电力系统虚拟仿真实验

电力系统虚拟仿真实验

实验要求

(1)专业与年级要求

要求三年级以上的学生,专业为:农业电气化与自动化、电气工程及其自动化;新能源科学与工程。

(2)基本知识和能力要求

要求学习完专业基础课《电机学》《电力系统分析》和专业课《电力工程基础》《发电厂电气》《高电压技术》,做完《发电厂电气部分》和《电力工程基础》的课程设计,具有一定电力工程设计、电气运行基础知识和能力。


教学成果

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                                                                         变电站运行仿真软件著作权

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                                                                                   火电厂生产过程软件著作权

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实验背景

由于火力发电厂、变电站属于电压等级高、电流大的高危生产企业,且电力安全生产是国民经济、生产生活的重要基础,电力生产过程管理严格,属于半军事化管理,这样的背景下学习强电专业的学生进行实践学习时面临困难重重,内蒙古农业大学机电工程学院电气化虚拟仿真中心通过以下方式进行实验教学资源建设:以教学网站为平台所示,提供根据多年丰富专业教学经验的一线教师思路和要求,借鉴兄弟院校实践教学平台的经验,通过建设《电力系统虚拟仿真实验平台》,并配置专门实验室和先进的微机硬件设施,注重理论结合实践、教师和学生的互动,并结合科研成果和工程项目案例转化,将火电厂、变电站的主要设备及辅助设备建立三维模型、利用虚拟现实、虚拟仿真、Web3D等多种信息化技术,实现三维交互模拟仿真,完成火电厂生产过程和生产设备的巡视、750kV超高压变电站电气设备的巡视、倒闸操作、电气故障模拟、电气设备高压预防试验和破坏试验的虚拟仿真,可单机运行也可通过建立的网站远程访问。实验项目注重理论结合实践、教师和学生的互动,完全服务于教学。通过3D场景和电气设备的模拟,实现高危企业无法进行的试验和生产实习,提高动手能力,弥补学生实践的短板,使教学资源具备良好的科学性、前沿性、实用性。


设计原则

虚拟仿真实验项目为创新性、综合性、开放性实验,贯彻以学生为主体,以教师为主导的原则,教学方式包括课堂理论讲授、用虚拟仿真软件实现火电厂和风电场三维场景巡视,变电站倒闸操作和电气设备高压试验,采用自主式的教学方法,学生根据自己的兴趣与需要,在火力发电厂和变电站的三维虚拟现实仿真系统里巡游,自主开展认知。对变电所电气设备进行自主操控电气操控,在750kV变电站巡视和倒闸操作,对变压器和电缆进行各项高压试验,采用互动式、研讨式教学方法,每项操作立即评判打分,反馈及时。


实验目标

通过电力系统虚拟仿真实验实现模拟变电站正常运行的巡视,以便发现设备运行的不正常;变电站的设备在运行中发生异常或故障,故障的发展程度作出判断,并为处理故障的决策提供依据。利用开关电器,遵照一定的顺序,对电气设备完成四种状态(运行状态、热备用状态、冷备用状态、检修状态)的转换过程。火电厂生产过程中通过三维展示汽水系统设备构成、工艺流程和运行参数展示,了解制汽水系统构成:通过三维展示制粉系统设备构成、工艺流程和运行参数展示,了解制粉系统生产过程主要环节, 通过三维展示输煤系统设备构成、工艺流程和运行参数展示,了解煤炭从煤矿运至发电厂,煤卸至煤场,然后经过各路皮带由碎煤机将煤打碎,再将煤运至锅炉的原煤仓过程展示。对于高电压设备如变压器、电缆等对其绕组的绝缘电阻、吸收比进行测量实验;判断变压器是否吸潮,绝缘是否良好,及反映变压器局部缺陷和整体耐压水平。


成绩评定

根据学生的完成操作过程综合评价,评价等级分为优、良、中、差; 综合以上各过程的完成情况及实验报告撰写情况对学生进行综合评价。所得分数占实验总成绩40%。