楊 紅

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402160）

THPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置在教學(xué)中的應(yīng)用分析

楊 紅

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402160）

介紹THPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置的結(jié)構(gòu)組成特點及基本功能，結(jié)合實訓(xùn)教學(xué)案例對該裝置在高職繼電保護課程教學(xué)中的應(yīng)用情況進行分析研究，針對應(yīng)用中的一些問題提出了加強操作規(guī)范及安全意識培養(yǎng)、增加人為設(shè)置實訓(xùn)裝置操作環(huán)節(jié)故障模擬等具體的改進優(yōu)化措施，以期為進一步提高學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力設(shè)計開發(fā)出更多更好的實訓(xùn)項目，整體提升實訓(xùn)設(shè)備的使用效益和人才培養(yǎng)質(zhì)量．

微機變壓器保護；實訓(xùn)裝置；實訓(xùn)項目；改進措施

電力系統(tǒng)繼電保護與自動化專業(yè)是重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院在全國水利示范院校建設(shè)和市級骨干院校建設(shè)任務(wù)中的重點建設(shè)專業(yè)之一，因此，繼電保護專業(yè)實訓(xùn)室的建設(shè)投資力度較大，先后投資新建了兩個微機保護綜合自動化實訓(xùn)室．實訓(xùn)室建設(shè)完成以后，如何發(fā)揮新建實訓(xùn)室在專業(yè)教學(xué)中的作用，提高實訓(xùn)設(shè)備的利用率和實訓(xùn)項目的開出率就成了實訓(xùn)室后續(xù)（軟件）建設(shè)的重點和要點[1,2]．下文結(jié)合HPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置在繼電保護專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用情況談點體會和想法．

1 THPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置的結(jié)構(gòu)組成及功能特點

1.1 結(jié)構(gòu)組成特點

電力系統(tǒng)微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置由電源控制屏、變壓器、系統(tǒng)一次回路和二次回路、實訓(xùn)接線、智能設(shè)故排故五部分構(gòu)成．

該實訓(xùn)考核裝置配置有THL-513型微機變壓器差動保護裝置和THL-516A型后備保護裝置兩個微機保護單元，同時配以控制電源、三繞組變壓器、互感器、故障設(shè)置及負載等組件模塊．為便于現(xiàn)場安裝調(diào)試及教學(xué)方便，裝置采用了可移動式控制屏結(jié)構(gòu)，實訓(xùn)裝置只需配備三相四線的電源即可投入使用．

該裝置實現(xiàn)的訓(xùn)練考核操作項目由實驗和實訓(xùn)兩個獨立系統(tǒng)來分別完成，并在控制屏的右下側(cè)通過三根42芯航空電纜及9只航空插座聯(lián)接件進行切換選擇．系統(tǒng)的短路阻抗、線路阻抗、負載阻抗均采用功率可調(diào)的電阻或電抗．變壓器高、中、低壓三側(cè)均裝有電壓表和電流表，可以方便的顯示變壓器三側(cè)的三相線電壓（或相電壓）和三相線電流．變壓器高、中、低壓三側(cè)斷路器控制回路設(shè)計有手動分、合閘控制按鈕，以實現(xiàn)變壓器各側(cè)斷路器的分合閘控制操作．控制屏的供電系統(tǒng)設(shè)有電壓型漏電保護和電流型漏電保護兩種保護功能，三相電源供電具有熔斷器式過流保護功能，為開放性實訓(xùn)室創(chuàng)造了安全、便利的條件[3,4]．

1.2 基本功能

THPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置主要完成變壓器微機保護裝置的特性測試、定值整定、運行調(diào)試、智能設(shè)故排故、二次接線等方面的實踐訓(xùn)練項目．典型的實訓(xùn)項目有變壓器在各種不同運行情況下微機差動保護的不平衡電流測量、變壓器瓦斯保護功能測試、三繞組變壓器的縱差動保護實訓(xùn)、雙繞組變壓器差動保護實訓(xùn)、變壓器二次諧波制動實訓(xùn)、比率制動特性的研究、雙繞組變壓器的過電流保護實訓(xùn)、變壓器低電壓閉鎖過電流保護實訓(xùn)等．

