Представлены 6 мнемосхем из 56

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы:  Всережимный компьютерный тренажер электростанции с поперечными связями с котлоагрегатом ТГМ-84 и турбиной ПТ-65/75-130/13

Год выпуска: 2025 год.

1. Назначение

Тренажер тепловой схемы станции с поперечными связями с котлоагрегатом типа ТГМ-84 и турбоагрегатом типа ПТ-65/75-130/13 построен на основе программно-технического комплекса ПТК «Круг-2000», разработанного ООО «Круг» г. Пенза, установленного на котле ТГМ-84 с комплексом вспомогательного оборудования, а также на турбине ПТ-65/75-130/13 вместе с оборудованием машзала и станции для управления работой и ведением технологического процесса выработки тепла и электроэнергии на электростанции. Тренажер моделирует работу основного и вспомогательного оборудования, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала ТЭЦ.

Тренажер дает возможность приобретения практических навыков  управления основным и вспомогательным оборудованием котлотурбинного цеха тепловой электростанции и предназначен для оперативного, эксплуатационного и ремонтного персонала, отвечающего за правильную эксплуатацию оборудования ТЭЦ.

Тренажер обеспечивает на электростанции возможность решения следующих задач:

• входное тестирование и профотбор кандидатов;
• начальное обучение оперативного персонала;
• плановую переподготовку эксплуатационного персонала различного профиля (как обслуживающего, так и руководящего) с целью поддержания и повышения его производственной квалификации;

проведение учений с имитированием различного рода предаварийных и аварийных ситуаций на энергообъекте, максимально приближенных к реальным

В состав объекта-прототипа Тренажера тепловой схемы станции с поперечными связями с котлоагрегатом типа ТГМ-84 и турбоагрегатом типа ПТ-65/75-130/13  входят:

• турбина паровая типа ПТ-65/75-130/13
• паровой котлоагрегат ТГМ-84
• генератор
• система главных паропроводов;
• бойлерная установка турбины ПТ-60;
• питательно-деаэрационная установка;
• вспомогательное оборудование.

2. Краткое описание объекта-прототипа.

В качестве объекта-прототипа для тренажера принимается тепловая электростанция (ТЭЦ) со следующим основным оборудованием:

 

2.1. Турбина паровая типа ПТ-65/75-130/13.

Турбина паровая ПТ-60-130/13 конденсационная, номинальной мощностью 60МВт, с регулируемыми отборами пара: производственный — с номинальным давлением 13 кгс/см² и теплофикационный с номинальным давлением 1,2 кгс/см². Частота вращения ротора n=3000 об/мин. Турбина рассчитана для работы при следующих основных номинальных параметрах свежего пара:

• абсолютное давление перед стопорным клапаном 130 кгс/см²;
• температура пара перед стопорным клапаном 555⁰С;
• Максимальный расход свежего пара через стопорный клапан 396 т/час;

Турбина имеет два регулируемых отбора пара:

• производственный с номинальным абсолютным давлением 13 кгс/см²;
• теплофикационный с номинальным абсолютным давлением 1,2 кгс/см²;

Производственный и теплофикационный отборы пара имеют следующие пределы регулирования абсолютного давления:

• производственный – от 10 до 16 кгс/см²;
• теплофикационный- от 0,7 до 2,5 кгс/см²

Расход охлаждающей воды через конденсатор турбины 8000м³/ч при расчетной температуре 20⁰С. При номинальных параметрах свежего пара, номинальном расходе охлаждающей воды, полностью включенной регенерации, количестве питательной воды, проходящей через ПВД, равном 105% расхода пара на турбину при мощности турбины 60 МВт номинальные величины отборов составляют:

• производственный отбор при абсолютном давлении пара в камере отбора – 13 кгс/см² – 140 т/ч.;
• теплофикационный отбор при абсолютном давлении пара в камере отбора – 1,2 кгс/см² – 115 т/ч.

Максимальная величина производственного отбора при давлении в камере отбора 13 кгс/см² — составляет 250 т/ч.  При этой величине производственного отбора и отсутствии теплофикационных отборов мощность турбины около 60 МВт.

При этих режимах, абсолютное давление в камере регулирующей ступени ЦВД не должно превышать максимально-допустимого 103 кг/см², а максимальный пропуск пара в конденсатор не более 180 т/час.

2.2. Паровой котлоагрегат ТГМ-84.

Котельный агрегат ТГМ-84 (Е420/140ГМ ТКЗ) однобарабанный с естественной циркуляцией с двухступенчатым испарением, предназначен для получения пара высокого давления при сжигании мазута и газа.

Котельный агрегат рассчитан на следующие параметры:

Паропроизводительность — 420 т/час.

Давление в барабане — 155 кгс/см2.

Давление пара в паропроводах — 140 кгс/см2.

Температура насыщенного пара — 343^оС

Температура перегретого пара — 555^оС

Температура питательной воды — 230^оС

Температура горячего воздуха — 278^оС

Водяной объем котла — 93м³

Паровой объем котла — 44м³

Управление котлоагрегатом и турбоагрегатом осуществляется с помощью АСУТП на базе ПТК «Круг-2000».

3. Математическое описание тренажера.

Математическая модель теплогидравлической части объекта состоит из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики, аэродинамики и т.д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования, а также уравнениями изменения энтальпии каждого из видов теплоносителя.

В состав моделируемой ТЭЦ входят:

 

3.1. Модель процессов в паровой турбине, которая включает:

• рабочие процессы в проточных частях цилиндров, в том числе в регулирующих клапанах и регулирующей ступени, включая энергетический и массовый балансы, распределение потоков пара и потоков тепла, разогрев пара на выхлопе турбины при работе в моторном режиме;
• процессы прогрева и остывания клапанов (в том числе стопорных клапанов через дренажи), перепускных труб, статора (раздельно для верха и низа), ротора, фланцев;
• процессы в системе уплотнений и массовый баланс турбины по воздуху (при остановах и пусках);
• механические процессы: набор оборотов, выбег;
• реализация функций системы управления турбиной.

Модель процессов в конденсаторе турбины, в том числе тепловой и массовый баланс по пару, массовый баланс по воздуху, тепловой баланс металла и охлаждающей воды, теплообмен, массовый баланс по конденсату (уровень).

     Модель процессов в эжекторной системе, в том числе модели эжекторных насосов, эжекторов, трактов отсоса паровоздушной смеси.

     Модель процессов в регенеративной системе, включающая:

• процессы в деаэраторе – тепловой и массовый баланс паровой части, тепловой и массовый (уровень) баланс водяной части, работа предохранительных клапанов при росте давления;
• процессы в ПВД — тепловой и массовый баланс паровых объемов подогревателей, массовый баланс по конденсату (уровень), управление уровнем, влияние на работу подогревателя переполнения и опорожнения, тепловой баланс теплоносителя и питательной воды, гидравлика питательной воды (с учетом байпасирования);
• процессы в ПНД – тепловой баланс по пару и массовый баланс парового объема с учетом воздуха (при пусках и остановах), перетоки пара и воздуха по трубкам отсоса воздуха, массовый баланс по конденсату, управление уровнем, теплообмен в тракте конденсата,

тепловой и массовый баланс основного конденсата;

• процессы в бойлерах — тепловой баланс по пару и массовый баланс парового, перетоки пара и воздуха по трубкам отсоса воздуха, массовый баланс по конденсату, управление уровнем, тепловой баланс металла и конденсата в тракте конденсата, тепловой и массовый баланс сетевой воды.

3.2. Модель процессов котлоагрегата включает:

       Процессы в топке – тепловой и массовый баланс, состав газов, теплообмен, распределение тепла по высоте и ширине топки, распределение тепловых потоков между поверхностями нагрева топки (в том числе при пусках и остановах), потери тепла и остывание;

       Процессы в газовых трактах – аэродинамика с учетом самотяги котла и тяги дымовой трубы, тепловой баланс, теплообмен, состав газов и потери для участков (газоходов), массовый баланс (для котла в целом);

       Процессы в пароводяном тракте – тепловой и массовый баланс, гидродинамика, тепломассообмен пароводяного тракта;

       Процессы в циркуляционных контурах и барабанах котлов: гидродинамика, процессы теплообмена и массообмена;

       Процессы прогрева (остывания) металла верха и низа барабанов;

Процессы прогрева (остывания) металла основных элементов котла;

       Механизированный процесс очистки поверхностей нагрева;

       Процесс перевода котла с одного вида топлива на другой, работа на двух видах топлива одновременно с учетом разницы тепломассообмена;

       Процессы в воздушном тракте котлоагрегата, включая воздухоподогреватели – аэродинамика, тепловой и массовый баланс РВП;

       Работа тракта подачи топлива к горелкам в пределах котла (включая продувку газопроводов);

       Процесс предпусковой проверки герметичности газовой арматуры котла;

       Работа впрысков, предохранительных клапанов, основных дренажей, непрерывной и периодической продувки;

       Процессы в паропроводах высокого и низкого давлений – тепловой и массовый баланс, теплообмен, дренирование.

3.3. Модель вспомогательного оборудования:

Модели процессов в питательных насосах: напоры и расходы, в том числе через рециркуляцию, энергетический баланс, потери и нагрев питательной воды.

Модели регулирования производительности ПЭН гидромуфтой.

Модели процессов:

• в конденсатных, дренажных и прочих насосах – расходы и давления, потери, потребляемая мощность;
• в редукционно-охладительных установках различного назначения – тепловой и массовый балансы;
• разделения воды и пара в сепараторах и баках-расширителях;
• модели процессов в системе паровых собственных нужд (станционные и блочные коллектора различного назначения);
• в трубопроводах – тепловой баланс теплоносителя с учетом тепловых потерь, теплообмен, тепловой и массовый баланс, прогрев и остывание трубопроводов;
• в электроприводах дымососов, вентиляторов, насосов и пр. – электромеханические процессы, обороты, мощности, пусковые токи;
• изменения параметров в тепловых схемах всей ТЭЦ, которые бы учитывали взаимовлияние режимов на основном оборудовании посредством поперечных связей.

    

3.4. Модель автоматизированных систем управления.

Математическая и программная модель автоматизированной системы управления в тренажере идентична существующей АСУТП, установленной на АРМ персонала (котельного и турбинного цехов) и выполнена на базе ПТК фирмы «Круг», введенной в  эксплуатацию.

 Алгоритмы автоматики, технологических защит, дистанционного управления, реализованные в АСУТП, выполнены в тренажере с учетом их реальной программной и алгоритмической реализации на верхнем или среднем уровне.

4. Перечень подсистем моделируемого оборудования ТЭЦ с поперечными связями:

В состав математического описания тренажера входят следующие подсистемы:

4.1. Котел :

• пароводяной тракт;
• газовоздушный тракт;
• топливный тракт (подвод газа и мазута к котлу);
• горелка 1;
• горелка 2;
• горелка 3;
• горелка 4;
• горелка 5;
• горелка 6;
• горелка 7;
• горелка 8.

4.2. Турбина:

• турбина с отборами и регенерацией;
• маслосистема смазки;
• уплотнения вала генератора турбины;
• система уплотнений ТГ;
• тепловое состояние и механические величины ТГ;

4.3. Общестанционное оборудование:

• главный паропровод;
• питательно-деаэрационная установка;
• бойлерная установка.

4.4. АСУ ТП на базе ПТК «Круг».

5. Защиты, блокировки и автоматика:

• котла;
• турбины;
• вспомогательного оборудования;
• общестанционного оборудования.

6. Сигнализация:

• Предупредительные сообщения оператора (ПСО);
• Табло сигнализации.

5. Состав тренажера:

• Математическая интегральная модель котлоагрегатом типа ТГМ-84.
• Математическая интегральная модель турбины ПТ-65/75-130/13.
• Математическая модели вспомогательного оборудования котельного цеха.
• Математическая модель вспомогательного оборудования турбинного цеха.
• Математические модели общестанционного оборудования.
  Модели защит, блокировок, сигнализаций и автоматики.
• Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
• Пульт инструктора.
• Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
• Комплект нештатных ситуаций для котла ТГМ-84, для турбины ПТ-65 (задание с помощью специальной таблицы вводных);
• Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания для котла ТГМ-84, для турбины ПТ-65;
• Возможность построения любых диспетчерских графиков и работа по этим графикам.
• Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния;
• Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок
• Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
• Система поддержки оператора
• Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
• Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т.д.
• Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера как на одном компьютере, а так и на любом количестве компьютеров.

 

6. Состав моделируемых режимов.

В тренажере моделируются следующие режимы:

• Пуски агрегатов из любого теплового состояния.
• Остановы оборудования.
• Работа электростанции в любом диапазоне нагрузок.
• Включение и отключение бойлерной установки.
• Работа электростанции с различным составом оборудования.
• Работа оборудования с автоматическим и(или) ручным регулированием.
• Работа станции в нештатных режимах.

 

7. Учебно-методическое обеспечение

Для решения задач обучения персонала Всережимный компьютерный тренажер электростанции с поперечными связями с котлоагрегатом ТГМ-84 и турбиной ПТ-65/75-130/13 содержит следующие блоки учебно-методического обеспечения:

• задания на тренировку;
• пульт инструктора;
• вводные (задания аварийных ситуаций);
• контролирующая программа с оценкой;
• комплект автоматизированных сценариев с оценкой;
• графопостроение;
• сохранение режимов;
• протоколы действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок;
• система поддержки оператора.

 

7.1. Состав базовых сценариев тренировок.

Каждое задание составлено на основе эксплуатационных инструкций, действующих на электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен стандартным набором заданий для тренировок, после выполнения которых автоматически выставляется оценка.

1. Подготовка к пуску турбины.
2. Пуск турбины из холодного состояния.
3. Набор нагрузки.
4. Останов турбины.
5. Включение в работу производственного отбора.
6. Включение в работу теплофикационного отбора.
7. Отключение производственного отбора.
8. Отключение теплофикационного отбора.
9. Включение в работу Д-6ата.
10. Включение в работу ПВД.
11. Пуск турбины из неостывшего состояния.
12. Пуск турбины из горячего состояния.
13. Резерв
14. Подготовка котла к пуску.
15. Растопка котла из холодного состояния.
16. Растопка котла из горячего (неостывшего) состояния.
17. Растопка котла на мазуте.
18. Переход с газа на мазут.
19. Переход с мазута на газ.
20. Останов котла.

 

7.2. Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких случаях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики, электрооборудования.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

7.2.1. Отказы в работе арматуры: 

• самопроизвольное открытие без возможности управления;
• самопроизвольное закрытие без возможности управления;
• самопроизвольное зависание без возможности управления;
• отказ команды на закрытие в ручном режиме;
• отказ команды на открытие в ручном режиме;
• полная потеря управления объектом.

7.2.2. Отказы в работе механизмов:

• несанкционированное отключение;
• несанкционированное включение (невозможность действия защит, автоматики, управления).

7.2.3. Регулирующие клапаны:

• самопроизвольное открытие без возможности управления;
• самопроизвольное закрытие без возможности управления;
• самопроизвольное зависание без возможности управления;
• отказ команды на закрытие в ручном режиме;
• отказ команды на открытие в ручном режиме;
• полная потеря управления объектом;
• отказ в работе автоматики: полное открытие;
• отказ в работе автоматики: полное закрытие;
• отказ в работе автоматики: зависание.

7.2.4.  Отказ в работе любой защиты.

7.2.5. Отказы в работе АВР.

7.2.6. Аварийные ситуации в работе турбины.

Заедание клапанов

• Стопорный клапан;
• РКВД-1;
• РКВД-2;
• РКВД-3;
• РКВД-4;
• РКСД-1;
• РКСД-2;
• РКСД-3;
• РКСД-4.

Самопроизвольная просадка клапанов

• РКВД-1;
• РКВД-2;
• РКВД-3;
• РКВД-4;
• РКСД-1;
• РКСД-2;
• РКСД-3;
• РКСД-4.

Разрыв трубопроводов

• ПВД-7;
• ПВД-6;
• ПВД-5;
• ОБ-3;
• ОБ-4;
• ПБ-2;
• Разрыв маслопровда на ГМН;
• Разрыв маслопровда в МО-3.

