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六、船舶电站模拟器实验室

(一)实验项目

船舶电站模拟器室主要面向轮机工程、船舶电子电气工程、电气工程及其自动化、船舶与海洋工程等学科专业学生开设虚拟仿真实验项目18项。其中综合性实验6项、验证性实验5项、设计性实验3项、技训性实验4项,实验学时25学时,该实验室每年面向的受训人员500余人,年人时数12500人学时。

船舶电站模拟器实验室开设实验项目一览表

序号

实验项目

实验学时

类型

1

发电机单机运行时的手动合闸与供电方式的转换

1

验证性

2

发电机组调速特性(调频特性)测试

综合性

3

发电机调压特性测试

综合性

4

发电机突加、突卸负载的测试

综合性

5

发电机手动准同步并车与负载均分

设计性

6

并联运行发电机组的手动解列与停机

技训性

7

增载时备用发电机组的自动起动、自动并车及自动均分负载

设计性

8

减载时运行机组的自动解列与自动停车

1

验证性

9

发电机单机运行发生故障时的自动换车过程

1

综合性

10

并联运行发电机组自动调压与无功功率自动均分

1

设计性

11

发电机过电流保护、自动分级卸载与短路保护

1

综合性

12

无功功率分配装置故障

1

技训性

13

发电机欠压及逆功率保护

1

14

逆功率故障

1

技训性

15

发电机主开关跳闸故障

1

验证性

16

电网绝缘低和单相接地故障

1

验证性

17

应急发电机的自动起动与手动起动

1

综合性

18

发电柴油机的手动起动与停车

2

验证性

(二)功能及效果

船舶电站模拟器通过建模技术、计算机实时仿真及控制技术、计算机网络及图形界面技术等来模拟实际设备的操作及其工作过程,具有与真实船舶电站相同或相似的各种功能以及仿真器所特有的一系列附加功能。包括仿真对象设备的操作控制,工作过程模拟,参数及状态显示,热工系统及电力系统流程监控,仿真对象的故障设置、发生及处理,教练员运行管理,并具有扩充开发功能。主要功能如下:

1.操作控制功能

1)两台主发电机、一台轴带发电机和一台应急发电机的起/停操作。

2)发电机的两两自动或手动并车,根据要求也可实现三机并车。手动负载分配或自动负载分配。自动方式下的重载查询、自动启动、自动合闸、自动负载分配;反之,轻载时的负荷自动转移、自动解列、自动停车等。

3)电站发电机组运行声响及主开关合闸(跳闸)声响仿真,负载开关操作控制、负载增减及跳闸动作仿真。

4)电站供电状态与机房主电源照明、大、小应急照明仿真。

5)岸电、主电、应急电联锁控制仿真。

6)各种安全保护及报警功能仿真。

1)发动机及热工系统的各种安全保护及报警功能仿真。

2)电力系统的各种安全保护及报警功能仿真:发电机绕组高温、电网绝缘低等报警仿真;发电机逆功率、主开关及分路开关短路保护、过电流长延时、短延时保护、超负荷分级卸载优先跳闸保护等仿真。

2.流程监控功能

通过流程监控仿真计算机,采用图形界面技术,可对电站进行多方面的监测和控制管理,主要包括:

电站及机舱机电设备在机舱各层甲板上的布置及工作状态显示,电站发动机及其热工系统的机电设备的计算机屏幕操作控制以及工作过程、流程状态和工况参数监测,电站汇流排主电网及配电网络、负载电路的流程状态和工况参数监测,有关电气设备的计算机屏幕操作控制。

3.故障设置及处理功能

在仿真电站上,利用故障模型仿真技术,可实现电站发动机及其热工系统、发电机、电力网等各对象设备和工作过程的系统故障仿真,如发动机进、排气阀、气缸工况、燃油、滑油、冷却等各系统的故障,发电机及其励磁系统的故障,配电电力系统的故障及继电保护系统的安全处理等。这些故障既可由于操作错误造成或系统运行参数恶化自然发生,也可由教练员通过教练台进行设置。受训人员则通过对所发生故障的报警及流程监控提示,进行分析和操作等应急处理。

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