统，即使采用了分布式体系结构，数据库在各计算机上基本一致，以达到分布运行的目的，通过网络通信来使数据库同步，其通信量很大。1.3研究变电站培训系统背景与意义电力是工业

6、生产的主要能源，电力运行的可靠性及供电质量的优劣直接影响工业生产的经济效益和安全性，因而从发电、输电、到配电的各个环节都需要有经过严格训练的运行人员来操作控制。任何人为失误所造成的事故，其损失严重程度都是无法估量的。为了培养大批熟练的运行人员，电力部门花费了大量精力和投资用于培训王作。由于电力系统的特殊性，在实际运行的系统中进行人员培训显然是不现实的。目前.，国内外的重要培训手段就是仿真培训。近年来电力行业培调仿真技术取得了很好的效呆。电力系统首先在火电厂和核电厂开展了培训仿真系统的研究和试验，现在火电厂和核电厂配备培训仿真系统的必要性已被国内铃所公认。我匿电力系统规定30OMW以上的火电机缓

7、都必须配备有培训仿真系统。接着兴起了调度员培训仿真系统，目前拥有培训仿真系统的网调和省调日益增多。变电站容量分散、数目众多对变电站是否也要搞培训仿真系统开始时认识不一致。经过一段思考和实践之后，很多供电部门也开始认识到配置变电站培训仿真系统也是必要的。但是硬件模式的仿真系统需要配备大量的硬件装置、设备投资高、占地面积大很难推广，因此后来兴起的全部通过计算机实现的软件模式的仿真培训系统很快便以其便捷、经济等优点受到电力部门的青睐，许多变电站纷纷开始投资建立自己的仿真培训系统。所谓仿真培训，就是在计算机的控制下，营造出一种尽可能逼真的工作环境，受训人员在这个仿真系统中接受种种训练，增强其对实际系统

8、的操作控制能力和对事故的判断处理能力。变电站仿真培训系统就是根据实际变电站的状况，运用必要的仿真技术，构建一个虚拟运行的变电站作为培训环境，通过培训人员在这个环境中进行的相关运行操作，达到培训的目的。国内已经开发出了多套各种类型的变电站仿真培训系统，并取得了良好的培训效果。1.3研究变电站缺陷处理培训系统的目的和意义电力安全生产是涉及职工生命安全的大事，也是影响电力系统安全、稳定运行和电力企业生存发展的关键。为此电力企业投入了大量的人力、物力、财力，来提高电力职工队伍的素质和安全生产意识，主要从两个方面着手：一是提高安全生产的硬件保证水平，靠新技术、新装备，提高安全保证程度；二是加强职工的安全

9、培训，电力公司每年都下达详尽的培训计划及有关考核办法，从制度与管理上确保电力的安全生产。现阶段，对电力现场操作人员的培训仍停留在理论讲述培训I、手册培训等比较落后的阶段，这些方式培训周期长、资金投入大、学员现场感差。现场培训虽然效果良好，但由于很多设备是带电运行，存在危险性和不确定性，很多操作演示，并且这种培训方式也不适合多人同时进行。因此，急需一种实践与理论结合、寓教于乐，并能够使学员身临其境的培训系统，对学员进行高效培训，并进行操作及理论考核。因此我们要监视设备运行的情况，以便于及时发现和消除设备的缺陷，预防各种事故的发生，确保设备的安全的运行，要在平时对设备进行严密的巡视检查，将平时在运

10、行中发现和处理缺陷方面还有各种的不足记录下来。用迅猛发展的计算机技术和工作的经验积累，将计算机技术应用于配电装置的缺陷处理培训系统中，将使巡视人员在平时的工作和培训中更加地轻松，达到事半功倍的效果。本课题主要研究数据库技术在配电装置缺陷处理培训系统中的应用，并利用软件编程和数据库技术开发出配电装置缺陷处理培训系统。系统应包括登录界面、维护界面、浏览界面和缺陷设置界面等，并能够与多媒体技术相结合，构成完整的变电站配电装置缺陷处理培训系统。(1)具有查询典型缺陷的产生原因、等级、处理方式的功能。(2)具有可以向数据库添加新的缺陷的信息的功能。(3)可以对已经存在的数据库里的内容进行修改的功能。(4

11、)可以在适当的条件下实现与运行界面结合运行的功能。1.4本文的关键问题及难点(1)探究变电站配电装置主要一次设备运行中的缺陷种类及具体信息。(2) 了解变电站设备缺陷的各种缺陷的处理方式。(3)研究数据库技术在变电运行中的应用，根据变电站配电装置缺陷处理培训系统的功能需求，确定数据库结构、开发工具及实现手段。(4)利用开发工具，为变电站配电装置缺陷处理培训系统建立完整的数据库。通过软件操作平台，可以对发现的缺陷进行登录、分类，并能够对缺陷产生的原因、处理方法等辅助决策思路进行录入和保存。第二章变电站配电装置的常见缺陷1 .1变电站的配电装置分类及其特点2 .Ll配电装置的定义配电装置是用来计量