• Аварийные ситуации в работе котлоагрегата:

• Понижение P газа перед котлом до 0.2 кг/см²;
• Понижение P мазута перед котлом до 10 кг/см²;
• Ухудщение качества мазута;
• Самопроизвольное срабатывание/заклинивание предохранительного клапана;

• ИПУ-1;
• ИПУ-2;
• ИПУ-3;
• ИПУ-4;
• Разрыв труб;
• ВЭ-А (~50т/ч) справа;
• ВЭ-Б (~50т/ч) справа;
• Экранных труб (~50т/ч) ;
• ШПП-I ст. (~50 т/ч) слева;
• ШПП-I ст. (~50 т/ч) справа;
• КПП-I ст. (~50 т/ч) слева;
• КПП-I ст. (~50 т/ч) справа;
• КПП-II ст. (~50 т/ч) слева;
• КПП-II ст. (~50 т/ч) справа.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких ситуациях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

Технические требования

Для функционирования тренажера необходимы:

процессор с частотой не мене 2ГГц;

оперативная память емкостью не менее 4Гб;

свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;

видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;

монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства возможно использование нескольких мониторов;

звуковая карта и колонки;

клавиатура, мышь;

сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера);

В случае, если требуется печать выходных документов (протоколов, графиков и т.п.), под­ключите к компьютеру принтер;

Тренажер предназначен для работы в среде Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP. Для работы Тренажера необходимо установить сервер баз данных MySQL.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Представлены 13 мнемосхем из 116

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы:  Компьютерный тренажер-симулятор подготовки теплоносителя АЭС на основе ультрафильтрации и обратного осмоса

Год выпуска: 2025 год.

Компьютерный тренажер-симулятор подготовки теплоносителя АЭС на основе ультрафильтрации и обратного осмоса предназначен для обучения, тренировки и проверки знаний оперативного персонала по эксплуатации оборудования водоподготовительных установок в режиме эксплуатации (пуск, останов, нормальный режим работы с учетом переменной производительности ВПУ, регенерация, химическая отмывка и т.п.) и при нештатных аварийных ситуациях.

Тренажер, разработанный на базе современных IT-технологий, реализует искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта – оборудования водоподготовительных установок на основе ультрафильтрации и обратного осмоса, реагентного хозяйства, узлов коррекционной обработки теплоносителя АЭС.

Компьютерный тренажер-симулятор подготовки теплоносителя АЭС на основе ультрафильтрации и обратного осмоса моделирует работу следующих технологических узлов ВПУ:

1. Установка предварительной очистки воды (УПОВ).

Производительность установки – максимальная 400 м³/час, номинальная 200 м³/час по осветленной воде. Установка состоит из двух осветлителей марки ВТИ-400И.

2. Установка осветления на механических фильтрах.

Для улавливания механических примесей разной степени дисперсности из коагулированной воды имеется 7 однокамерных механических фильтров.

3. Установка умягчения.

Установка предназначена для умягчения осветленной воды и доведения ее показателей качества до норм ПТЭ по подпиточной воде для закрытой теплосети.

4. Установка обратного осмоса.

Система ООУ предназначена для предварительной деминерализации воды, поступающей на установку ионообменного обессоливания.

5. Установка обессоливания.

Производительность обессоливающей установки, работающей в схеме с предвключенным обратным осмосом, составляет 30 м³/ч. Проектная производительность установки (без включения в схему ООУ) составляет – 50 м³/час.

6. Склад химических реагентов.

Склад химических реагентов предусмотрен для хранения запаса реагентов и включает в себя следующее оборудование:

• насосная разгрузки химреагентов (здание с железнодорожными путями);
• узел гидразингидрата;
• узел аммиака;
• склад хранения серной кислоты и едкого натра;
• узел тринатрийфосфата;
• узел приготовления полиакриламида;
• склад хранения и приготовления коагулянта;
• узел приготовления и дозирования ОЭДФК;
• склад ионообменных фильтрующих материалов;
• узел дренажных баков;
• узел хранения и приготовления хеламина.

7. Установка нейтрализации.

Установка нейтрализации сбросных вод ВПУ предназначена для сбора и нейтрализации сбросных вод ВПУ  и подачи нейтрализованных вод в продувочные воды цирксистемы.

8. Автономная обессоливающая установка АОУ.

Автономная обессоливающая установка предназначена для очистки загрязненных потоков конденсата  тепловой схемы АЭС, поступающих в БГК ( см.схему №35 в альбоме технологических схем ХЦ).

АОУ работает по схеме: обезжелезивание загрязненного конденсата на Н‑катионитном фильтре  и обессоливание на фильтре смешанного действия  с внутренней регенерацией. Также существует схема дополнительного обезжелезивания через механический осветлительный фильтр №2.

 

Состав тренажера:

В состав тренажера водоподготовительной установки  входят:

1. Следующий графический материал в количестве 46 мнемосхем, выполненных по оперативным схемам:

• Схема ВПУ
• Обзор ВПУ
• Установка предварительной очистки воды;
• Установка подогрева сырой воды;
• Осветлитель №1;
• Осветлитель №2;
• Баки коагулированной воды;
• Баки шламовых и регенерационных вод;
• Узел коагулянта;
• Узел полиакриламида;
• Склад реагентов. Полиакриламид;
• Осветлительные фильтры;
• Фильтр осветлительный №1;
• Фильтр осветлительный №2;
• Фильтр осветлительный №3;
• Фильтр осветлительный №4;
• Фильтр осветлительный №5;
• Фильтр осветлительный №6;
• Фильтр осветлительный №7;
• Фильтры ФКК;
• Фильтр ФКК-1;
• Фильтр ФКК-2;
• Фильтр ФКК-3;
• Фильтр ФКК-4;
• Установка обратного осмоса;
• Баки пермеата;
• Фильтры ФКП;
• Фильтр ФКП-1;
• Фильтр ФКП-2;
• Фильтр ФКП-3;
• Фильтры ФА;
• Фильтр ФА-1;
• Фильтр ФА-2;
• Фильтр ФА-3;
• Узел подачи раствора кислоты;
• Узел подачи раствора щелочи;
• Раствор 0,75% кислоты;
• Склад реагентов. Коагулянт;
• Склад реагентов. Фостфат;
• Склад реагентов. Кислота;
• Склад реагентов. Едкий натр;
• Склад реагентов. ОЭДФК;
• Склад реагентов. Узел дренажей;
• Схема разгрузки и приготовления раствора хеламина;
• Декарбонизатор теплосети;
• ДКБЗ ВПУ по обессоливанию;
• Установка нейтрализации;
• Баки обессоленной воды;
• Автономная обессоливающая установка.
• Насосная разгрузки реагентов.
• Сжатый воздух.

2. Всережимная математическая модель системы ХВО, состоящая из следующих подсистем:
3. Установка предварительной очистки воды.
4. Установка фильтрования на механических (осветлительных) фильтрах.
5. Установка умягчения осветленной воды.
6. Установка обратного осмоса.
7. Установка обессоливания подпиточной воды.
8. Реагентное хозяйство, подача растворов, коррекционная обработка воды.
9. Установка нейтрализации.
10. Автономная обессоливающая установка АОУ.
11. Сжатый воздух.
12. Модель реальной АСУ ТП ВПУ (Siemens) (интерфейс, защиты, блокировки, сигнализация, автоматика, пошаговые программы пуска, останова, регенерации фильтров).
13. Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
14. Пульт инструктора.
15. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора ВПУ (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
16. Комплект нештатных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
17. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания.
18. Режим экзамена.
19. Возможность построения диспетчерского графика для любого параметра и работа по этому графику.
20. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния.
21. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
22. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
23. Система поддержки оператора.
24. Ускорение процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
25. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, инструкции, режимные карты и т.д.
26. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера как на одном компьютере, а так и на любом количестве компьютеров.

 

Состав моделируемых режимов.

Математическая модель данного тренажера основана на математическом описании физико-химических процессов, протекающих в водоподготовительных установках на основе ультрафильтрации и обратного осмоса на каждой стадии обработки воды и имитирует работу технологического оборудования и средств автоматики  аналогично действиям, процедурам и операциям, осуществляемым оперативным персоналом при эксплуатации ВПУ АЭС.

В тренажере моделируются процессы обработки воды во всем диапазоне нагрузок, в широком диапазоне измерения качества исходной воды, качества реагентов. Тренажер позволяет отрабатывать навыки управления установкой в нормальных, переменных, пусковых, остановочных и аварийных режимах работы.

Разработаны алгоритмы управления работой тренажера по отдельным стадиям обработки и в комплексе, для штатных режимов работы и при нарушении режимов работы.

Состав базовых сценариев тренировок.

 

Каждое задание составлено на основе действующих эксплуатационных инструкций электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен обширным набором заданий для тренировок, охватывающим большую часть технологических операций, производимых персоналом химцеха, после выполнения которых автоматически выставляется оценка.

1. Подготовка к пуску осветлителя.
2. Пуск осветлителя.
3. Останов осветлителя.
4. Включение в работу механического (осветлительного) фильтра №1.
5. Взрыхление механического (осветлительного) фильтра №1.
6. Включение в работу установки умягчения с фильтрами ФО-4,ФКК-3.Включение в работу фильтра ФКК-3.
7. Регенерация фильтра ФКК-1.
8. Включение в работу фильтра ФКП-1.
9. Регенерация фильтра ФКП-1.
10. Включение в работу ООУ.
11. Останов ООУ.
12. Включение в работу фильтра ФА-1.
13. Регенерация фильтра ФА-1.
14. Включение в работу установки обессоливания.
15. Включение в работу установки обессоливания при работающей установке умягчения.
16. Регенерация ФСД.
17. Пуск установки нейтрализации.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких ситуациях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

Технические требования

Для функционирования тренажера необходимы:

процессор с частотой не мене 2ГГц;

оперативная память емкостью не менее 4Гб;

свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;

видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;

монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства возможно использование нескольких мониторов;

звуковая карта и колонки;

клавиатура, мышь;

сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера);

В случае, если требуется печать выходных документов (протоколов, графиков и т.п.), под­ключите к компьютеру принтер;

Тренажер предназначен для работы в среде Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP. Для работы Тренажера необходимо установить сервер баз данных MySQL.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Представлены 25 мнемосхем из 512

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы:  Аналитический компьютерный тренажер энергоблока 230 МВт с двухкорпусным прямоточным котлом ПК-40-1, турбиной К-230-12,8-3М, генератором ТВВ-220-2ЕУЗ для подготовки оперативного персонала.

Год выпуска: 2025 год.

Аналитический тренажёр энергоблока 230 МВт, в составе двухкорпусного прямоточного пылеугольного котла ПК-40-1, турбины К-230-12,8-3М и турбогенератора ТВВ-220-2ЕУ3, разработанный на базе современных информационных технологий (IT-тренажер) реализует искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта.

Тренажер блока мощностью 230 МВт для подготовки персонала котлотурбинного цеха построен на основе программно-технического комплекса «Овация», разработанного компанией Emerson. Тренажер моделирует работу основного и вспомогательного оборудования блока 230 МВт, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала электростанции.

Тренажер представляет из себя копию рабочего места оператора энергоблока, средство подготовки персонала, реализующее логико-динамическую и (или) функциональную модель оборудования (блок, котел, турбина, генератор, и т.д.) и осуществляющее контроль качества подготовки персонала. Графическое представление и интерфейс тренажера созданы на основе управляющих технологических мнемосхем ПТК «Овация» блочного щита, дополненных технологической арматурой, необходимой для управления в подготовительных, пусковых и других режимах работы оборудования данного блока.

Для повышения уровня профессионализма и дальнейшей аттестации данный тренажер предполагает обучение, тренировку и тестирование персонала по следующим специальностям:

• начальник смены станции;
• начальник смены КТЦ;
• старший машинист;
• машинист блока;
• машинист обходчик основного оборудования.

В состав объекта-прототипа тренажера блока 230 МВт входят:

• двухкорпусный прямоточный пылеугольный котел ПК-40-1;
• турбина К-230-12,8-3М;
• генератор ТВВ-220-2ЕУ3;
• 2 пылесистемы;
• вспомогательное оборудование энергоблока.

1. Краткое описание объекта-прототипа.

 

В качестве объекта-прототипа принимается блочная установка 230 МВт, в составе реконструированного двухкорпусного прямоточного пылеугольного котла ПК-40-1, турбины К-230-12,8-3М и турбогенератора ТВВ-220-2ЕУ3 со следующим основным оборудованием:

• Краткая техническая характеристика турбины

Турбина паровая, стационарная, конденсационная с одним промежуточным перегревом пара типа К-230-12,8-3М, номинальной мощностью (без дополнительных отборов пара) 234,9 МВт, с частотой вращения 50 с-1 предназначена для непосредственного привода генератора, монтируемого на общем фундаменте с турбиной.  

Номинальная мощность турбины в конденсационном режиме (без дополнительных отборов пара) 234,9МВт обеспечивается при полностью включенной системе регенерации и следующих основных параметрах:

Таблица № 1

Go	To	Po	T1	P1	Tпп	Pпп	Pк	Тв	Wв
т/ч	°С	МПа	°С	МПа	°С	МПа	кПа	°С	м³/ч
670	540	12,8	328,3	2,8	540	2,47	4,26	12	25000

Данные об отборах пара на регенерацию при номинальной мощности, номинальных параметрах свежего пара, пара горячего промперегрева и охлаждающей циркуляционной воды (см. табл. №1) при работе турбины без дополнительных отборов пара сверх регенерации и без впрыска в промперегрев, приведены в таблице №2.

Таблица № 2

Потребитель	Место отбора за ступенью	Количество отбираемого пара, т/ч	Параметры пара в камере отбора
			Давление (абсолютное) кгс/см2	Температура, оС
ПВД-7	10 ст. ЦВД	28,37	42,20	379,57
ПВД-6	13 ст. ЦВД (из ХПП)	45,32	28,58	328,34
ПВД-5 Деаэратор	3ст. ЦСД	26,85	13,17	450,01
ПНД-4	6 ст. ЦСД	28,15	7,47	370,56
ПНД-3	10 ст. ЦСД	26,64	2,73	240,28
ПНД-2	1 ст. ЦНД	25,43	0,97	139,81
ПНД-1	3 ст. ЦНД	19,49	0,20	3,16%
Температура питательной воды за ПВД № 7    244,29 С

• Краткая техническая характеристика котла ПК-40-1

Паровой котел Пп-640-140-570/570 модели ПК-40-1 предназначен для получения перегретого пара, спроектирован для сжигания кузнецких углей марки «СС», а также промпродуктов смеси углей марок «К» и «ПС» в режиме жидкого шлакоудаления. Он был рассчитан для работы в блоке с турбиной К-200-130-1 ЛМЗ мощностью 200 МВт.

Котел ПК-40-1 высокого давления, прямоточного типа с однократным промежуточным перегревом пара. Состоит из двух корпусов П-образной компоновки, с уравновешенной тягой, работающих независимо друг от друга.

Таблица № 3. Основные расчетные параметры котла

Наименование величины	Кузнецкий уголь марки «Д»
	Гарантийное, QРН =5210ккал/кг, W=11,7 %,А= 16,4 %		Ухудшенное, QРН =4435ккал/кг, W=16,5 %, А= 25,55 %
Нагрузка, %	105	100	105	100
Паропроизводительность котла, т/ч	335	320	355	320
Давление перегретого пара, кгс/см2	140	140	140	140
Температура перегретого пара, 0С	545	545	545	545
Температура питательной воды, 0С	242	242	242	242
Расход вторичного пара, т/ч	295	282	295	282
Температура вторичного пара на входе, 0С	324	324	324	324
Давление вторичного пара на входе, кгс/ см2	27,14	26,9	27,14	26,9
Температура вторичного пара на выходе, 0С	545	545	545	545
Давление вторичного пара на выходе, кгс/ см2	25	25	25	25
Коэффициент избытка воздуха в топке	1,2	1,2	1,2	1,2
КПД котла, %	90,765	90,828	90,376	90,454
Полный расход топлива, т/ч	48,062	45,881	56,700	54,121
Расчетный расход топлива, т/ч	47,341	45,129	55,850	53,309
Температура газов на выходе из топки, 0С	1130	1115	1110	1096
Температура горячего воздуха, 0С	338	334	339	336
Температура уходящих газов, 0С	167	165	169	168

Для сжигания топлива используются 12 вихревых горелок с подачей пыли высокой концентрации под давлением (ПВКд). Горелки расположены в три яруса на боковых стенах топочной камеры. Четыре горелки первого яруса (по две на каждой стене) на отметке 7,786 м, четыре горелки второго яруса (по две на каждой стене) на отметке 11,294 м и четыре горелки третьего яруса (по две горелки на каждой стене) на отметке 14,102 м.

Для обеспечения выхода твердого шлака организована подача горячего воздуха через восемь горизонтальных сопел (по четыре на каждой боковой стене), расположенных ниже первого яруса горелок на отметке 6,158 м.

Сушка топлива организована горячим воздухом и горячими дымовыми газами с рециркуляцией сушильного агента по мельнице.

На каждый корпус установлено 6 холодных воронок с гидросмывом.

• Технические данные генератора

 

Синхронный трехфазный турбогенератор типа ТВВ-220-2ЕУЗ предназначен для выработки электроэнергии в продолжительном номинальном режиме SI по ГОСТ 183-74 при непосредственном соединении с паровой турбиной и установке в закрытом помещении.

Номинальные данные при номинальном давлении и номинальной температуре охлаждающей среды.