2 典型實訓(xùn)項目的教學(xué)應(yīng)用情況分析

2.1 電力系統(tǒng)正常運行及不平衡電流的測量實訓(xùn)

該訓(xùn)練項目是生產(chǎn)廠家在裝置使用說明書中設(shè)計的第一個訓(xùn)練項目，其目的是通過測量變壓器差動保護裝置在系統(tǒng)處于各種運行狀況下產(chǎn)生的不平衡電流，讓學(xué)生進一步理解并掌握變壓器縱聯(lián)差動保護中不平衡電流產(chǎn)生的原因及減小或消除其影響的措施；初步掌握微機保護裝置的使用和參數(shù)設(shè)置方法；為后續(xù)的實訓(xùn)項目的順利開展奠定基礎(chǔ)．

實施該項目的教學(xué)過程中，可以分別設(shè)置變壓器中、低壓側(cè)過載，中壓側(cè)外部AB相間短路，低壓側(cè)外部AB相間短路，將變壓器主保護裝置的“保護投退”菜單中的變壓器參數(shù)高壓側(cè)的星形改為“三角形”等不同的系統(tǒng)運行狀態(tài)，使學(xué)生通過觀察對比系統(tǒng)處于不同運行狀態(tài)下在微機差動保護裝置中產(chǎn)生的不平衡電流大小，進而深入理解變壓器縱聯(lián)差動保護中不平衡電流產(chǎn)生的各種原因及減小措施，達到理論與實踐相融合、理論為實踐服務(wù)的教學(xué)改革效果．通過兩屆學(xué)生的實踐應(yīng)用，對該項目的實施筆者有如下五點體會與大家分享：

（1）電流互感器與微機差動保護裝置間的接線

為了保證接線的正確，指導(dǎo)教師首先引導(dǎo)學(xué)生認真閱讀消化實訓(xùn)設(shè)備使用說明書中相關(guān)章節(jié)內(nèi)容．由于實訓(xùn)對象是變壓器的微機差動保護裝置，所以變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)均采用星形接線，各側(cè)電流互感器的二次電流相位由軟件來校正，提醒學(xué)生與傳統(tǒng)型的變壓器差動保護裝置接線進行對比，加深理解．實訓(xùn)設(shè)備廠家使用說明書提供了兩種形式的接線圖[4]：如下圖1、圖2所示．

圖1 電流互感器實訓(xùn)接線圖（單獨對應(yīng)連線）

圖2 電流互感器實訓(xùn)接線圖（總線表示）

顯然，上述兩種接線圖的實際接線操作結(jié)果是完全一樣的，關(guān)于這點一定要讓學(xué)生看明白、理解透徹．第二個關(guān)鍵點就是各側(cè)電流互感的極性規(guī)定．本實訓(xùn)裝置規(guī)定，各側(cè)電流互感均以指向變壓器為同極性端．同時，由圖2可以看出，各側(cè)差動電流信號由電流互感器二次側(cè)的極性端流入微機差動保護裝置不帶標記’的接線端子，再從帶標記’的端子流出回到電流互感器二次側(cè)的非極性端（也是各側(cè)電流互感器二次側(cè)星形接線的中性點）．事實上，在學(xué)生看懂了接線圖后，首先，將各側(cè)的非極性端短接在一起形成星形接線的中性點，同時將微機差動保護裝置對應(yīng)各側(cè)的帶標記’的端子短接在一起也形成星形接線的中性點，接下來就是一對一的接線，簡單明了，從而避免極性出錯的情況發(fā)生．

（2）模擬系統(tǒng)正常運行狀態(tài)

雖然生產(chǎn)廠家提供的實訓(xùn)指導(dǎo)書對實驗實訓(xùn)操作步驟和注意事項等描述比較清楚，但是在實訓(xùn)項目的訓(xùn)練過程中，多數(shù)同學(xué)缺乏仔細閱讀指導(dǎo)書的耐性（預(yù)習(xí)不到位），對實踐操作急不可耐．所以在正式開始某個實訓(xùn)項目之前，必須按一定規(guī)范正確啟動控制屏，觀察控制屏所有儀表是否正常．特別注意：變壓器的額定電壓和電流均指的是線電壓和線電流，所以在給變壓器高壓側(cè)加壓（升壓）前，首先應(yīng)檢查控制屏上變壓器高壓側(cè)（電源側(cè)）的電壓選擇開關(guān)是否置于線電壓的指示位置（設(shè)置有相電壓檔位），以保證變壓器的輸入電壓不超過額定參數(shù)380 V．實踐教學(xué)發(fā)現(xiàn)，這個步驟很容易被學(xué)生們忽視．