12、、接受和分配电能的装置。配电装置包括开关电器（断路器、隔离开关、负荷开关等）、保护电器（熔断器、继电器、避雷器等）、测量电器（电流互感器、电压互感器、电流表、电压表等）以及母线和载流导体。其布置应满足电力系统正常运行的要求，便于检修，不危及人身及周围设备的安全。21.2配电装置的分类1、按其设置的场所可分为：户内配电装置和户外配电装置2、按其电压等级可分为：高压配电装置和低压配电装置3、按其结构形式可分为：成套配电装置（开关柜）和装配式。2.L2配电装置的特点屋内配电装置：优点是占地面积小操作、维护、巡视不受气候影响；房屋投资大外界污秽空气对电器影响较小，减少维护工作量；缺点是房屋投资大。屋外

13、配电装置：优点是土建工作量和费用小、建设周期短、便于带电作业；缺点是占地面积大、受外界环境影响大、设备需要加强绝缘、不良气候影响对于设备的维护和操作有重要影响。成套配电装置：优点是结构紧凑、占地面积小、有利于缩短建设周期、便于扩建和搬迁、运行可靠性高、维护方便；缺点是消耗钢材比较多、造价较贵。1 .2变电站配电装置缺陷的分类凡电气设备在运行中出现损坏、技术性能降低等非正常现象以及运行技术条件超过设备允许范围者，均称为设备缺陷。设备缺陷按重要程度以及对安全生产造成的威胁程度，一般分为紧急缺陷、重大缺陷和一般缺陷。2 .2.1按巡视发现的典型缺陷进行分析从实际运行情况来说，巡视仍是发现缺陷的最有效

14、手段，经由巡视发现的缺陷比例超过60%。a）设备的发热问题设备的典型发热点包括隔离开关的动、静触头处、主变压器低压侧的丫1、Y2套管出线连接板处、变压器低压侧并联电抗器或并联电容器接地母线汇流排处、由于涡流效应而引起的主设备的不定局部发热点。在高负荷和“迎峰度夏”期间，对于典型发热点，利用先进的红外测温设备进行热点追踪，能够及时发现设备发热缺陷，效果极好。b）设备的渗、漏油问题设备的渗漏油问题主要体现在主变压器、站用变压器、油TA上。造成渗、漏油的主要原因是工艺问题，常见部位多在套管接头、法兰盘连接处、瓦斯继电器处、油箱及油枕的焊接处等，运行维护中取油样或过滤油后常闭阀拧不紧也会造成渗、漏油。

15、对于油TA,由于多年来时有爆炸且强烈燃烧的事故发生，影响要比SFoTA更大，所以日常巡视中尤其要多注意，发现渗、漏油缺陷一定要及时处理。2. 2.2按设备类型进行分析a）一次设备缺陷一次设备缺陷出现缺陷概率高、低依次以隔离开关、断路器、主变压器、TA及其它设备为序。隔离开关最突出的问题有两个：首先是由于氧化或工艺处理不符要求而引起的触头发热问题；其次是操作无法到位、连杆变形、辅助开关失灵等机械问题。断路器主要是漏气、漏油、电机频繁打压等问题。b）二次设备缺陷二次设备中保护常见缺陷为液晶面板显示不清、指示灯不亮、时钟对时错误、出口继电器烧毁、保护报告无法打印等，至于逻辑功能上的缺陷则基本没出现过

16、；控制回路中常见缺陷包括由于线圈烧毁而引起的合分闸故障、由于辅助节点不到位而引起的操作闭锁故障、由于热偶动作而引起的电机失电以及端子松动或接头氧化而弓I起的接触不良等。C）监控系统缺陷监控系统比较严重的缺陷为误发信问题，尤其是误发跳闸信号，虽说次数并不多，但时有发生，具体原因尚无法确定，据推测与不同厂家设备之间通信接口处理不好以及电磁兼容引起的干扰等有关。而断路器和隔离开关位置信号与实际情况不符，一般为投运或设备改造时，信号点位对照错误导致的。2.3缺陷产生原因的分析根据统计，80%的缺陷是由于设备的可靠性低造成的。以一次设备中出现问题最多的隔离开关来说，隔离开关在投运之初一般都不会出现什么问题，但经过一段时间的多次操作（但远未到使用年限和操作次数）之后，就出现发热、操作不到位、连杆变形、辅助开