Тип                                                                                       ТВВ-230-2ЕУЗ

Мощность полная, кВА                                  270600

Мощность активная, кВт                                230000

Напряжение, В                                         15750 

Ток статора, А                                        9919   

Коэффициент мощности                                  0,85    

Коэффициент полезного действия, %                     98,6

Статическая перегружаемость                           1,6

Соединение фаз обмотки статора                        двойная звезда

Число выводов обмотки статора                         9

Частота, Гц                                           50

Скорость вращения, об/мин                             3000

Критическая скорость вращения, об/мин                 1370/3400

 

Основные данные охлаждающих сред:

Водород в корпусе статора:

Давление       номинальное, кгс/см2                   3±0,2

наибольшее, кгс/см2                                   4,0

Номинальная температура холодного газа, оС            +40

Чистота водорода, %                                   не менее 98

Содержание кислорода в водороде (в корпусе ТГ), %     не более 1,2

Относительная влажность водорода при
номинальном давлении, %                               не более 20




Дистиллят в обмотке статора:

Номинальное избыточное давление на входе
в обмотку, кгс/см2                                    2,7

Наибольшее допустимое избыточное давление
на входе в обмотку, кгс/см2                           3,5

Номинальная температура холодного дистиллята, оС      +40

Допустимое отклонение, оС                             10

Номинальный расход м3/час                             30

Допустимое отклонение, м3/час                         ±3

Номинальное удельное сопротивление
дистиллята, ком.см.                                   200

Допустимое наименьшее удельное
сопротивление, ком.см.                                75




Вода в газоохладителях:

Номинальная температура входящей
холодной воды, оС                                     +33

Минимальная температура воды, оС                      +15

Номинальный расход воды, м3/час                       350

Наибольшее давление, кгс/см2                          4,0

Номинальный расход воды на 1
газоохладитель, м3/час                                76,5

Кол-во газоохладителей, шт.                           4

                       

Вода в теплообменниках обмотки статора:

Номинальная температура входящей
холодной воды, оС                                     +33

Наименьшая температура входящей
холодной воды, оС                                     +15

Номинальный расход воды, м3/час                       150

количество теплообменников                             2

Технические характеристики вспомогательного оборудования.

 

Наименование оборудования	Электродвигатель	Производительность, м3/ч	Напор, мм.вод.ст.	мощность электродвигателя
Тяго-дутьевые механизмы
Дутьевой вентилятор ВДН-28К (Котлоагрегаты: К-4А,4Б,6А,6Б)	2АОДС-800/400-8/10У1	327000	276	800/400
Дымосос Д-25х2ШБ (Котлоагрегаты: К-4А,4Б,6А,6Б)	АОД-1600/800-10/12У1	492000	231	1600/800
Дымосос  рециркуляции дымовых газов Д-15,5 (Котлоагрегаты: К-4А,4Б,6Б)	АОМ-355S-4У1	72600	206	200
Дымосос  руциркуляции дымовых газов Д-15,5 (К-6А)	ДА-304-400Х-6У1	72600	206	315
Пылеприготовление
Мельничный вентилятор ВМ-160/850 (Котлоагрегаты: К-1А,1Б,2А,2Б,3Б,4А,4Б,5А,5Б,6А,6Б)	ДАЗО4-450У-6У1	163000-184000	784	630
Мельница ШБМР-370/850 (Котлоагрегаты: К-4А,4Б,6А,6Б)	СДМЗ 20-49-60			2000
Питатель сырого угля ЛПСУ (4А,4Б,6А,6Б)	АДЧР160S4			15
Пылепитатель котлоагрегата (К-4А,4Б,6А,6Б)	АДЧР112М4			5,5
Питательные насосы
АПЭ-720-185-4 (4А,4Б,6А,6Б)	4АЗМ6300/6000 У3	740	2250000	6000

 

 

1.4. Краткая техническая характеристика ПТК Овация

 

Автоматизированная система управления технологическим процессом энергоблока станционный №6 на базе ПТК «Овация» предназначена для выполнения следующих функций:

• Оперативный контроль за технологическим процессом;
• Оперативное управление технологическим процессом в эксплуатационных режимах;
• Технологические защиты, блокировки и АВР;
• Технологическая предупредительная и аварийная сигнализация;
• Оптимизация режимов работы оборудования.

Цели создания системы ПТК Овация:

• Предоставление оперативному персоналу достаточной, достоверной и своевременной информации о протекании технологических процессов, о состоянии оборудования и технических средств АСУТП;
• Автоматизированное управление технологическим оборудованием в нормальных, переходных, аварийных и специальных режимах работы;
• Оптимальное ведение процесса с целю получения тепловой и электрической энергии заданного класса и количества, снижения вредных выбросов в соответствии с установленными нормативными показателями при наиболее экономичной и надежной работе оборудования;
• Техническая диагностика основного оборудования;
• Повышение эксплуатационной надежности и уменьшение аварийности за счет непрерывной диагностики основного оборудования;
• Автоматическое ведение оперативной документации;
• Уменьшение вероятности неправильных действий оперативного персонала за счет освобождения его от рутинных операций;
• Улучшение условий труда оперативного персонала

 

2. Состав тренажера:

В состав аналитического тренажёра энергоблока 230 МВт, в составе двухкорпусного прямоточного пылеугольного котла ПК-40-1, турбины К-230-12,8-3М и турбогенератора ТВВ-220-2ЕУ3 входят:

1. Интерфейс реальной АСУ ТП «Овация», управляющий системами блока ст. №6 с набором схем автоматизации:
   • Система подачи и отборов пара ЦВД 06LBA00, 06LBQ00, 06MAA00;

• Система подачи и отборов пара ЦСД и ЦНД 06LBB00, 06LBS00, 6MAB00, 06MAC00;
• Питательно-деаэраторная установка 06LAA00;
• Тепломеханический контроль турбины 06MAA00, 06MAD00, 06MKD00;
• Валоповоротное устройство и насосы гидроподъёма 06MAV00;
• Система смазки подшипников турбоагрегата 06MAV00;
• Маслоснабжение системы регулирования 06MAX00;
• Система регенерации низкого давления 06LCC00;
• Система регенерации высокого давления 06LAD00;
• Система уплотнений турбины 06LBW00, 06MAM00;
• Система дренажей турбины 06MAL00;
• Система обогрева фланцев и шпилек 06LBA00;
• Система основного конденсата 06LCA00;
• Система подачи конденсата на управление КОС 04LCX00;
• Система автоматического управления конденсатными насосами 1 ступени 06LCA00, 06LCB00, 06PCB00;
• Система блочной обессоливающей установки 06LDF00;
• Система автоматического управления конденсатными насосами 2 ступени 06LCA00, 06LCB00, 06PCB00;
• Эжекторная система 06LBJ00, 06MAJ00;
• Температурный контроль генератора 06MKA00;
• Маслоснабжение уплотнений вала генератора 06MKW00;
• Система водородного охлаждения генератора 06MKG00;
• Система водяного охлаждения обмотки статора генератора 06MKF00;
• Система водяного охлаждения статора генератора (Метсо);
• Система химконтроля;
• Питательный тракт ПЭН 06LAB00;
• ПЭН 06LAC00;
• Система охлаждающей воды 06PCB00, 06PGB00;
• Система подогревателей сетевой воды 06NAB00;
• БРОУ 06LBH00;
• Пусковые РОУ 06LBF00;
• Турбина (Метсо);
• Блочный координатор;
• Система дренажей общестанционного оборудования 06LCM00;
• Циркуляционная система;
• Пароводяной тракт котла;
• Газовоздушный тракт котла;
• Система пылегазовоздухопроводов котла;
• Пылесистема котла;
• Растопочная система котла;
• Ведение режима котла;
• Система паромазутопроводов в пределах котла;
• Система удаления шлака (по принципу наличия одного шнека на корпус котла с возможностью увеличения количества шнеков до восьми штук на корпус котла);
• Золоулавливающая установка;
• Схема механизмов и ЗРА;
• Схема шкафов электропитания ПТК;
• Схема сигнализации по турбине и по котлам;
• Схемы защит, блокировок и АВР;
• Схемы температурного контроля мельниц;
• Система паровых собственных нужд;
• Система выдачи электрической мощности;
• Система собственных электрических нужд энергоблока.

2. Всережимная математическая интегральная модель турбины К-230-12,8-3М.
3. Всережимная математическая интегральная модель котла ПК-40-1.
4. Всережимная математическая интегральная модель турбогенератора и электрических собственных нужд ТВВ-220-2ЕУ3.
5. Всережимная математическая интегральная модель вспомогательного оборудования блока.
6. Модель защит блока.
7. Модель защит турбины.
8. Модель защит котла.
9. Модель защит генератора.
10. Модель защит вспомогательного оборудования.
11. Модель блокировок и автоматики.
12. Сигнализация.
13. Модели рабочих мест операторов энергоблока.
14. Пульт инструктора.
15. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
16. Комплект аварийных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
17. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой.
18. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния, возврат режима.
19. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
20. Система поддержки оператора.
21. Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
22. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т.д.
23. Развитая конфигурация сети.
24. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
25. Простота запуска и выключения тренажера.
26. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера на одном компьютере.

3. Математическое описание тренажера.

Математическая модель теплогидравлической части объекта состоит из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики, аэродинамики и т.д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования, а также уравнениями изменения энтальпии каждого из видов теплоносителя.

Модель генератора реализована на основе системы дифференциальных уравнений Парка-Горева и описывает работу генератора в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжений, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В состав тренажера входят математические модели:

• турбины К-230-12,8-3М (N=230МВт);
• котла ПК-40-1;
• генератора ТФП-110-2УЗ;
• электрических собственных нужд блока;
• вспомогательного оборудования котла;
• вспомогательного оборудования турбины;
• общестанционного оборудования;
• автоматизированная система управления технологическим процессом энергоблока;
• модель защит, блокировок, сигнализаций и автоматики.

3.1. Моделируемые подсистемы котла:

• процессы в топке, горение и теплопередача (тепловой и массовый баланс, теплообмен);
• температуры металла котла;
• процессы газо-воздушного тракта (тепловой баланс, теплообмен, аэродинамика);
• процессы пароводяного тракта (тепловой и массовый баланс, теплообмен, гидравлика);
• система впрысков;
• топливный тракт, пылесистема, топливоподающие устройства, горелочные устройства;
• механизмы котла (дымососы, вентиляторы и т.д) и их электроприводы;
• температурные режимы подшипников всех механизмов котла;
• тракт питательной воды;
• дренажи котла;
• аварийный пульт и дублированный пульт управления.

3.2. Моделируемые подсистемы турбины:

• рабочие процессы в проточных частях цилиндров (включая работу регулирующих клапанов и регулирующей ступени);
• процессы прогрева и остывания статора, ротора, фланцев и связанные с ними относительные расширения роторов и абсолютные расширения цилиндров;
• температуры металла турбины;
• расходы, давления и температуры пара по тракту турбины;
• механические процессы, включая набор оборотов, выбег при останове с имитацией работы системы регулирования;
• процессы в системе подачи пара на уплотнения;
• стопорные и регулирующие клапаны турбины, процессы дроcселирования в стопорном и регулирующих клапанах;
• вакуумная система с эжекторами и насосами;
• система циркуляционного водоснабжения;
• система маслоснабжения турбины;
• вибрация подшипников турбины;
• система регулирования турбины;
• система смазки питательных насосов;
• контур системы маслоохлаждения;
• контур технического водоснабжения;
• конденсатор;
• тракт основного конденсата;
• дренажи турбины;
• аварийный пульт и пульт дублированного управления.

3.3. Моделируемые подсистемы блока:

• деаэратор;
• питательные электронасосы;
• коллекторы питательной воды;
• система пара собственных нужд, БРОУ, РОУ.

3.4. Моделируемые подсистемы генератора:

• генератор;
• система возбуждения генератора;
• система УВГ;
• газомасляная система генератора;
• система охлаждения статора;
• электрические собственные нужды блока.

3.5. Вспомогательные подсистемы блока:

• вспомогательные трубопроводы.

3.6. В тренажере имитироуется АСУ ТП, установленная на энергоблоке ст. № 6 в полном объёме (автоматика, защиты, блокировки, автоматика включения резерва, сигнализация, система автоматического регулирования).

3.7. Функциональные алгоритмы и уставки максимально приближены к алгоритмам и уставкам реального блока.

3.8. Предоставлена возможность самостоятельного изменения значения уставок и изменения алгоритмов работы защит, блокировок, АВР после завершения срока гарантийной эксплуатации тренажера.

3.9. Моделируется упрощенно система блочной обессоливающей установки.

4. Состав моделируемых режимов.

• Пуски энергоблока из различных тепловых состояний:
• Пуск турбины из холодного состояния.
• Пуск турбины из неостывшего состояния.
• Пуск турбины из горячего состояния.
• Растопка котла из холодного состояния.
• Растопка второго корпуса котла из холодного состояния при работающем первом.
• Растопка котла из неостывшего состояния.
• Растопка котла из горячего состояния.
• Растопка котла на горячие паропроводы.

• Останов энергоблока:

Плановый:

• Останов энергоблока.
• Останов блока с последующим применением технологии принудительного расхолаживания воздухом остановленной турбины.

Аварийный останов энергоблока:

• Без срыва вакуума.
• Со срывом вакуума.
• Выход из строя оборудования ПТК АСУ ТП.

 

• Переходные режимы работы энергоблока:
• Сброс нагрузки энергоблока до работы на собственные нужды.
• Включение и отключение системы регенерации энергоблока.
• При введении любого из комплексных возмущений.
• Отклонение частоты в энергосистеме.

 

• Ведение режима работы котла:
• Изменение нагрузки на котле.
• Регулирование параметров пара.
• Ведение режима работы котла при изменении качества топлива (изменение теплоты сгорания топлива, влажности, зольности).
• Ведение режима работы котла при отклонении параметров острого пара и промперегрева от номинальных значений.
• Ведение режима работы котла при шлаковании поверхностей нагрева.
• Срабатывание предохранительных клапанов острого пара или горячего
• промперегрева.
• Заполнение котла, опрессовка корпуса котла на остановленной турбине.
• Заполнение котла, опрессовка второго корпуса котла при работающей турбине.
• Воспроизведение защит блока и защит, действующих на останов котла.
• Проверка защит по погасанию факела в топке котла.

• Аварийные режимы при работе котла:
• выход из строя всех расходомеров питательной воды;
• разрыв труб пароводяного тракта;
• исчезновение напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления или на всех контрольно – измерительных приборах;
• погасание факела в топке или прекращение поступления топлива в топку;
• снижение или прекращение расхода пара через промежуточный пароперегреватель;
• недопустимое повышение температуры металла поверхностей нагрева, если снизить температуру изменением режима работы котла не удается;
• отказ в работе группы пылепитателей;
• нагрев подшипников ДС;
• нагрев подшипников ДВ;
• отключение корпуса котла.

 

• Ведение режима работы на турбине, генераторе, перевод СН:
• переход по питательным насосам (с рабочего на резервный);
• переход с основного питания секции 6 кВ на резервное;
• беспаровой режим деаэратора;
• отключение и включение группы ПВД на работающем блоке;
• отключение ПНД-1,2,3,4, индивидуально;
• включение и отключение бойлерной установки;
• включение и отключение БОУ;
• сушка конденсатора, разворот лопастей на циркуляционных насосах;
• включение ЦН в работу;
• включение устройства для обогрева фланцев и шпилек турбины;
• нарушение работы эжекторной системы;
• наброс нагрузки на турбине;
• сброс нагрузки на турбине;
• регулирование напряжения отпаечных трансформаторов 6 кВ;
• высокая температура дистиллята в обмотке статора;
• низкий расход дистиллята через обмотку статора;
• работа генератора при несимметричной нагрузке.

• Аварийные режимы работы турбины, генератора:
• нагрев уплотняющего подшипника генератора;
• низкий уровень в демпферном баке;
• низкий уровень в маслобаке турбины;
• нагрев упорного подшипника турбины;
• нагрев масла на сливе с подшипников турбины;
• повышенная вибрация опор турбины, генератора, внезапное изменение показаний прибора виброскорости подшипников;
• повышенная вибрация ротора турбины;
• появление низкочастотных колебаний на турбины;
• обрыв штока регулирующего клапана ВД;
• обрыв штока регулирующего клапана СД;
• обрыв штока автоматического стопорного клапана СК ВД или СК СД;
• ухудшение вакуума в конденсаторе;
• осевой сдвиг ротора турбины;
• искривление ротора турбины;
• засорение сеток маслобака системы смазки турбины;
• засорение сеток маслобака системы регулирования турбины;
• разрыв напорного маслопровода системы смазки турбины;
• разрыв сбросного маслопровода системы смазки турбины;
• разрыв маслопроводов системы регулирования турбины;
• разрыв маслопроводов системы УВГ;
• засорение фильтра на всасе ПЭН;
• разрыв трубок ПВД;
• разрыв трубок ПНД;
• сброс нагрузки на турбине до нагрузки СН (отключение ЭВ);
• разрыв трубок КПУ;
• нагрев подшипников ПЭН;
• нагрев подшипников КЭН I-ст.;
• нагрев подшипников КЭН II-ст.;
• нагрев подшипников ЦН;
• неполнофазное отключение ЭВ;
• несимметричная нагрузка на генераторе;
• снижение напряжения на секции 6 кВ;
• снижение напряжения на секции 0,4 кВ;
• самопроизвольное закрытие любой электрифицированной арматуры;
• пожар на турбине;
• отключение одного корпуса котла при работающем другом;
• нагрев меди генератора;
• нагрев активной стали генератора;
• ухудшение % содержания водорода;
• изменение ОРР ротора при работе турбины.

