潘贞存 高厚磊 王玉斌

     来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了静态模拟系统的构成及基本功能，重点讨论了静模系统的控制部分，即微机监控、故障设备、合闸角控制。叙述了整个系统硬件电路组成和软件程序编制。提出的设计方案已于静态模拟实验室成功实现，其可行性和有效性得到了初步验证。

     关键词：系统模拟

     试验装置 计算机监控 合闸角控制

     电力系统静态模拟简称静模，是根据相似性原理建立的一种物理模拟。它利用线路等植阻抗模拟实际线路，用等值电源替代发电机构成模拟系统，可以模拟除系统振荡和发电机电磁暂态过程以外的各种运行状态，包括正常状态和事故状态从而可以对继电保护和自动装置动作的可靠性进行实验，是教学、科研、保护设备整定校通信班得力助手。

     当前计算机监控技术在电力系统中得到了广泛的应用，并成为静模技术发展的一个重要方向。静模系统的数据可以由计算机数据采集系统得到，并通过计算机实时处理，而故障的设置及开关操作等经常性的工作可采用计算机进行控制。这就进一步提高了静模系统的灵活性和自动化水平。

     1 静模系统的构成基本功能[1～2]

     静模系统主要由三大部分构成，即一次模拟系统、智能化监控系统和继电保护装置，其结构见图1。

     一次模拟系统主要由双侧电源、模拟线路、断路器、pt（电压互感器）、ct（电流互感器）和控制回路等部分组成，完成一次系统的模拟和手动控制功能。

     智能化监控系统主要由模拟量采集模块、开关量采集模块、586工业控制计算机、可编程逻辑控制器（plc）、执行继电器箱和打印机等部分组成。主要完成以下功能：

     （1）采集和处理模拟线路两端电压、电流等模拟量；

     （2）模拟线路主接线和运行参数的定时显示及故障数据的存储和分析；

     （3）监视两侧断路器位置及各开关量位置，监视保护动作出口的状态；

     （4）线路两侧数据路器的跳、合闸控制；

     （5）在模拟线路的11个短路模似点上，选定任意一个短路模拟点，设置故障类型、合闸角及故障时间；

     （6）控制短路开关（dlabc）的关断。

     继电保护装置为微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置。由于装置以短路开关替代机电开头制造短路，所以对于两相以上的并发短路故障的同时性，有了更为精确的实现，其短路角度的任意设置，更为装置的应用提供了宽松的条件。

     2 静模系统控制部分垢硬件组成

     静模拟系统计算机控制部分实现简单故障的设置、两侧断路器的开关操作和各种开关量的采集及显示等功能。静模系统控制部分硬件结构框图如炉膛2所示。

     2.1 工控机

     工控机采用研华公司生产的pretrumii工业控制机。

     2.2 可编程逻辑控制器[2]

     可编程逻辑控制器采用omrom新一代产品cqm1，它比较适合于小规模机器控制，可实现高速输入输出应答，包括中断输入处理、间隔时间中断处理，内部高速计数器可实现精确定时、计数以及频率变换等复杂功能。其网络联接有标准rs232、rs485端口与计算机连接，实现与计算机的信息交换。

     在本装置中，工控机的控制命令通过rs-232c串口，按照约定好的通讯协议，以串行通讯的方式传送给可编程逻辑控制器（plc），利用plc具有逻辑控制、时序控制、计时控制的特点，将这一命令转变成可具体实现的时序控制命令，控制相应的接触器和智能合闸角控制电路，从而完成故障设置或开关操作任务。

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