訓(xùn)練過程中，也有同學(xué)“感嘆”，這個實訓(xùn)項目的電路接線簡單．相對傳統(tǒng)型差動保護裝置而言，接線確實簡單．從同學(xué)們的這個“感嘆”反映出，只關(guān)注了實訓(xùn)項目的表面，而未深入實訓(xùn)的內(nèi)涵和真正目的．所以，在微機保護實訓(xùn)項目的開展過程中，一定要把實訓(xùn)的真正目的和意義貫徹到學(xué)生的腦海中，也就是說任務(wù)布置這一教學(xué)環(huán)節(jié)要足夠的充分詳細，突出微機保護裝置與傳統(tǒng)保護裝置在運行調(diào)試過程中的不同點和要點．

同時，為了培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和安全操作意識，待每組同學(xué)完成好系統(tǒng)正常運行模擬后，會增加一個人為設(shè)故環(huán)節(jié)來考核學(xué)生．如：實驗與實訓(xùn)系統(tǒng)切換用的航空插頭故意混淆、控制屏上的負載開關(guān)置于過載位置、電壓選擇開關(guān)置于相電壓位置等，再安排學(xué)生啟動控制屏，從而檢驗學(xué)生是否真正領(lǐng)會和掌握了啟動控制屏的正確操作步驟．

（3）微機保護裝置的使用

由于本實訓(xùn)裝置涉及的保護是微機保護，所以在正式開始實訓(xùn)項目之前，除了首先熟悉控制屏的正確啟動步驟之外，還必須熟練掌握微機保護裝置的使用方法，如：變壓器參數(shù)的設(shè)置、保護的投退、保護定值的設(shè)定、保護動作事件的查看和數(shù)據(jù)記錄等等．

根據(jù)筆者對該實訓(xùn)裝置的實踐教學(xué)經(jīng)歷及體會，建議在實施具體實訓(xùn)項目訓(xùn)練之前，增加一個訓(xùn)練任務(wù)，即在掌握了實訓(xùn)考核裝置的正確啟動操作步驟之后，接下來就對實訓(xùn)裝置所配備的微機差動保護裝置和后備保護裝置的使用進行訓(xùn)練，對微機保護裝置的參數(shù)設(shè)置等基本功能熟悉以后再開展具體的實訓(xùn)項目訓(xùn)練．

（4）短路故障的模擬

為了檢驗微機變壓器保護裝置的動作可靠性，本實訓(xùn)考核系統(tǒng)配套設(shè)計有故障模擬模塊，該模塊可以分別模擬變壓器中、低壓則區(qū)內(nèi)及區(qū)外發(fā)生的相間短路、接地短路等故障，操作簡單方便．但是，在實踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們很容易忽略掉一個操作注意事項，即故障加載時間不能超過30秒（這是為了保障一次設(shè)備的使用壽命而設(shè)計要求的）．曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上一個班的同學(xué)實訓(xùn)結(jié)束以后，下一班的同學(xué)再來實訓(xùn)時，個別實訓(xùn)考核裝置面板上的故障模擬按鈕還沒有恢復(fù)到原始的斷開狀態(tài)！這足以說明學(xué)生們對故障模擬可能帶來的危害完全沒有意識．所以，在實施具體的實訓(xùn)項目過程中，指導(dǎo)教師一定要反復(fù)強調(diào)故障加載時間的控制問題，不管保護裝置是否動作切除故障，都讓學(xué)生養(yǎng)成及時手動解除故障模擬狀態(tài)的良好操作習(xí)慣．