• Проверка защит (по котлу, турбине, генератору) перед включением энергоблока.
• Проверка АВР маслонасосов на работающем блоке.
• Проверка защиты по осевому сдвигу ротора и уровню в демпферном баке при работе энергоблока.
• Проверка посадки клапанов КОС при работе энергоблока.

 

5. Состав базовых сценариев тренировок.

 

Каждое задание составлено на основе эксплуатационных инструкций, действующих на электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен стандартным набором заданий для тренировок, после выполнения которых, автоматически выставляется оценка.

• Включение в работу системы циркуляционного водоснабжения
• Включение в работу маслосистемы турбины
• Включение в работу конденсатного тракта
• Пуск в работу питательно-деаэрационной установки
• Подготовка корпуса котла К- 6А к пуску
• Подготовка корпуса котла К- 6Б к пуску
• Пуск вакуумной системы
• Растопка первого корпуса котла из холодного состояния
• Растопка второго корпуса котла (при работающем первом) при пуске блока из холодного состояния
• Включение в работу пылесистемы
• Пуск турбины из холодного состояния
• Пуск турбины из горячего состояния
• Нагружение блока. Включение в работу ПВД
• Растопка котла при пуске блока из горячего состояния
• Растопка котла при пуске блока из неостывшего состояния
• Нормальный останов котла и блока
• Останов системы пылеприготовления
• Синхронизация генератора
• Перевод генератора с рабочего возбуждения на резервное
• Перевод генератора с резервного возбуждения на рабочее

 

6. Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких ситуациях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики, электрооборудования.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

6.1. Отказы в работе.

6.1.1. Отказы в работе любой арматуры: 

• самопроизвольное открытие без возможности управления;
• самопроизвольное закрытие без возможности управления;
• самопроизвольное зависание без возможности управления;
• отказ команды на закрытие в ручном режиме;
• отказ команды на открытие в ручном режиме;
• полная потеря управления объектом.

6.1.2. Отказы в работе всех механизмов:

• несанкционированное отключение;
• несанкционированное включение (невозможность действия защит, автоматики, управления).

6.1.3. Регулирующие клапаны:

• самопроизвольное открытие без возможности управления;
• самопроизвольное закрытие без возможности управления;
• самопроизвольное зависание без возможности управления;
• отказ команды на закрытие в ручном режиме;
• отказ команды на открытие в ручном режиме;
• полная потеря управления объектом;
• отказ в работе автоматики: полное открытие;
• отказ в работе автоматики: полное закрытие;
• отказ в работе автоматики: зависание.
  • Отказ в работе любой защиты.

• Вводные по технологическим процессам теплового оборудования

• Разрыв трубок ШПП
• Разрыв трубок КПП-I
• Разрыв трубок КПП-II
• Разрыв трубок ВЭ
• Разрыв питательного трубопровода
• Нагрев подшипников ДВ
• Нагрев подшипников ДС
• Погасание факела в топке котла
• Разрыв трубок конденсатора турбины
• Отказ в работе группы пылепитателей
• Повышение температуры ОП
• Повышение температуры ПП
• Исчезновение напряжения на приборах КИП
• Самопроизвольное закрытие или открытие на 100% РПК
• Самопроизвольное закрытие или открытие на 100% впрыска №2
• Разрыв трубок конденсатора турбины (переполнение конденсатора)
• Переполнение основных эжекторов
• Нагрев уплотняющего подшипника генератора
• Низкий уровень в демпферном баке
• Низкий уровень в маслобаке турбины
• Нагрев упорного подшипника турбины
• Нагрев масла на сливе с подшипников турбины
• Увеличение вибрации подшипников турбины
• Увеличение вибрации ротора турбины
• Появление низкочастотных колебаний на турбине
• Обрыв штока регулирующего клапана ВД
• Обрыв штока регулирующего клапана СД
• Обрыв штока клапана СК ВД
• Обрыв штока клапана СК СД
• Засорение сеток маслобака системы смазки турбины
• Засорение сеток маслобака системы регулирования
• Засорение сеток маслобака системы регулирования
• турбины
• Нагрев подшипников ПЭН
• Нагрев подшипников ЦН
• Нагрев подшипников КЭН I-ст.
• Нагрев подшипников КЭН II-ст.
• Засорение сетки в маслобаках (МБСС, МБР) турбины  
• Разрыв напорного маслопровода системы смазки турбины  
• Разрыв сбросного маслопровода системы смазки турбины  
• Разрыв маслопроводов системы УВГ  
• Разрыв маслопровода системы регулирования турбины  
• Засорение фильтра на всасе ПЭН
• Сброс нагрузки на турбине до нагрузки СН (отключение ЭВ)
• Понижение вакуума (присосы)
• Разрыв трубок КПУ
• Осевой сдвиг ротора турбины     
• Искривление ротора турбины  
• Разрыв трубок в ПНД   
• Разрыв трубок в ПВД
• Неполнофазное отключение ЭВ
• Нагрев меди генератора               
• Нагрев активной стали генератора  
• Ухудшение % содержания водорода
• Изменение ОРР ротора при работе турбины
• Обесточение секции 6 кВ  
• Обесточение щита 0.4 кВ
• Отключение трансформатора СН
• Отключение генератора 6Г (от защит, в том числе при асинхронном режиме).
• Отказ в отключении выключателя 220 кВ блока при плановом гашении блока.
• Внутренние повреждения генератора
• Перегрузка генератора (по току статора)
• Аварийное отключение ЦН
• Аварийное отключение ДС
• Аварийное отключение ДВ
• Аварийное отключение одного из корпусов котла
• Аварийное отключение ДГР
• Аварийное отключение МВ
• Аварийное отключение мельницы
• Пожар на турбине

Технические требования

Для функционирования тренажера необходимы:

процессор с частотой не мене 2ГГц;

оперативная память емкостью не менее 4Гб;

свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;

видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;

монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства возможно использование нескольких мониторов;

звуковая карта и колонки;

клавиатура, мышь;

сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера);

В случае, если требуется печать выходных документов (протоколов, графиков и т.п.), под­ключите к компьютеру принтер;

Тренажер предназначен для работы в среде Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP. Для работы Тренажера необходимо установить сервер баз данных MySQL.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер Главной электрической схемы электростанции 500/110/35/20/6 кВ с генераторами 300 МВт». 

Условное обозначение: «Тренажер Главной электрической схемы электростанции 500/110/35/20/6 кВ с генераторами 300 МВт ».

Год выпуска: 2023 год.

ВВЕДЕНИЕ.

Тренажер Главной электрической схемы электростанции 500/110/35/20/6 кВ с генераторами 300 МВт предназначен для подготовки, переподготовки и повышения квалификации оперативного и обслуживающего персонала ГРЭС, позволяет формировать и поддерживать на высоком уровне навыки оперативного персонала при производстве переключений в электроустановках станции в нормальном и аварийном режимах работы.

Современный электроэнергетический IT-тренажер, разработанный по принципам современных информационных технологий, соответствующий нормативам (СО153-34.0-12.305-99, СТУ 115.-15-2003), а также российским и международным стандартам качества удовлетворяет следующим требованиям.

IT-тренажер, как система, разделяется на пять основных подсистем:

• средства обучения оперативного персонала;
• средства контроля и анализа процесса обучения;
• средства поддержки обучаемых и инструктора;
• модель энергообъекта;
• служебные средства.

В тренажере, разработанном на базе современных IT-технологий, реализуется искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта.

Уникальность тренажера заключается не только в применении современных информационных технологий, направленных на усовершенствование программного обеспечения, но и в методике разработки математической модели тренажера, а также организации тренажерной подготовки при обучении кадрового ресурса электростанции.

При проведении обучения и тренировок оперативного персонала Тренажер Главной электрической схемы электростанции 500/110/35/20/6 кВ с генераторами 300 МВт выполняет следующие основные задачи:

• отображение рабочих мест, тренирующихся с максимальным приближением к реальным рабочим местам;
• отображение моделируемого оборудования;
• имитация работы электрической схемы ГРЭС (включая ЛЭП), устройств РЗА в любых возможных режимах, в том числе аварийных;
• проведение основных операций оперативного персонала при выполнении работ на работающем и остановленном оборудовании;
• производство на тренажере оперативных переключений в электроустановках, устройствах РЗА в нормальном режиме работы станции и при ликвидации аварий, связанных с технологическими нарушениями, в том числе с изменением режима работы станции;
• протоколирование действий оператора, совершенных им ошибок, сообщений аварийной и предупредительной сигнализации, действия защит, блокировок и автоматики.
• возможность работы по диспетчерскому графику.
• создание любых произвольных режимов работы главной электрической схемы с адекватной ответной реакцией поведения объекта, сохранение режимов, возврат режима в любую промежуточную точку.

Тренажер по оперативным переключениям в электрической схеме КГРЭС служит достижению основных целей подготовки персонала:

• выработке у тренируемых умения оценивать оперативную ситуацию;
• формированию у тренируемого умения находить правильную последовательность операций для решения любых заданий по изменению режима работы оборудования;
• поддержанию профессионального уровня;
• подготовке и проведению сложных переключений в электроустановках;
• проведению соревнований оперативного персонала ГРЭС;
• проведению тренировок в штатных и нештатных режимах;
• моделированию реальных происшествий на ГРЭС, их анализ, исключение ошибок в выполнении последовательности операций тренируемыми для решения задач по переключению в электроустановках и управлении оборудованием.

 

В состав моделируемого оборудования тренажера входят:

‒      Шесть генераторов:

• четыре генератора ТВВ-320 мощностью по 300 МВт;
• два генератора ТВВ-350 мощностью по 350 МВт;

‒      Центральный щит управления с колонками синхронизации;

‒      Шесть блочных щитов управления генераторами с панелями синхронизации;

‒      Шесть релейных щитов генераторов РЩ-ТГ-1÷6;

‒      Щиты возбуждения генераторов ТГ-1÷6;

‒      Панели СН блока ТГ-1÷6;

‒      Релейный щит ОРУ;

‒      Открытое распредустройство 500 кВ;

‒      Открытое распредустройство 110 кВ;

‒      Распредустройство 35 кВ;

‒      Генераторные РУ-20 кВ;

‒      Комплектное распредустройство КРУ 6 кВ;

‒      Распредустройство собственных нужд 0,4 кВ;

‒      Два автотрансформатора 1АТ, 2АТ;

‒      Блочные трансформаторы, ТСН;

‒      АСУ ТП;

‒      Автоматика, блокировки, сигнализация силового и коммутационного оборудования;

‒      Местное и дистанционное управление;

‒      Ячейки КРУ, выключатели, разъединители, ТН,

‒      Сборки питания, шкафы управления и др.

1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА-ПРОТОТИПА.

В составе электростанции шесть блоков с генераторами ТВВ-320-2 и ТВВ-350-2 производства Ленинградского объединения «Электросила» напряжением 20 тыс. вольт, ток статора – 10,2 тыс. ампер, с водяным охлаждением обмотки статора, водородным охлаждением ротора и статора, системой высокочастотного машинного возбуждения.

Блочные силовые трансформаторы изготовлены на Запорожском трансформаторном заводе, напряжением на высшей стороне соответственно 110 и 500 тыс. вольт. Это одни из первых трехфазных трансформаторов на 500 кВ.

Автотрансформаторы связи ОРУ 110 — 500 кВ 1АТ и 2АТ.

ОРУ 110 имеет одиннадцать линий связи с энергосистемой, ОРУ-500 кВ – три.

Генераторы выдают электроэнергию на напряжении 20 кВ.

С трансформаторов электроэнергия передаётся на открытые распределительные устройства (ОРУ) напряжением 500 кВ  и 110 кВ, откуда затем выдаётся в энергосистему по линиям электропередачи.

Для связи между шинами открытых распределительных устройств 110 и 500 кВ смонтированы два автотрансформатора связи. 

В состав главной электрической схемы ГРЭС входят ОРУ 500 кВ, ОРУ 110 кВ, РУ-35 кВ, ГРУ-20 кВ, КРУ-6 кВ, РУ-0,4 кВ, а также автотрансформаторы 1АТ, 2 АТ, блочные трансформаторы, трансформаторы резервного питания 20Т, 30Т.

ОРУ 110 кВ разделено на 2 секции, каждая из которых представляет собой сборную систему шин, выполненных по схеме две СШ с обходной ОСШ. К первой секции присоединяется  шесть ВЛ-110 кВ, блочный трансформатор 1ГТ и автотрансформатор АТ-1. Ко второй – блочный трансформатор 1ГТ, трансформатор резервного питания 20Т, пять ВЛ-110 кВ и автотрансформатор АТ-2.

Для связи первой и второй систем шин ОРУ 110 кВ имеется шиносоединительный выключатель ШСВ-110.

Автотрансформаторы 1АТ и 2АТ применяются для связи между ОРУ-500 кВ и ОРУ-110 соответственно.

ОРУ 500 кВ состоит из двух систем шин и выполнено по полуторной схеме (две системы шин и три выключателя на две цепи) и питается через пять блочных трансформаторов от генераторов ТГ-2 ÷ ТГ-6 без генераторных выключателей. Передача мощности потребителям происходит по трем воздушным линиям электропередачи ВЛ-500 кВ.

Для энергоснабжения собственных нужд предусмотрено КРУ-6 кВ, секции которого 1РА-6РА, 1РБ-6РБ питаются соответственно от трансформаторов собственных нужд 21Т – 26Т, подключенных к главным выводам генераторов, напряжением 20/6 кВ.

Рабочими являются трансформаторы СН блоков 41ТА ÷ 46ТА, 41ТБ ÷ 46ТБ напряжением 6/0,4 кВ.

Каждый из двух трансформаторов СН блока питает две секции 0,4 кВ НА, НВ и НБ, НГ соответственно. РУСН-0,4 кВ НА, НБ разделены секционными автоматами на две полусекции. От одной полусекции питается особо ответственная нагрузка. Ввод от трансформаторовров на секции 0,4 кВ осуществляется через автоматы рабочих вводов.

Резервное питание электрической схемы осуществляется через трансформаторы 20Т и 30Т мощностью 32 МВА.

  

2. СОСТАВ ТРЕНАЖЕРА.

2.1.      Модель объекта и режимы работы.

В состав тренажера входят математические модели:

—    генераторов;

—    электрической цепи;

—    трансформаторов;

—    коммутационных аппаратов;

—    устройств РЗА.

Основными составляющими тренажёра являются математические модели генератора, системы возбуждения, электрической цепи, средств РЗА, трансформаторов, коммутационных аппаратов, электродвигателей и упрощённая модель энергосистемы при работе на длинную линию.

Математические модели электрооборудования состоят из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов.

Модели генераторов реализованы на основе системы уравнений Парка-Горева и описывают работу генераторов в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжения, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В общем, математическая модель данного объекта, а именно модель главной электрической схемы (ГЭСх) электростанции с полным комплексом электротехнического оборудования воспроизводит все режимы работы оборудования при любых переключениях в электрической схеме, при выработке мощности, синхронизации и отключении генераторов от сети, вводах-выводах в работу генераторов, трансформаторов, ЛЭП, систем шин, выключателей, защит, блокировок и т.п., а также в аварийных режимах, задаваемых с пульта инструктора. Такими режимами могут быть короткие замыкания на линиях, шинах, в трансформаторах, на генераторе, присоединениях, отказы в работе электротехнического оборудования.

2.2.      Модель системы управления.

В Компьютерном тренажере оперативных переключений полномасштабно моделируются   все технологические зоны, обслуживаемые персоналом электрического цеха ГРЭС.

Оперативная диспетчерская схема центрального щита управления выполнена в соответствии с оригиналом и является средством отображения и контроля за состоянием режима работы основного электротехнического оборудования электростанции, общей выработки мощности и потребления.     

Мнемосхемы ОРУ, РУ, КРУ выполнены по оперативным схемам и позволяют проводить переключения всех коммутационных аппаратов, как в дистанционном режиме, так и при местном управлении.

Модель системы управления тренажера позволяет взаимодействовать с объектами главной электрической схемы станции, контролировать текущее состояние параметров и оборудования, срабатывание защит, блокировок и сигнализации. Управляющее оборудование в тренажере выполнено по фотографиям с объекта, оживлено и смоделировано в таком же представлении, как и в реальности, привычном и узнаваемом для персонала.

