城軌供電仿真實訓室建設方案的研究與探討

楊大麗

摘 要：隨著城市軌道交通的快速發展，對城市軌道交通供配電技術專業人才需求大大增加，該專業人才實踐技能的培養亟待解決。本文研究了城軌供電仿真實訓室建設的必要性，給出了具體的建設方案，并對建設方案的可行性進行了論證。為城市軌道交通供配電技術專業實訓基地的建設提供了參考，為該專業人才實踐技能的培養提供了思路。

關鍵詞：城軌供電;仿真;實訓系統;設備操作;事故處理

1 緒論

城市軌道交通供配電技術專業為2015年教育部新增的高職專業，目前該專業領域實訓設備嚴重缺乏，亟待開發。而城軌供電仿真實訓系統既能模擬現場、滿足學生實訓演練的需要，又能降低成本、降低誤操作帶來的損失。因此，性價比很高，可以作為城市軌道交通供配電專業實訓室建設的首選方案。

2 城軌供電仿真實訓室建設的必要性

2.1 為城市軌道交通供配電技術專業核心課程實操教學提供支撐

建設城市軌道交通供電仿真實訓室，可以解決城市軌道交通供配電技術專業的核心課程城軌供變電技術、繼電保護和變電所綜合自動化等課程的實踐技能培養問題;實現專業核心課程理實一體化教學模式，提高學生的動手能力，實現學校與企業的零距離對接。

2.2 為技能競賽和職業技能鑒定服務

城軌供電仿真實訓室不僅為專業核心課程提供實踐教學服務，同時還能滿足企業培訓的需求，能承辦城軌供電的技能培訓、技能競賽和變電值班員職業技能鑒定。

3 城軌供電仿真實訓室建設方案研究

3.1 項目總體規劃設計

根據城市軌道交通供配電技術專業人才培養目標，結合專業核心課程的實訓要求，城軌供電仿真實訓系統模擬真實的城市軌道交通主變電所、牽引降壓混合所場景及各種操作;并對變電值班員和電力調度員進行崗位培訓。實訓系統具有變電值班、倒閘操作、設備巡視、設備檢修及故障處理等功能。

3.2 設備配置

實訓室的設備配置，參考相關院校和供貨廠家綜合考慮，既能模擬現場的真實場景及各種操作，又能降低成本。為獲得盡量高的性價比，選取可靠性好、操作性強的仿真軟件平臺。

3.2.1 仿真實訓系統組成

仿真培訓系統是在仿真支撐平臺上形象逼真地再現城市軌道交通主變電所、牽引降壓混合所運行生產環境。同時，教員通過教員管理系統實現仿真培訓教學。

（1）城軌主變電所虛擬仿真系統：包含主變電所一次側110kV開關柜、主變壓器、35kV（或10kV）開關柜全套設備構造的三維仿真系統、主變電所控制室全套仿真系統。

（2）牽引降壓混合所虛擬仿真系統：包含35kV（或10kV）開關柜、牽引變壓器、整流柜、DC1500V（或750V）開關柜、電動隔離開關等牽引所全套設備構造的三維仿真系統;配電變壓器、AC0.4kV開關柜等降壓所設備構造的三維仿真系統;牽引降壓混合所控制室全套仿真系統。

3.2.2 仿真實訓系統功能及要求

（1）典型城軌主變電所110kV/35kV（或10kV）的電氣主接線識圖與分析、一二次設備場景認知。

（2）城軌牽引降壓混合所電氣主接線及運行方式認知與分析、一二次設備場景認知。

（3）城軌主變電所、牽引降壓混合所一二次設備巡視作業。

（4）設備的操作。要求：涵蓋城軌主變電所、牽引降壓混合所典型操作票中的所有操作：包括一二次設備的遙控和就地操作;保護自動裝置的投切及驗電操作等且監控系統、二次設備和一次設備的動作能實現聯動。系統可實現的典型操作主要包括：高壓斷路器、高壓隔離開關、直流開關、直流刀閘、高壓柜、直流柜、低壓柜的遙控操作和就地操作;直流饋電線路停、送電操作;備用開關代饋線開關倒閘操作;全所的送電停電操作;跨區供電倒閘操作;高低壓側開關柜、直流開關柜能夠打開查看內部構造，并模擬現場操作;交直流自用電系統的操作。

（5）城軌主變電所、牽引降壓混合所的故障判斷及事故處理。

（6）城軌主變電所、牽引降壓混合所繼電保護及自動裝置設備仿真及模擬操作：110kV、35kV側交流保護;主變壓器保護;牽引整流機組保護;直流斷路器保護;交流自動裝置;直流饋線保護;牽引供電線路保護。

（7）城軌主變電所、牽引降壓混合所的運行監視與仿真操作。

（8）變電所常用安全工具的認識與使用。

（9）操作票和工作票系統仿真：開變電所典型的操作票和工作票。

4 城軌供電仿真實訓室建設方案的可行性探討

（1）城軌供電仿真實訓系統集教學、演練、考核三大功能于一體，能快速提高動手能力仿真實訓系統在全三維環境下，模擬正常的城軌供電系統變電值班、倒閘操作、設備巡視、設備檢修及故障處理，并對標準化操作步驟自動評分，給出成績。

（2）大大提高性價比。城軌供電系統實訓設備價格昂貴，而且有些故障只能在實際發生時才能得到實際操作的機會。隨著系統復雜程度的提高，訓練時因操作不當引起的破壞而帶來的損失大大增加。運用城市軌道交通供電仿真實訓系統，模擬實際系統的工作狀況和運行環境，以避免運用實際系統時可能帶來的危險性及高昂的代價。

5 結語

城軌供電仿真實訓系統通過計算機模擬技術仿真，采用三維虛擬仿真教學軟件，模擬城軌主變電所和牽引降壓混合所的真實場景和運行方式;模擬現場操作，在計算機上實現對控制柜、高壓開關柜等設備的操作。系統既可用于城市軌道交通供配電專業人才的實踐技能培養及考核，又可用于變電值班員、電力調度員職業技能鑒定的培訓及考證，為城市軌道交通供配電專業人才質量的提高提供了可靠的保障。

參考文獻：

[1]楚樹橋.城市軌道交通供電實訓基地設計方案研究.科學與財富，2015，10.

[2]曹振豐，陸斌.城市軌道交通變電所綜合實訓系統設計.裝備制造技術，2018（5）.