（5）數(shù)據(jù)記錄

實踐教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)記錄中普遍存在兩個方面的問題：一是讀取數(shù)據(jù)的時間太長，二是不清楚需要的數(shù)據(jù)在哪里．時間長的問題主要發(fā)生在指針式儀表的讀取上，原因是對分辨率沒有提前進行核算，臨時進行換算當然花費時間；第二個問題的原因是對微機保護裝置的功能使用不熟悉或者對實訓(xùn)目標不清楚，所以指導(dǎo)教師在實訓(xùn)任務(wù)布置的時候一定要清楚詳細，便于學(xué)生提前預(yù)習(xí)并做好一些基礎(chǔ)準備后(相當于完成真實工作環(huán)境中的操作票填寫)，再進行相應(yīng)的實訓(xùn)項目訓(xùn)練．

2.2 變壓器瓦斯保護實訓(xùn)

在微機保護裝置的調(diào)試檢驗過程中，只需把瓦斯繼電器的觸點相對應(yīng)的接入微機保護的信號輸入回路即可，該項功能檢查的實施非常簡單．本實訓(xùn)考核裝置在面板上采用了兩個自鎖按鈕來模擬瓦斯繼電器的常開觸點，一個模擬本體輕瓦斯的動作觸點，另一個模擬本體重瓦斯的動作觸點．按下對應(yīng)的按鈕，即可模擬瓦斯繼電器動作后的觸點狀態(tài)，從而達到檢驗微機變壓器保護裝置是否具有瓦斯保護的功能，操作簡單方便．

該實訓(xùn)項目需要注意的是實訓(xùn)任務(wù)完成后，必須提醒學(xué)生們及時地將自鎖按鈕復(fù)位到正常狀態(tài)，很多時候?qū)W生因?qū)⒆⒁饬械搅藢嵱?xùn)的現(xiàn)象和結(jié)果中而忘記了這個重要的操作步驟，進而影響到下一個新的實訓(xùn)項目的正常運行．

3 結(jié)束語

綜上所述，利用THPWJB-1型微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置開展實踐教學(xué)的過程中，通過加強安全工作意識教育、嚴格操作規(guī)范流程、做好任務(wù)引導(dǎo)和問題模擬、人為設(shè)置故障等措施，使實訓(xùn)項目的內(nèi)容更貼合工程實際和生產(chǎn)一線，學(xué)生的安全生產(chǎn)意識、工程規(guī)范意識和分析解決問題的能力得到了充分的鍛煉和提升，達到了實訓(xùn)設(shè)備的使用效益和人才培養(yǎng)質(zhì)量同步提升的建設(shè)效果。

[1]唐捷，趙士濱，張進，等.提高實訓(xùn)中心教學(xué)資源使用效益的對策[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（1）：27-29.

[2]楊紅，李波.高職院校實踐教學(xué)的問題及對策分析[J].重慶高教研究，2013（4）：38-41.

[3]浙江天煌科技實業(yè)有限公司.THPWJB-1型電力系統(tǒng)微機變壓器保護實訓(xùn)考核裝置的[EB/0L].http://www.tianhuang.cn/products/prodPre Info.aspx?p_id=439.html，2013-10-20/2015-02-10.

[4]浙江天煌科技實業(yè)有限公司.THPWJB-1型電力系統(tǒng)微機變壓器保護實訓(xùn)裝置實驗指導(dǎo)書[Z].浙江天煌科技實業(yè)有限公司，2013.

（責(zé)任編輯：鄭宗榮）

An Application Analysis of THPWJB-1 Type Microcomputer Transformer Protection Examination Unit in Teaching

YANG Hong
(Chongqing Water Resources and Electric Engineering College, Chongqing, 402160)

This paper presents a brief introduction of the structural properties and basic functions of training of the THPWJB-1 type transformer microcomputer protection examination device and gives an application analysis in actual teaching process. Measures as strengthening practice training and safety awareness training, designing device operation link fault simulation, optimization measures for the improvement of specific training items are proposed so as to overall promote the use of training equipment efficiency and quality of personnel training.

microcomputer transformer protection; training devices; training items; improvement measures

TM774

A

1009-8135（2015）03-0141-03

2015-02-26

楊 紅（1969-），女，重慶巴南人，重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，高級工程師，主要研究電力系統(tǒng)保護與控制．

重慶水利電力職業(yè)技校學(xué)院市級骨干院校建設(shè)子項目“電力系統(tǒng)繼電保護與自動化專業(yè)及專業(yè)群建設(shè)”（渝教高〔2013〕47號）階段性成果