Согласно Техническому проекту, в интерфейсе тренажера реализованы следующие зоны управления КГРЭС: ЦЩУ, БЩУ, ОРУ, РУ, КРУ, РЩ ОРУ, щиты возбуждения, щиты управления СН, релейные щиты генераторов, трансформаторов, местные шкафы управления выключателями, разъединителями, высоковольтные коммутационные аппараты, ячейки КРУ, панели синхронизации и многое другое.

Интерфейсные управляющие и информационные окна тренажера представляют собой отображение и текущее состояние всех элементов электрической схемы, управляются понятным и доступным для любого уровня компьютерной подготовки оператора щелчком мыши или с помощью активных областей перехода.

Для выполнения некоторых обязательных действий, таких как, осмотр, визуальная проверка включенного или отключенного состояния разъединителя, заземляющих ножей, состояния выключателей, ввод-вывод защит, управление  с местных щитов управления и т.д., а также для соответствия возможных действий оперативного персонала реальным, в тренажере предусмотрены дополнительные функции. 

Например, управление коммутационными аппаратами смоделировано таким образом, что их включение и отключение (разъединителей, заземляющих ножей) можно было бы осуществлять как дистанционно, так и через местные щиты на ОРУ. Для этого предусмотрены кнопки переключения режима управления с местного на дистанционный и обратно. То есть, для выполнения операций на ОРУ, необходимо переключить управление на местное и вызовом на мнемосхеме соответствующего значка коммутационного аппарата открыть его интерактивное изображение с присутствующим здесь же шкафом управления. 

В состав мнемосхем тренажера введены дополнительные управляющие динамические схемы с набором оборудования блочных и релейных щитов управления, панелей ЦЩУ, выключателей с другой стороны воздушных линий электропередач и иного оборудования, необходимого для выполнения операций по бланкам переключений и расширения зоны обслуживания оборудования ГРЭС.

Панели и шкафы управления генераторами, РЗиА, ЦЩУ, РЩ ОРУ, сборок питания, ячеек КРУ выполнены по фотографиям и имеют управляющие элементы (ключи, кнопки, автоматы) такие же, что и в реальности.

При вызове с экрана любого управляющего элемента появляется соответствующее диалоговое окно с изображением реальной панели управления, функционал которой соответствует прототипу и отражает ее текущее состояние в общей схеме.

Кроме управляющих элементов на мнемосхемы тренажера выведены динамические параметры схем: напряжения на шинах, ВЛ, трансформаторах, токи по линиям, активные и реактивные мощности, параметры генераторного оборудования. Показания этих параметров зависят от состояния электрической схемы и режима работы ГЭСх и адекватно реагируют на любые воздействия при их изменении. В случае выхода параметров за верхние или нижние границы – срабатывает предупредительная или аварийная сигнализация с возможным аварийным отключением.

Одна из основных функций в модели системы управления тренажера, не входящая в общую систему управления, – это ведение телефонных переговоров с диспетчером. В случае необходимости переключений в схеме, оператор обязан по телефону связаться с диспетчером для получения разрешения на предстоящие операции или для отчета о произведенных переключениях. Проведение телефонных переговоров выполнено в форме диалога, то есть на каждое свое обращение оператор получает ответ и указания о дальнейших действиях.

При обслуживании электрооборудования важное место занимают технические меры по обеспечению техники безопасности. Имеются ввиду переключения на электрооборудовании, выполнение мер, препятствующих ошибочному или самопроизвольному включению коммутационных аппаратов, установка защитного заземления, вывешивание плакатов по ТБ, использование средств индивидуальной защиты.

Вывешивание плакатов на переключаемом электрооборудовании – одно из основных требований, обеспечивающих безопасность людей при работе на электроустановках, также реализовано в тренажере. При работе по сценариям по выводу установки в ремонт или проведении противоаварийных тренировок контролирующая программа тренажера фиксирует каждый вывешенный плакат и его соответствие месту. За неправильные действия по таким операциям будут начислены штрафные баллы.

Указатели высокого напряжения по уровням напряжения выполнены для определения наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и линиях электропередач. Созданы визуально идентичными реальным, имеют сигнальную лампу и находятся в составе электроинструментов тренажера. При проверке напряжения кроме сигнальной лампы тренажер выдает дополнительное сообщение об отсутствии или наличии напряжения на проверяемом участке токопровода.

2.3.      Модель системы защит.

Модель системы защит включает следующие модели:

—    защиты генераторов;

—    защиты трансформаторов;

—    защиты линий;

—    защиты шин.

Модель системы защит воспроизводит работу защит оборудования в аварийных ситуациях и при повреждениях оборудования на электростанции. Реализация модели защит проводилась на основе технической документации, в достаточной мере точно имитирует их работу.

Управление электрическими защитами в тренажере производится из шкафов резервных и основных защит, расположенных на релейных щитах, выполнено по фотографиям шкафов РЩ и максимально приближено к реальному. Панели защит имеют идентификационные номера такие же, как их маркировка на электростанции и вызываются с мнемосхем релейного зала тренажера или БЩУ путем нажатия на пиктограмму соответствующей панели. В момент срабатывания защиты мигает сигнал желтого или красного цвета совместно со звуковой сигнализацией. Сигналы, ключи, переключатели и кнопки в шкафах защит отрабатывают аналогично реальным. Отображение информации по защитам и другим системам тренажера повторяет интерфейс АСУ ТП объекта и дает возможность проводить обучение персонала в условиях, приближенным к рабочим.

2.4.      Модель блокировок.

Реализована модель блокировок, имеющихся на электростанции. Сюда входят блокировки основного и вспомогательного оборудования генераторов, разъединителей и выключателей, заземляющих ножей главной электрической схемы и СН. Информация о действующей блокировке коммутационного аппарата находится в управляющем окне данного аппарата и содержит информацию об условиях ее действия.

2.5.      Модель аварийной и предупредительной сигнализации.

В тренажере срабатывание аварийной и предупредительной сигнализаций отображается в отдельном специальном окне в виде табло. Каждая строка этого табло – одно сигнализационное сообщение с соответствующими характеристиками: наименованием, временем срабатывания, указанием объекта срабатывания и устройства срабатывания. Кроме того, сработавшая сигнализация фиксируется в протоколе аварийных сообщений и записывается в отдельный файл.

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА.

3.1.      Модели сценариев тренировок.

Набор сценариев тренировок представляет собой дополнительные программы, представляющие собой готовые решения для индивидуальной самостоятельной подготовки, экзаменации и тестирования персонала, а также в любых других формах обучения, позволяющие тренировать персонал по типовым бланкам переключений на электрооборудовании ГРЭС.

Модель сценария – это программное пошаговое описание набора необходимых действий оператора в определенной последовательности для выполнения тренировочного задания по сценарию, которое в отдельных непринципиальных случаях может выполняться с некоторыми допущениями. В процессе прохождения задания модель отслеживает и фиксирует выполняемые оператором действия по пунктам из бланка переключений или задания. В случае правильного выполнения всех описанных в бланке шагов в заданной последовательности и достижения требуемого состояния оборудования, модель сценария заканчивает свою работу и выдает сообщение об успешном прохождении тренировочного задания.

На данный момент в тренажере имеется 31 автоматизированный сценарий, охватывающий основной спектр возможных переключений в электрооборудовании КГРЭС и представленный в виде типовых бланков переключений. При выполнении каждой операции по бланку оператор должен проставить галочку в бланке, также как и в жизни при производстве реальных переключений и затем перейти к следующему шагу.

Состав автоматизированных сценариев тренировок тренажера.

1. Вывод из работы блока 1ГТ
2. Ввод в работу блока 1ГТ
3. Вывод из работы блока 3ГТ
4. Ввод в работу блока 3ГТ
5. Вывод в ремонт автотрансформатора 1АТ
6. Ввод в работу автотрансформатора 1АТ
7. Вывод в ремонт трансформатора собственных нужд (20Т)
8. Ввод в работу трансформатора собственных нужд (20Т)
9. Вывод в ремонт ВЛ-110 кВ I цепь с отпайками
10. Ввод в работу ВЛ-110 кВ I цепь с отпайками
11. Вывод в ремонт ВЛ 500кВ ГЭС — ГРЭС
12. Ввод в работу ВЛ 500кВ ГЭС — ГРЭС
13. Вывод в ремонт выключателя ВЭ-110 кВ Арлан-2 с заменой на ОВ
14. Ввод в работу выключателя ВЭ-110 кВ Арлан-2
15. Вывод в ремонт выключателя 16В 500 кВ
16. Ввод в работу выключателя 16 В 500 кВ
17. Вывод в ремонт выключателя 17В 500 кВ
18. Ввод в работу выключателя 17В 500 кВ
19. Вывод из работы 2СШ 110 кВ
20. Ввод в работу 2 СШ 110 кВ
21. Вывод из работы 1 СШ 500 кВ
22. Ввод в работу 1 СШ 500 кВ
23. Вывод из работы 2 СШ 500 кВ
24. Ввод в работу 2 СШ 500 кВ
25. Вывод в ремонт ТН-110кВ 1СШ НКФ-1СИ
26. Ввод в работу ТН-110кВ 1СШ НКФ-1СИ
27. Вывод в ремонт секции 6 кВ 3РА
28. Ввод в работу секции 6 кВ 3РА
29. Вывод в ремонт трансформатора собственных нужд (30Т)
30. Ввод в работу трансформатора собственных нужд (30Т)
31. Ввод в работу ВЛ-110 кВ Арлан-1 на 1СШ -110 кВ

Благодаря наличию всережимной математической модели тренажер позволяет составлять любые сценарии тренировок из любых начальных состояний оборудования с адекватной реакцией объекта.

3.2.      Модель вводных.

Модель вводных – это математическое описание различного рода внешних возмущений, производимых с пульта инструктора. К ним относятся отказы в работе электротехнического оборудования – выключателей, повреждения на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторах, отказы в действии защит и др. Для работы с вводными предусмотрены специальные управляющие интерфейсные окна, в которых инструктор по своему усмотрению задает различные нештатные ситуации, позволяющие подготавливать персонал электростанции к парирующим действиям.

Эта функция тренажера позволяет формировать противоаварийные сценарии тренировок, с последующим анализом действий обучаемого.  

Перечень аварийных ситуаций в составе тренажера:

Короткое замыкание на выводах трансформаторов:

—         Трансформатор 1АТ;

—         Трансформатор 2АТ;

—         Трансформатор 1ГТ;

—         Трансформатор 2 ГТ;

—         Трансформатор 3 ГТ;

—         Трансформатор 4 ГТ;

—         Трансформатор 5 ГТ;

—         Трансформатор 6 ГТ;

—         Трансформатор 20Т;

—         Трансформатор 30Т;

—         Трансформатор 21Т;

—         Трансформатор 22Т;

—         Трансформатор 23Т;

—         Трансформатор 24Т;

—         Трансформатор 25Т;

—         Трансформатор 26Т.

Короткое замыкание на выводах генераторов:

—         Генератор ТГ-1;

—         Генератор ТГ-2;

—         Генератор ТГ-3;

—         Генератор ТГ-4;

—         Генератор ТГ-5;

—         Генератор ТГ-6.

Короткое замыкание на шинах:

—         1 СШ-500 кВ;

—         2 СШ-500 кВ;

—         1 СШ 110 кВ;

—         2 СШ 110 кВ;

—         РУ 35 кВ;

—         КРУ 6 кВ 1РА;

—         КРУ 6 кВ 1РБ;

—         КРУ 6 кВ 2РА;

—         КРУ 6 кВ 2РБ;

—         КРУ 6 кВ 3РА;

—         КРУ 6 кВ 3РБ;

—         КРУ 6 кВ 4РА;

—         КРУ 6 кВ 4РБ;

—         КРУ 6 кВ 5РА;

—         КРУ 6 кВ 5РБ;

—         КРУ 6 кВ 6РА;

—         КРУ 6 кВ 6РБ.

Короткое замыкание на воздушной линии:

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Янаул I цепь с отпайкой на ПС Строительная (Янаул-1);

—       ВЛ 110 кВ ГРЭС – Янаул II цепь с отпайками (Янаул-2);

—       ВЛ 110 кВ ГРЭС – Янаул № 3 с отпайкой на ПС Байгузино (Янаул-3);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Редькино I цепь с отпайкой (Редькино-1);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Редькино II цепь с отпайками (Редькино-2);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Автозавод I цепь с отпайками (Автозавод-1);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Автозавод II цепь с отпайкой на ПС Раздолье (Автозавод-2);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Арлан I цепь с отпайками (Арлан-1);

—        ВЛ 110 кВ ГРЭС – Арлан II цепь с отпайками (Арлан-2);

—        ВЛ 110 кВ Закамская – ГРЭС II цепь с отпайками (Закамская-2);

—        ВЛ 110 кВ Закамская – ГРЭС I цепь с отпайками (Закамская-1);

—        ВЛ 500 кВ ГРЭС – Буйская;

—        ВЛ 500 кВ ГРЭС – Удмуртская;

—        ВЛ 500 кВ ГЭС – ГРЭС.

Отказ в работе выключателей (аварийные ситуации шт.), действия УРОВ:

—         Выключатели ОРУ-500 кВ (15 шт.);

—         Выключатели ОРУ-110 кВ (18 шт.);

—         Выключатели РУ-35 кВ (1 шт.);

—         Выключатели и выкатные  элементы КРУ-6 кВ.

 3.3.      Контролирующая программа.

Работает в течение всего процесса тренировки и фиксирует ошибки, произведенные оператором за время работы на тренажере. Происходит начисление штрафных баллов при отклонении значений текущих параметров от допустимых с учетом правильного (или неправильного) выполнения определенных операций. Количество начисленных баллов зависит от характера и весомости нарушения.

Все возможные нарушения заносятся в список нарушений. В данном списке указаны критерии нарушений, количество штрафных баллов по каждому критерию и время задержки наложения штрафа. То есть, для некоторых нарушений предоставляется определенное количество времени на их устранение.

Регистрация произведенных оператором ошибок, в результате работы контролирующей программы, происходит в протоколе контроля с указанием момента времени совершения нарушения и количеством начисленных за него штрафных баллов.

3.4.      Протоколы.

Программа тренажера формирует следующие протоколы:

—       контроля;

—      действий оператора;

—       аварийных сообщений;

—       действий автоматики;

—       действия защит;

—       первопричины защит.

Каждое событие, совершенное при работе оператора на тренажере, фиксируется по времени и заносится в соответствующий протокол.

Это позволяет инструктору следить за процессом обучения, анализировать причины ошибок оператора и давать соответствующие наставления и рекомендации. Протоколы могут совмещаться в одном документе.

 

3.5.      Инструкции.

В тренажере предусмотрен архив технической документации, используемой на электростанции, по работе систем главной электрической схемы, защитам, блокировкам, режимам работы и т.д. Это основные инструкции по эксплуатации, карты уставок защит и сигнализации, электрические схемы соединений и другие документы, обращение к которым производится нажатием одной клавиши. При необходимости получения справочной информации оператор в любой момент может обратиться к этому архиву. Исключение составляет экзаменационный режим, в котором отключаются все подсказки.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера ПГУ у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер газотурбинной установки малой мощности».

Условное обозначение: «Тренажер газотурбинной установки малой мощности».

Год выпуска: 2022 год. (далее…)

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Полное наименование системы: «Компьютерный тренажер для обучения персонала химического цеха АЭС».

Условное обозначение: «Тренажер ХВО АЭС».

Год выпуска: 2025 год.

Компьютерный тренажер для обучения персонала химического цеха АЭС предназначен для обучения, тренировки и проверки знаний оперативного персонала по эксплуатации оборудования водоподготовительных установок атомных электростанций в режиме эксплуатации (пуск, останов, нормальный режим работы с учетом переменной производительности ВПУ, регенерация, химическая отмывка и т.п.) и при нештатных аварийных ситуациях.

Тренажер, разработанный на базе современных IT-технологий, реализует искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта – оборудования водоподготовительных установок и реагентного.

Тренажер водоподготовительной установки АЭС моделирует работу следующих технологических узлов ВПУ:

1. Установка предварительной обработки воды (УПОВ).

Проектная производительность установки предварительной очистки воды до 1200 м3/ч по осветленной воде. Установка состоит из трёх осветлителей марки ВТИ-630и. Для осветления воды имеется 6 двухкамерных механических фильтров.

2. Натрий-катионитовая установка (НКУ).

В состав установки входит:

• Na-катионитовый фильтр 1-й ступени – 8 шт.
• Na-катионитовый фильтр 2-й ступени – 4 шт.
• Бак подпитки тепловой сети.
• Бак химочищенной воды – 2 шт.
• Насос подпитки теплосети – 3 шт.
• Насосы подачи химочищенной воды на испарительные установки – 4 шт.

3. Резервная обессоливающая установка (РОУ).

Для быстрого создания запаса обессоленной воды на пусковые операции и на случай вывода в ремонт обеих испарительных установок имеется резервная обессоливающая установка (трёхступенчатая с параллельным включением фильтров).

РОУ состоит из:

• H-катионитные фильтры 1-й ступени – 3 шт.
• ОH-анионитные фильтры 1-й ступени – 3 шт.
• H-катионитные фильтры 2-й ступени – 2 шт.
• ОH-анионитные фильтры 2-й ступени – 3 шт.
• Фильтр смешанного действия с внутренней регенерацией – 3 шт.

4. Блочная обессоливающая установка (БОУ).

Для обезжелезивания, глубокого обессоливания и обескремнивания турбинного конденсата с целью обеспечения норм качества питательной воды имеются две блочные обессоливающие установки.

БОУ-1 состоит из:

• Фильтр электромагнитный – 2шт.
• Фильтр смешанного действия с выносной регенерацией – 4 шт.

БОУ-2 состоит из:

• Фильтр электромагнитный – 2шт.
• Фильтр смешанного действия с выносной регенерацией – 4 шт.

5. Автономная обессоливающая установка (АОУ).

Для обезжелезивания и обессоливания внутристанционных конденсатов блоков имеется автономная обессоливающая установка.

АОУ состоит из:

• Фильтр механический – 2шт.
• Фильтр смешанного действия с внутренней регенерацией – 3 шт.

6. Реагентное хозяйство (РХ) и установка коррекционной обработки теплоносителя (УКОВ).

Реагентное хозяйство включает склад соли, склад коагулянта, склад полиакриламида, склад щелочи, склад кислоты, склад аммиака. Установка коррекционной обработки воды состоит из следующих основных узлов – узел фосфатов, узел гидразина, узел аммиака, узел ингибитора коррозии, узел биоцида.

7. ВХР.

Нормы качества питательной воды, острого пара и конденсата представлены в технической документации ВПУ, включенной в состав интерфейса тренажера.

Состав тренажера:

В состав «Тренажера водоподготовительной установки» входят:

1. Следующий графический материал в количестве 46 мнемосхем, выполненных по оперативным схемам:

1.1. Установка предварительной обработки воды (УПОВ);

1.2. Осветлитель №1;

1.3. Осветлитель №2;

1.4. Осветлитель №3;

1.5. Фильтры механической очистки;

1.6. Баки БШВ, БПВ, БП-2;

1.7. Натрий-катионитовая установка (НКУ);

1.8. Баки ХОВ, БПТС, БВВ, БП-1;

1.9. Баки ХОВ, БПТС;

1.10. Баки БВВ, БП-1;

1.11. Резервная обессоливающая установка. 1 ступень;

1.12. Резервная обессоливающая установка. 2 ступень;

1.13. Узел нейтрализации регенерационных вод;

1.14. Автономная обессоливающая установка. Фильтры механические ФСУ;

1.15. Автономная обессоливающая установка. Фильтры ФСД;

1.16. Реагентное хозяйство;

1.17. Узел приготовления раствора полиакриламида;

1.18. Склад хранения коагулянта;

1.19. Склад хранения щелочи;

1.20. Склад хранения кислоты;

1.21. Склад хранения аммиачной воды;

1.22. Склад соли;

1.23. ВХР Блока №1;

1.24. Аммиачный узел Блока №1;

1.25. БОУ №1 (АСУТП);

1.26. Узел регенерации (АСУТП);

1.27. ФСД №1 (АСУТП);

1.28. БОУ №1;

1.29. ФР БОУ №1;

1.30. ВХР Блока №2;

1.31. Аммиачный узел Блока №2;

1.32. БОУ №2 (АСУТП);

1.33. Узел регенерации (АСУТП);

1.34. ФСД №2 (АСУТП);

1.35. БОУ №2;

1.36. ФР БОУ №2;

1.37. Узел подпитки ОВ;

1.38. Подпитка блока обессоленной водой;

1.39. Зажелезенный конденсат. Установка очистки;

1.40. ВХР Блока №3;

1.41. ВХР КПТ;

1.42. ВХР КУ;

1.43. Аммиак. Узел коррекционной обработки питательной воды;

1.44. Гидразин. Установка коррекционной обработки питательной воды;

1.45. Фосфаты. Узел коррекционной обработки воды.

2. Всережимная математическая модель системы ХВО, состоящая из следующих подсистем:

2.1. Установка предварительной обработки воды.

2.2. Натрий-катионитовая установка.

2.3. Резервная обессоливающая установка.

2.4. Автономная обессоливающая установка.

2.5. Реагентное хозяйство.

2.6. Блочная обессоливающая установка БОУ-1.

2.7. Блочная обессоливающая установка БОУ-2.

2.8. ВХР блока №1.

2.9. ВХР блока №2.

2.10. ВХР блока №3.

2.11. Установка коррекционной обработки воды блока №3.

3. Модель системы отображения и управления арматурой
4. Модель блокировок, сигнализаций, автоматики.
5. Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
6. Пульт инструктора.
7. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
8. Комплект нештатных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
9. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания.
10. Режим экзамена.
11. Возможность построения диспетчерского графика для любого параметра и работа по этому графику.
12. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния.
13. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
14. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
15. Система поддержки оператора.
16. Ускорение процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
17. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, инструкции, режимные карты и т.д.
18. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера как на одном компьютере, а так и на любом количестве компьютеров.

Состав моделируемых режимов.

Математическая модель данного тренажера основана на математическом описании физико-химических процессов, протекающих в водоподготовительных установках на каждой стадии обработки воды и имитирует работу технологического оборудования и средств автоматики аналогично действиям, процедурам и операциям, осуществляемым оперативным персоналом при эксплуатации водоподготовительной установки АЭС.

В тренажере моделируются процессы обработки воды во всем диапазоне нагрузок, в широком диапазоне измерения качества исходной воды, качества реагентов. Тренажер позволяет отрабатывать навыки управления установкой в нормальных, переменных, пусковых, остановочных и аварийных режимах работы.

Разработаны алгоритмы управления работой тренажера по отдельным стадиям обработки и в комплексе, для штатных режимов работы и при нарушении режимов работы.

Состав базовых сценариев тренировок.

Каждое задание составлено на основе действующих эксплуатационных инструкций электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен обширным набором заданий для тренировок, охватывающим большую часть технологических операций, производимых персоналом химцеха, после выполнения которых автоматически выставляется оценка.

1. Пуск порожнего осветлителя №3 в работу.
2. Останов осветлителя №1.
3. Включение в работу МФ-8.
4. Вывод МФ-1 в работу.
5. Промывка МФ-1.
6. Пуск в работу НКУ (натрий-катионитовой установки).
7. Регенерация 1Na-катионитового фильтра №1.
8. Отключение НКУ в резерв.
9. Включение в работу РОУ.
10. Регенерация фильтра 1HI РОУ.
11. Регенерация фильтра 1ОHI РОУ.
12. Регенерация фильтра 1HII РОУ.
13. Регенерация фильтра 1ОHII РОУ.
14. Регенерация фильтра ФСД РОУ.
15. Останов РОУ.
16. Пуск в работу автономной обессоливающей установки.
17. Промывка фильтра ФСУ АОУ.
18. Регенерация фильтра ФСД АОУ.
19. Включение УОЗЗС в работу.
20. Промывка ФСI УОЗЗС.
21. Отключение УОЗЗС в резерв.
22. Пуск в работу БОУ-1.
23. Регенерация фильтра ФСД-1 БОУ-1.
24. Останов БОУ-1.
25. Пуск в работу БОУ-2.
26. Регенерация фильтра ФСД-1 БОУ-2.
27. Останов БОУ-2.
28. Вывод 2ФСД в ремонт.
29. Вывод 1NaII в ремонт.
30. Узел приготовления полиакриламида. Приготовление, подача рабочего раствора ПАА в БМПАА-1(2).
31. Склад хранения коагулянта. Приготовление, подача рабочего раствора Кг на БМКг-1(2).
32. Склад хранения коагулянта. Промывка МФКг.
33. Склад хранения щелочи. Разгрузка щелочи из цистерны.
34. Склад хранения щелочи. Подача щелочи на БОУ, РОУ.
35. Склад хранения кислоты. Разгрузка кислоты из цистерны.
36. Склад хранения кислоты. Подача кислоты на БОУ, РОУ.
37. Склад хранения аммиака. Разгрузка аммиака из цистерны.
38. Склад хранения аммиака. Приготовление, подача рабочего раствора аммиака.
39. Склад хранения соли. Приготовление рабочего раствора соли.
40. Склад хранения соли. Промывка МФС.
41. Пуск блока №1.
42. Пуск блока №3.
43. Приготовление рабочего раствора фосфатов блока №3.
44. Приготовление рабочего раствора гидразина блока №3.
45. Приготовление рабочего раствора аммиака блока №3.
46. Пуск установки зажелезенного конденсата блока №3.
47. Останов установки зажелезенного конденсата блока №3.
48. Промывка ФМ блока №3.
49. Ведение ВХР блока №1.
50. Ведение ВХР блока №2.
51. Ведение ВХР блока №3.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких ситуациях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики. Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

1. Отказы в работе.

1.1. Отказы в работе арматуры,

1.2. Отказы в работе механизмов,

1.3. Регулирующие клапаны.

2. Нештатные ситуации в работе технологического оборудования:

2.1. Ввод аварийных ситуаций УПОВ:

2.1.1. Прекращение подачи исходной воды в осветлитель

2.1.2. Увеличение мутности воды из т.9 из-за повышения температуры воды.

2.1.3. Увеличение мутности воды из т.9 из-за повышения нагрузки осветлителя.

2.1.4. Увеличение мутности воды из т.9 из-за повышения уровня шлама в осветлителе.

2.1.5. Увеличение мутности воды из т.10 из-за повышения из-за повышения отсечки.

2.1.6. Увеличение мутности воды из т.10 из-за повышения уровня шлама в ШУ.

2.1.7. Уменьшение щелочности коагулированной воды.

2.1.8. Повышение давления в напорном трубопроводе НД.

2.1.9. Переполнение дренажного канала УПОВ.

2.1.10.Повышенный перепад на МФ.

2.2. Ввод аварийных ситуаций НКУ.

2.2.1. Вынос фильтрующего материала из фильтра.

2.2.2. Истощение ионообменной емкости фильтра 1Na-1.

2.2.3. Неисправность запорной арматуры работающего фильтра при регенерации соседнего 2Na-1.

2.2.4. Неисправность запорной арматуры на регенерируемом фильтре 1Na-1.

2.2.5. Резкое увеличение расхода химочищенной воды.

2.3. Ввод аварийных ситуаций БОУ-1,2.

2.3.1. Температура конденсата превышает 40 °С.

2.3.2. Резкое увеличение гидравлического сопротивления 1ЛФМ-1.

2.3.3. Увеличение гидравлического сопротивления шихты в ФСД до 0,25 МПа.

2.3.4. Ток катушки ФЭМ менее 90 А.

2.3.5. Ухудшение качества конденсата после БОУ:

− Несвоевременное отключение ФСД на регенерацию.

− Недостаточная отмывка ионитов после включения свежеотгенерированного ФСД в работу.

2.4. Ввод аварийных ситуаций АОУ.

2.4.1. Температура загрязненного конденсата из БГК превышает 40 °С.

2.4.2. Высокое содержание железа после ФСУ.

2.4.3. Повышенное содержание SiO2 и Х в ФСД.

2.5. Ввод аварийных ситуаций РОУ.

2.5.1. Резкое увеличение кислотности на работающем НI.

2.5.2. Во время регенерации 2НI фильтра на работающем 1НI повышена К и Ж.

2.5.3. Появилась Щф на работающем 1ОНI (при регенерации 2ОНI).

2.5.4. Ухудшение качества обессоленной воды: повышение Ж обессоленной воды, увеличение Щф на ОНII, показатели ОНII в норме (при отмывке или взрыхлении НII).

2.5.5. Повышение SiO2 обессоленной воды, увеличение Щф после ОНII, показатели ОНI в норме (при регенерации или отмывке ОНII).

2.5.6. Превышение нормы качества воды на БЗК.

2.5.7. Падение расхода обессоленной воды.

2.6. Ввод аварийных ситуаций УСС.

2.6.1. Отклонение от нормативных показателей рН качества сбросных вод после БСС.

2.6.2. Понижение расхода при работающем насосе до 0:

− Нет сцепления электродвигателя с полумуфтой насоса. Поломка.

− При низком уровне в баке произошло завоздушивание насоса.

2.7. Ввод аварийных ситуаций УОЗЗС.

2.7.1. Сточные воды не поступают из РП в БО:

− Насос не обеспечивает необходимого для работы напора.

2.7.2. Концентрация н/пр > 100 мг/дм3 в поступающих стоках на РП.

2.7.3. Ухудшение качества воды после БО:

− Низкая температура поступающей в бак-отстойник сточной воды.

− Высокая нагрузка на бак-отстойник.

− На конусе бака-отстойника скопилось большое количество осадка.

− Большое количество взвешенных веществ в поступающих сточных водах из РП.

2.7.4. Ухудшение качества очищенной воды:

− Расход более 100 м3/ч. Концентрация нефтепродуктов в воде после БО – более 30 мг/дм3.

− В нефтеловушке скопилось большое количество осадка.

2.7.5. Ухудшение качества фильтрата после ФС:

− Полностью израсходована грязеемкость фильтрующей загрузки, перепад давлений на фильтре составил более 1,5 кгс/см2.

− Большая скорость фильтрования; нагрузка на фильтр значительно превышает оптимальную, т.е. более 50-60 м3/ч.

− Резко возросло содержание нефтепродуктов в обрабатываемой воде перед фильтрами.

2.7.6. Нефтепродукты и осадок не откачиваются из приямка осадка:

− Неисправна арматура. Забиты осадком трубопроводы.

− Насос не обеспечивает нужного напора.

2.8. Ввод аварийных ситуаций РХ.

2.8.1. Недостаточное разрежение в разгрузочном устройстве и вакуум-насосе:

− Негерметичность трубопровода, арматуры, оборудования.

− На вакуум-насос поступает большое количество жидкости.

2.8.2. Насос не подает реагент:

− Загрязнение фильтра-отстойника на всасывающем трубопроводе насосов

− Опорожнение бака, ячейки, цистерны.

− Срыв сифона из-за нарушения герметичности схемы при загрузке цистерны.

− Вынос фильтрующего материала из фильтра.

2.8.3. Замутненный раствор реагента после фильтра:

− Недостаточная высота загрузки фильтрующего материала.

− Загрязнение фильтрующего материала.

2.9. Ввод аварийных ситуаций УКОВ блока №3.

2.9.1. Дефект трубопроводов или фланцевого соединения.

2.9.2. Отсутствует герметичность патрубков или клапанов.

2.9.3. Подсос воздуха через уплотнение плунжера.

2.9.4. Подсос воздуха на всасывании.

2.9.5. Перекачиваемая жидкость кристаллизуется или обладает смазывающими свойствами.

2.9.6. Пониженный уровень реагента в баке.

2.9.7. Завоздушен насос.

2.10. Ввод аварийных ситуаций УОК блока №3.

2.10.1. Нарушение режима охлаждения конденсата.

2.10.2. Дефект нижнего распределительного устройства.

2.10.3. Сильное уплотнение фильтрующего материала при длительном фильтроцикле или после пусковых операций.

2.10.4. Сработал фильтрующий материал.

2.10.5. Поломка дренажной системы на одном из работающих фильтров.

2.11. Ввод аварийных ситуаций блоков №1,2.

2.11.1. Неплотности в конденсаторе турбины.

2.11.2. Загрязнение конденсата потоками, подаваемыми в конденсатор.

2.11.3. Вымывание солевых отложений на турбине при изменении нагрузки.

2.11.4. Наличие присосов в вакуумной части конденсатора, на всасе КЭН-1ст., КЭН-2 ст.

2.11.5. Пропуск части конденсата помимо БОУ.

2.11.6. Загрязнение потоков, составляющих питательную воду.

2.11.7. Неполная или некачественная очистка конденсата на БОУ.

2.11.8. Неудовлетворительная работа установки по дозированию аммиака в ПВ.

2.11.9. Неправильно подготовлен раствор аммиака (концентрация не соответствует нормативной).

2.11.10. Прекращение поступления силовой воды на эжектор кислорода.

2.11.11. Забито сопло эжектора.

2.11.12. Подсос охлаждающей воды в холодильнике пробы.

2.11.13. Наличие органических веществ в ПВ, поступающих с добавочной водой.

2.11.14. Истощение обменной емкости ионообменного материала (шихты) в ФСД на СООСГ.

2.11.15. Недоотмыт фильтр после включения.

2.12. Ввод аварийных ситуаций блока №3.

2.12.1. Нарушение плотности трубной системы конденсатора.

2.12.2. Присосы воздуха в вакуумной части тракта.

2.12.3. Нарушение режима дозирования аммиака.

2.12.4. Загрязнение основного конденсата окислами железа.

2.12.5. Нарушение режима деаэрации.

2.12.6. Нарушение режима дозирования фосфатов или едкого натра в рабочем растворе реагентов.

2.12.7. Изменение размера непрерывной продувки.

2.12.8. Резкое снижение нагрузки котла.

2.12.9. Повышение нагрузки сверх допустимой.

2.12.10. Повышение уровня воды в барабане выше допустимого.

2.12.11. Ухудшение качества насыщенного пара.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера ПГУ у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Полное наименование системы: «Тренажер оперативных переключений в электрической схеме тяговой подстанции 110/27,5/10 кВ».

Условное обозначение: «Тренажер тяговой подстанции 110/27,5/10 кВ».

Год выпуска: 2021 год.

Компьютерный тренажер по оперативным переключениям в схеме тяговой подстанции воспроизводит процессы, имеющие место на реальной подстанции. На основе всережимной математической модели процессов в электротехническом оборудовании моделируется работа тяговой подстанции, алгоритмов управления и защит, имитируется управление с операторской станции АСУ ТП. Тренажер является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала тяговой подстанции.

Основные задачи обучения, решаемые при использовании тренажера по оперативным переключениям, следующие:

• овладение навыками оперативной деятельности в нестационарных, аварийных и нормальных режимах, обеспечивающих наилучшие показатели работы всего оборудования и его сохранность. Формируемые при этом знания и навыки должны служить только задаче принятия наилучших оперативных решений при управлении оборудованием;
• поддержание у человека при всех условиях производственной деятельности высокой готовности к действию. Степень готовности к действию – важнейший показатель надежности человека как звена системы управления, так как она определяет эффективность и своевременность управления процессом в штатных ситуациях. Вместе с тем, наиболее сложной и ответственной функцией деятельности человека является управление оборудованием в случае резких изменений режимов, приводящих к аварийному состоянию. В этом случае человек-оператор должен принимать ответственные решения, как правило, в условиях неполной информированности, неопределенности и дефицита времени.

Тяговые подстанции электрифицированных железных дорог представляют собой электроустановки, предназначенные для комплексного электроснабжения (электрической тяги поездов), устройства для питания сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), нетяговых потребителей,  ж/д и нежелезнодорожных промышленных сельскохозяйственных потребителей (районные потребители).

В качестве объекта-прототипа моделируется тяговая отпаечная подстанция 110/27,5/10 кВ с управлением на базе установленной АСУ ТП фирмы «Siemens».

Подстанция питается от Целиноградской главной понизительной подстанции ЦГПП по двухцепной ЛЭП-110кВ «ЦГПП-Западная цепь левая» и «ЦГПП-Западная цепь правая». На ЦГПП установлены воздушные выключатели, оборудование АПВ.

По роду тока (система электрической тяги) ТП классифицируется как подстанция переменного тока 27,5 кВ.

По роли и назначению в электрической схеме питающей энергосистемы-  отпаечная.

По значению питающего напряжения — 10, 27,5, 110 кВ;

ОРУ-110 кВ представляет собой две системы шин, соединенных секционным выключателем.  Шины питаются от соответствующих ЛЭП 110 кВ и далее через силовые трансформаторы типа ТДНТЖ-40000кВА, которые понижают подводимое напряжение 110 кВ до 27,5 и 10 кВ, через распределительные устройства 27,5; 10 кВ проводится распределение электроэнергии по зонам питания тяговой сети, линии АБ (автобокировки) и районных потребителей.

Подстанция питает:

• 10 фидеров 27,5 кВ контактной сети (ФКС);
• 3 фидера 27,5 кВ ДПР (два провода рельса);
• 2 фидера 10 кВ АБ (СЦБ – сигнализация, централизация, блокировки);
• 6 фидеров 10 кВ для питания районных потребителей.

ОРУ-27,5 кВ состоит из двух систем шин с обходной. Первая и вторая СШ соединяются секционными разъединителями СР-1 и СР-2. 1 СШ включает ячейки с 1 по 12, 2СШ – с 13 по 23. Каждая система имеет вводную ячейку от трансформатора 110/27,5/10, отводящую ячейку ТСН, пять фидеров контактной сети, ТН и ячейки ДПР – две на 1СШ 27,5 кВ и одну на 2 СШ 27,5 кВ.

Линейные разъединители 27,5 кВ располагаются на ОРУ, а шинные выполнены в пределах ячейки 27,5 кВ вместе с соответствующими выключателями и расположены в блочно-модульном здании.

ОРУ-10 кВ представляет из себя две системы шин, объединяющихся через секционный выключатель. Каждая СШ имеет рабочий ввод от трансформатора 110/27,5/10 и отводящие рабочие и резервные фидеры 10 кВ в количестве 11 штук. В тренажере нагрузку каждого фидера можно изменить вручную в большую или меньшую сторону.

На подстанции проводилась модернизация оборудования ОРУ-110 кВ и 27,5, с заменой старого оборудования на оборудование нового поколения фирмы «Siemens».

В блочно-модульных зданиях (БМЗ) установлены распределительные ячейки со встроенным вакуумным выключателем и системой микропроцессорной защиты.

Состав тренажера:

В состав тренажера «Тяговой подстанции 110/27,5/10 кВ» входят:

1. Следующий графический материал:

1.1. Схема электрических соединений. Мнемосхема изображает оперативную электрическую схему тяговой подстанции и предусматривает возможность управления коммутационными аппаратами, мониторинга основных параметров и состояния переключающих устройств схемы.

Отражены все присоединения на шинах, выведены параметры частоты, напряжений на шинах, мощностей и токов по присоединенным линиям, через трансформаторы.

1.2. Мнемосхема ОРУ 110 является экранной копией схемы ОРУ-110 из управляющей АСУ ТП подстанции с таким же набором функций и топологией, как в реальности. Позволяет вызывать детальные экраны вводных и отходящих ячеек с возможностью управляющих воздействий в объеме использования дежурным персоналом, экраны управления РПН трансформаторов, переключаться между режимами управления электрооборудованием Местный/Удаленный, задавать температуру наружного воздуха, осуществлять переходы на экранные схемы ОРУ-27,5, ОРУ-10 кВ.

 Для производства операций с коммутационными аппаратами непосредственно на ОРУ предусматриваются кнопки перехода «МЩ», открывающие внешний вид устройства, его текущее состояние, а также местный шкаф управления данным устройством, выполненный по фотографиям с объекта, с оживленными переключателями и кнопками. Переключения по месту (на ОРУ) возможны при положении ключа выбора режима управления «Local». В случае выполнения переключений через операторскую систему управления (через АСУ ТП) ключ выбора режима должен находиться в положении «Remote».

Все графические элементы (выключатели 110 кВ, разъединители 110 кВ,  трансформаторы) изображены по фотографиям реальных объектов, установленных на подстанции.

Управление коммутационными аппаратами смоделировано таким образом, что их включение и отключение (разъединителей, заземляющих ножей) можно было бы осуществлять как с помощью АСУ, так и через местные щиты ячеек ОРУ.

1.3. Мнемосхема ОРУ-27,5 кВ. Повторяет экранную схему ОРУ-27,5 кВ управляющей АСУ ТП с реализацией функциональных возможностей в рамках использования обслуживающим персоналом подстанции.

Позволяет выполнять переходы на детальные экраны ячеек, отображающие их текущее состояние: цепи управления, сработавшие защиты и другие подробные характеристики ячеек. Существует возможность ввода команд на включение, отключение, блокировку коммутационного аппарата как из интерфейса АСУ ТП, так и по месту через кнопку «МЩ».

Внешний вид ячеек в тренажере соответствует реальному и исполнен по фотографиям с объекта. Управление переключающими устройствами, изменение положения тележки в ячейке, взвод пружины выключателя, срабатывание аварийной и предупредительной сигнализации и другие операции в ячейке моделируются как в реальности, соответственно текущему положению, а модель тренажера адекватно рассчитывает все параметры схемы исходя из созданного режима.  

Кроме того, имеется возможность изменения нагрузки на отходящих фидерах, что позволяет моделировать и настраивать режимы энергопотребления на ТП.

1.4. Мнемосхема КРУН-10 кВ является копией экрана 10 кВ операторской среды АСУ, повторяет ее топологическую и функциональную структуру. Управление и представление переключающих устройств и сигнализации соответствует имеющимся в жизни, выполненным по фотографиям реальных ячеек, а также дублируется через управляющий интерфейс АСУ ТП.

Так же, как и в системе АСУ ТП, выполняются переходы на детальные экраны ячее КРУ-10 кВ, отображающие их текущее состояние: цепи управления, сработавшие защиты и другие подробные характеристики ячеек. Существует возможность ввода команд на включение, отключение, блокировку коммутационного аппарата как из интерфейса АСУ ТП, так и по месту через кнопку «МЩ».

Математическая модель при этом рассчитывает любые состояния электрической схемы и соответствующим образом реагирует на все переключающие воздействия эксплуатирующего персонала, в том числе и несанкционированные.

Это позволяет не только проводить тренировки по бланкам переключений и другим номинальным операциям, но и использовать тренажер в качестве исследовательского средства для прогнозирования развития аварий и других нештатных ситуаций.

1.5. Трансформаторы Т-1, Т-2.

Управление трансформаторами в тренажере осуществляется через АСУ ТП и выполнено аналогично реальному. Регулирование напряжения производится путем вызова соответствующего интерактивного окна, изменяющего значение коэффициента трансформации в ту или иную сторону. Показатели работы трансформаторов такие, как температура,  давление и уровень масла в маслобаке, целостность изолирующих устройств проверяются по месту на ОРУ.

1.4. Мнемосхема линейных выключателей.

Мнемосхема отражает состояние питающих линий 110 кВ тяговой подстанции с указанием значений основных параметров по ЛЭП-110 (активная и реактивная мощности, напряжение, ток) с индикацией положения  выключателей линий как со стороны тяговой подстанции, так и со стороны главной понизительной подстанции (ЦГПП). При возникновении аварии (короткого замыкания) на линии защита будет оказывать действие на оба выключателя.

1.7. Защиты и сигнализация 110, 27,5, 10 кВ.

Релейные защиты и блокировки, АВР элементов электрической схемы в тренажере выполнены по инструкциям, картам уставок защит и блокировок с подстанции. Моделируются защиты трансформаторов Т1, Т2, ТСН-1, ТСН-2, ТС-1, ТС-2; ЛЭП 110 кВ, фидеров 27,5 и 10 кВ, защиты шин, УРОВ 110, 27,5, 10 кВ.

Выполнены блокировки управления (снятие и включение всех блокировок), блокировки ячеек 10, 27,5 кВ, блокировки выключателей, разъединителей 110 кВ, АВР секционных выключателей и др.

При срабатывании любой из защит включается свето-звуковая сигнализация, отключается соответствующее электрооборудование, в панелях (ячейках) отключенного защитой оборудования, срабатывают соответствующие блинкеры, а в системах сигнализации и сбора событий фиксируются все аварийные сообщения, по которым можно проанализировать и установить причину произошедшей аварии или отключения. 

Квитирование действующих и ушедших сообщений происходит нажатием соответствующих кнопок.

1.8. Средства для ведения телефонных переговоров.

1.9. Средства для проведения обходов, осмотров оборудования.

1.10. Средства по технике безопасности.

1.11. Средства индивидуальной защиты.

2. Всережимная математическая модель электрической схемы станции.
3. Модель защит, блокировок, сигнализаций и автоматики.
4. Модель АСУ ТП «Siemens».
5. Модели электрооборудования 110, 27,5, 10 кВ.
6. Развитая конфигурация сети.
7. Пульт инструктора.
8. Комплект аварийных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
9. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой.
10. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния, откат режима.
11. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
12. Система поддержки оператора.
13. Простота запуска и выключения тренажера.
14. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера на одном компьютере.

Математическое описание тренажера.

В состав тренажера входят математические модели:

• электрической цепи;
• трансформаторов;
• коммутационных аппаратов;
• средств РЗА.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжений, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В состав математического описания тренажера входят следующие подсистемы:

1. ОРУ-110 кВ.
2. ОРУ-27,5 кВ.
3. КРУ-10 кВ.
4. Трансформатор Т-1.
5. Трансформатор Т-2.
6. Трансформатор ТСН-1.
7. Трансформатор ТСН-2.
8. Релейные защиты.
9. Сигнализация.

Учебно-методическое обеспечение тренажерного комплекса.

Модели сценариев тренировок.

Набор сценариев тренировок представляет собой дополнительные программы, позволяющие обучать персонал по бланкам переключений, а также по основным операциям в управлении оборудованием (вывод в ремонт, ввод в работу и т.д.)

Модель сценария – это программное пошаговое описание набора необходимых действий оператора в определенной последовательности для выполнения тренировочного задания по сценарию. В процессе прохождения задания модель отслеживает и фиксирует выполняемые оператором действия по пунктам из бланка переключений или задания. В случае правильного выполнения всех описанных в бланке шагов в заданной последовательности и достижения требуемого состояния оборудования, модель сценария заканчивает свою работу и выдает сообщение об успешном прохождении тренировочного задания.

На данный момент в тренажере имеется 28 автоматизированных сценариев, охватывающих весь спектр электротехнического оборудования тчговой подстанции и представленных в виде бланков. При выполнении каждого шага по бланку оператор должен проставить галочку, также как и при выполнении реальных переключений  и затем перейти к следующему шагу.

1. Вывод в ремонт трансформатора ТП-1.
2. Включение в работу трансформатора ТП-1.
3. Вывод в ремонт 1 секции шин 110 кВ.
4. Включение в работу 1 секции шин 110 кВ.
5. Вывод в ремонт ТСН-1 без перерыва питания.
6. Включение в работу ТСН-1 без перерыва питания.
7. Вывод в ремонт ВВ АБ-1 10 кВ.
8. Включение в работу ВВ АБ-1 10 кВ.
9. Вывод в ремонт ВВ ТС-1 БМЗ-СЦБ без перерыва питания на линии АБ-1.
10. Включение в работу ВВ ТС-1 БМЗ-СЦБ без перерыва питания на линии АБ-1.
11. Вывод в ремонт 1 секции шин БМЗ-27,5 кВ.
12. Включение в работу 1 секции шин БМЗ-27,5 кВ.
13. Вывод в ремонт 1 секции шин БМЗ-27,5 кВ и ОРУ-27,5 кВ с заземлением отходящей линии.
14. Включение в работу 1 секции шин БМЗ-27,5 кВ и ОРУ-27,5 кВ.
15. Вывод  в ремонт ВВ ввода 27,5 кВ ТП-1.
16. Включение в работу ВВ ввода 27,5 кВ ТП-1.
17. Вывод в ремонт ВВ ФКС 27,5 кВ с перерывом питания.
18. Включение в работу ВВ ФКС 27,5 кВ с перерывом питания.
19. Вывод в ремонт ВВ ДПР-1.
20. Включение в работу ВВ ДПР-1.
21. Вывод в ремонт ТН-27,5 кВ 1 секции шин.
22. Включение в работу ТН-27,5 кВ 1 секции шин.
23. Вывод в ремонт ВВ фидера 10 кВ.
24. Включение в работу ВВ фидера 10 кВ.
25. Вывод в ремонт ВВ ввода 10 кВ ТП-1 (при условии работы обеих секций раздельно от каждого ввода).
26. Включение в работу ВВ ввода 10 кВ ТП-1 (при условии работы обеих секций раздельно от каждого ввода).
27. Вывод в ремонт 1 секции шин 10 кВ (при включенном СВВ).
28. Включение в работу 1 секции шин 10 кВ (при включенном СВВ).

Кроме базовых сценариев тренировок, тренажер позволяет организовывать тренинг оперативного персонала по типовым бланкам переключений, не вошедшим в вышеуказанный перечень. Такая возможность достигается благодаря наличию в тренажере контролирующей программы, отслеживающей ошибочные действия и оценивающей степень серьезности совершенного нарушения.

В данном случае по количеству штрафных баллов в протоколе контроля, а также при помощи протоколов действий оператора, аварийных сообщений, действий автоматики, произошедших за время тренировки, инструктор самостоятельно оценивает качество прохождения задания.

По данной схеме обучения инструктор может формировать любые задания на тренировку, даже не обращаясь к бланкам переключений (в том числе операции с гидромеханическим оборудованием)

Модель вводных.

Модель вводных – это математическое описание различного рода внешних возмущений, производимых с пульта инструктора. К ним относятся отказы в работе электротехнического оборудования – выключателей, повреждения на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторах, отказы в действии защит и др. Для работы с  вводными предусмотрены специальные управляющие окна, в которых инструктор по своему усмотрению задает различные нештатные ситуации, позволяющие подготавливать персонал электростанции к парирующим действиям.

Данная функция тренажера позволяет формировать противоаварийные сценарии тренировок, с последующим анализом действий обучаемого.

В тренажер включен стандартный набор аварийных ситуаций, выполненный в виде таблицы вводных, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям:

• короткие замыкания, в том числе однофазные и межфазные, на всех линиях 110, 27,5, 10 кВ, шинах, трансформаторах;
• отказы в работе любых коммутационных аппаратов, защит, блокировок.

Контролирующая программа.

Работает в течение всего процесса тренировки и фиксирует ошибки, произведенные оператором за время работы на тренажере. Происходит начисление штрафных баллов при отклонении значений текущих параметров от допустимых с учетом правильного (или неправильного) выполнения определенных операций. Количество начисленных баллов зависит от характера и весомости нарушения.

Все возможные нарушения заносятся в список нарушений. В данном списке указаны критерии нарушений, количество штрафных баллов по каждому критерию и время задержки наложения штрафа. То есть, для некоторых нарушений предоставляется определенное количество времени на их устранение.

Регистрация произведенных оператором ошибок, в результате работы контролирующей программы, происходит в протоколе контроля с указанием момента времени совершения нарушения и количеством начисленных за него штрафных баллов.

Протоколы.

Программа тренажера формирует следующие протоколы:

• контроля;
• действий оператора;
• аварийных сообщений;
• действий автоматики;
• действия защит;
• первопричины защит.

Каждое событие, совершенное при работе оператора на тренажере, фиксируется по времени и заносится в соответствующий протокол.

Это позволяет инструктору следить за процессом обучения, анализировать причины ошибок оператора и давать соответствующие наставления и рекомендации.

 

 

 

Инструкции.

В тренажере имеется архив технической документации, используемой на подстанции, по работе систем электрической схемы. Это инструкции по эксплуатации, оперативные схемы, карты защит и т.п., обращение к которым производится нажатием одной клавиши. При необходимости получения справочной информации оператор в любой момент может обратиться к этому архиву. Исключение составляет экзаменационный режим, в котором отключаются все подсказки.

Установка тренажера

Установка тренажера может быть произведена на компьютеры удовлетворяющие минимальным техническим требованиям:

• Операционная система Microsoft Windows 11/10/8/7/Vista/XP.
• процессор с частотой не мене 2ГГц;
• оперативная память емкостью не менее 4Гб;
• свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
• видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
• монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства работы с тренажером рекомендуется использовать два или более мониторов;
• звуковая карта и колонки;
• клавиатура, мышь;
• сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера).

Для работы сетевой версии тренажера необходимо минимум два компьютера соединенных в сеть пропускной способностью не менее 100Мбит/с.

Для печати протоколов, графиков, заданий к тренажеру и документации рекомендуется использовать цветной лазерный принтер.

Процедуры при первоначальной установке тренажера:

1. Установка и настройка сервера баз данных MySQL (строго по Инструкции)
2. Установка программного обеспечения тренажера
3. Первоначальный запуск и регистрация тренажера ПГУ у разработчика (отправка и получение активационного кода)

Эксплуатация и обслуживание тренажера

При возникновении неисправностей в ходе эксплуатации ПО, рекомендуется сделать следующее:

1. Перезагрузить компьютер. Перезагрузите компьютер и попробуйте запустить тренажер. Если все получилось, то скорее всего это был временный сбой вызванный зависанием программы в памяти компьютера. Если перезагрузка не помогла, то скорее всего повреждена база данных.
2. Поэтому придется восстановить базу данных. Для этого необходимо выполнить от имени администратора команду:

«c:\Program Files (x86)\MySQL\MySQL Server 5.1\bin\mysqlcheck» -u root —password=ХХХХ —auto-repair —check —optimize —all-databases

Вместо XXXX — вставить пароль из инструкции по установке MySQL для тренажера.

Имя каталога должно совпадать с именем каталога в котором у Вас установлен сервер MySQL.

Если восстановить базу данных не получилось, то придется:

3. Переустановить тренажер из имеющегося дистрибутива. Желательно не удалять предыдущую версию тренажера и каталог куда она была установлена — в противном случае придется заново производить активацию тренажера.

Процедуры установки обновленных версий тренажера:

1. Установка обновленных версий программного обеспечения тренажера

Первоначальная установка тренажера производится специалистами АО «ТЭСТ» или системным администратором по выдаваемой инструкции. Дальнейшая установка обновленных версий может производиться  самостоятельно конечными пользователем или системным администратором пользователя тренажера.

Эксплуатация ПО

Вся информация необходимая для эксплуатации тренажера поставляется вместе с тренажером в виде PDF файлов.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер по оперативным переключениям Кармановской ГРЭС». 

Условное обозначение: «Тренажер Кармановской ГРЭС».

Год выпуска: 2023 год.

ВВЕДЕНИЕ.

Тренажер по оперативным переключениям Кармановской ГРЭС предназначен для подготовки, переподготовки и повышения квалификации оперативного и обслуживающего персонала Кармановской ГРЭС, позволяет формировать и поддерживать на высоком уровне навыки оперативного персонала при производстве переключений в электроустановках станции в нормальном и аварийном режимах работы.

Современный электроэнергетический IT-тренажер, разработанный по принципам современных информационных технологий, соответствующий нормативам (СО153-34.0-12.305-99, СТУ 115.-15-2003), а также российским и международным стандартам качества удовлетворяет следующим требованиям.

IT-тренажер, как система, разделяется на пять основных подсистем:

• средства обучения оперативного персонала;
• средства контроля и анализа процесса обучения;
• средства поддержки обучаемых и инструктора;
• модель энергообъекта;
• служебные средства.

В тренажере, разработанном на базе современных IT-технологий, реализуется искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта.

Уникальность тренажера заключается не только в применении современных информационных технологий, направленных на усовершенствование программного обеспечения, но и в методике разработки математической модели тренажера, а также организации тренажерной подготовки при обучении кадрового ресурса электростанции.

При проведении обучения и тренировок оперативного персонала тренажер по оперативным переключениям Кармановской ГРЭС выполняет следующие основные задачи:

• отображение рабочих мест, тренирующихся с максимальным приближением к реальным рабочим местам;
• отображение моделируемого оборудования;
• имитация работы электрической схемы ГРЭС (включая ЛЭП), устройств РЗА в любых возможных режимах, в том числе аварийных;
• проведение основных операций оперативного персонала при выполнении работ на работающем и остановленном оборудовании;
• производство на тренажере оперативных переключений в электроустановках, устройствах РЗА в нормальном режиме работы станции и при ликвидации аварий, связанных с технологическими нарушениями, в том числе с изменением режима работы станции;
• протоколирование действий оператора, совершенных им ошибок, сообщений аварийной и предупредительной сигнализации, действия защит, блокировок и автоматики.
• возможность работы по диспетчерскому графику.
• создание любых произвольных режимов работы главной электрической схемы с адекватной ответной реакцией поведения объекта, сохранение режимов, возврат режима в любую промежуточную точку.

Тренажер по оперативным переключениям в электрической схеме КГРЭС служит достижению основных целей подготовки персонала:

• выработке у тренируемых умения оценивать оперативную ситуацию;
• формированию у тренируемого умения находить правильную последовательность операций для решения любых заданий по изменению режима работы оборудования;
• поддержанию профессионального уровня;
• подготовке и проведению сложных переключений в электроустановках;
• проведению соревнований оперативного персонала ГРЭС;
• проведению тренировок в штатных и нештатных режимах;
• моделированию реальных происшествий на ГРЭС, их анализ, исключение ошибок в выполнении последовательности операций тренируемыми для решения задач по переключению в электроустановках и управлении оборудованием.

 

В состав моделируемого оборудования тренажера входят:

‒      Шесть генераторов:

• четыре генератора ТВВ-320 мощностью по 300 МВт;
• два генератора ТВВ-350 мощностью по 350 МВт;

‒      Центральный щит управления с колонками синхронизации;

‒      Шесть блочных щитов управления генераторами с панелями синхронизации;

‒      Шесть релейных щитов генераторов РЩ-ТГ-1÷6;

‒      Щиты возбуждения генераторов ТГ-1÷6;

‒      Панели СН блока ТГ-1÷6;

‒      Релейный щит ОРУ;

‒      Открытое распредустройство 500 кВ;

‒      Открытое распредустройство 110 кВ;

‒      Распредустройство 35 кВ;

‒      Генераторные РУ-20 кВ;

‒      Комплектное распредустройство КРУ 6 кВ;

‒      Распредустройство собственных нужд 0,4 кВ;

‒      Два автотрансформатора 1АТ, 2АТ;

‒      Блочные трансформаторы, ТСН;

‒      АСУ ТП;

‒      Автоматика, блокировки, сигнализация силового и коммутационного оборудования;

‒      Местное и дистанционное управление;

‒      Ячейки КРУ, выключатели, разъединители, ТН,

‒      Сборки питания, шкафы управления и др.

1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА-ПРОТОТИПА.

Кармановская ГРЭС – самая мощная тепловая электростанция в Башкирии, расположенная в с. Энергетик (городской округ Нефтекамск) на реке Буй. Была спроектирована и построена с целью использования в качестве топлива местной высокосернистой нефти. В дальнейшем все котлоагрегаты были переведены на сжигание газа. В настоящее время электрическая мощность электростанции составляет 1856,2 МВт.

В составе электростанции шесть блоков с генераторами ТВВ-320-2 и ТВВ-350-2 производства Ленинградского объединения «Электросила» напряжением 20 тыс. вольт, ток статора – 10,2 тыс. ампер, с водяным охлаждением обмотки статора, водородным охлаждением ротора и статора, системой высокочастотного машинного возбуждения.

Блочные силовые трансформаторы изготовлены на Запорожском трансформаторном заводе, напряжением на высшей стороне соответственно 110 и 500 тыс. вольт. Это одни из первых трехфазных трансформаторов на 500 кВ.

Автотрансформаторы связи ОРУ 110 — 500 кВ 1АТ и 2АТ.

ОРУ 110 имеет одиннадцать линий связи с энергосистемой, ОРУ-500 кВ – три.

Генераторы выдают электроэнергию на напряжении 20 кВ.

С трансформаторов электроэнергия передаётся на открытые распределительные устройства (ОРУ) напряжением 500 кВ  и 110 кВ, откуда затем выдаётся в энергосистему по линиям электропередачи.

Для связи между шинами открытых распределительных устройств 110 и 500 кВ смонтированы два автотрансформатора связи. 

В состав главной электрической схемы ГРЭС входят ОРУ 500 кВ, ОРУ 110 кВ, РУ-35 кВ, ГРУ-20 кВ, КРУ-6 кВ, РУ-0,4 кВ, а также автотрансформаторы 1АТ, 2 АТ, блочные трансформаторы, трансформаторы резервного питания 20Т, 30Т.

ОРУ 110 кВ разделено на 2 секции, каждая из которых представляет собой сборную систему шин, выполненных по схеме две СШ с обходной ОСШ. К первой секции присоединяется  шесть ВЛ-110 кВ, блочный трансформатор 1ГТ и автотрансформатор АТ-1. Ко второй – блочный трансформатор 1ГТ, трансформатор резервного питания 20Т, пять ВЛ-110 кВ и автотрансформатор АТ-2.

Для связи первой и второй систем шин ОРУ 110 кВ имеется шиносоединительный выключатель ШСВ-110.

Автотрансформаторы 1АТ и 2АТ применяются для связи между ОРУ-500 кВ и ОРУ-110 соответственно.

ОРУ 500 кВ состоит из двух систем шин и выполнено по полуторной схеме (две системы шин и три выключателя на две цепи) и питается через пять блочных трансформаторов от генераторов ТГ-2 ÷ ТГ-6 без генераторных выключателей. Передача мощности потребителям происходит по трем воздушным линиям электропередачи ВЛ-500 кВ.

Для энергоснабжения собственных нужд предусмотрено КРУ-6 кВ, секции которого 1РА-6РА, 1РБ-6РБ питаются соответственно от трансформаторов собственных нужд 21Т – 26Т, подключенных к главным выводам генераторов, напряжением 20/6 кВ.

Рабочими являются трансформаторы СН блоков 41ТА ÷ 46ТА, 41ТБ ÷ 46ТБ напряжением 6/0,4 кВ.

Каждый из двух трансформаторов СН блока питает две секции 0,4 кВ НА, НВ и НБ, НГ соответственно. РУСН-0,4 кВ НА, НБ разделены секционными автоматами на две полусекции. От одной полусекции питается особо ответственная нагрузка. Ввод от трансформаторовров на секции 0,4 кВ осуществляется через автоматы рабочих вводов.

Резервное питание электрической схемы Кармановской ГРЭС осуществляется через трансформаторы 20Т и 30Т мощностью 32 МВА.

  

2. СОСТАВ ТРЕНАЖЕРА.

2.1.      Модель объекта и режимы работы.

В состав тренажера входят математические модели:

—    генераторов;

—    электрической цепи;

—    трансформаторов;

—    коммутационных аппаратов;

—    устройств РЗА.

Основными составляющими тренажёра являются математические модели генератора, системы возбуждения, электрической цепи, средств РЗА, трансформаторов, коммутационных аппаратов, электродвигателей и упрощённая модель энергосистемы при работе на длинную линию.

Математические модели электрооборудования главной электрической схемы Кармановской ГРЭС состоят из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов.

Модели генераторов реализованы на основе системы уравнений Парка-Горева и описывают работу генераторов в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжения, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В общем, математическая модель данного объекта, а именно модель главной электрической схемы (ГЭСх) электростанции с полным комплексом электротехнического оборудования воспроизводит все режимы работы оборудования при любых переключениях в электрической схеме, при выработке мощности, синхронизации и отключении генераторов от сети, вводах-выводах в работу генераторов, трансформаторов, ЛЭП, систем шин, выключателей, защит, блокировок и т.п., а также в аварийных режимах, задаваемых с пульта инструктора. Такими режимами могут быть короткие замыкания на линиях, шинах, в трансформаторах, на генераторе, присоединениях, отказы в работе электротехнического оборудования.

2.2.      Модель системы управления.

В Компьютерном тренажере оперативных переключений, соответствующем главной электрической схеме Кармановской ГРЭС полномасштабно моделируются   все технологические зоны, обслуживаемые персоналом электрического цеха ГРЭС.

Оперативная диспетчерская схема центрального щита управления выполнена в соответствии с оригиналом и является средством отображения и контроля за состоянием режима работы основного электротехнического оборудования электростанции, общей выработки мощности и потребления.     

Мнемосхемы ОРУ, РУ, КРУ выполнены по оперативным схемам и позволяют проводить переключения всех коммутационных аппаратов, как в дистанционном режиме, так и при местном управлении.

Модель системы управления тренажера позволяет взаимодействовать с объектами главной электрической схемы станции, контролировать текущее состояние параметров и оборудования, срабатывание защит, блокировок и сигнализации. Управляющее оборудование в тренажере выполнено по фотографиям с объекта, оживлено и смоделировано в таком же представлении, как и в реальности на Кармановской ГРЭС, привычном и узнаваемом для персонала.

Согласно Техническому проекту, в интерфейсе тренажера реализованы следующие зоны управления КГРЭС: ЦЩУ, БЩУ, ОРУ, РУ, КРУ, РЩ ОРУ, щиты возбуждения, щиты управления СН, релейные щиты генераторов, трансформаторов, местные шкафы управления выключателями, разъединителями, высоковольтные коммутационные аппараты, ячейки КРУ, панели синхронизации и многое другое.

Интерфейсные управляющие и информационные окна тренажера представляют собой отображение и текущее состояние всех элементов электрической схемы, управляются понятным и доступным для любого уровня компьютерной подготовки оператора щелчком мыши или с помощью активных областей перехода.

Для выполнения некоторых обязательных действий, таких как, осмотр, визуальная проверка включенного или отключенного состояния разъединителя, заземляющих ножей, состояния выключателей, ввод-вывод защит, управление  с местных щитов управления и т.д., а также для соответствия возможных действий оперативного персонала реальным, в тренажере предусмотрены дополнительные функции. 

Например, управление коммутационными аппаратами смоделировано таким образом, что их включение и отключение (разъединителей, заземляющих ножей) можно было бы осуществлять как дистанционно, так и через местные щиты на ОРУ. Для этого предусмотрены кнопки переключения режима управления с местного на дистанционный и обратно. То есть, для выполнения операций на ОРУ, необходимо переключить управление на местное и вызовом на мнемосхеме соответствующего значка коммутационного аппарата открыть его интерактивное изображение с присутствующим здесь же шкафом управления. 

В состав мнемосхем тренажера введены дополнительные управляющие динамические схемы с набором оборудования блочных и релейных щитов управления, панелей ЦЩУ, выключателей с другой стороны воздушных линий электропередач и иного оборудования, необходимого для выполнения операций по бланкам переключений и расширения зоны обслуживания оборудования ГРЭС.

Панели и шкафы управления генераторами, РЗиА, ЦЩУ, РЩ ОРУ, сборок питания, ячеек КРУ выполнены по фотографиям и имеют управляющие элементы (ключи, кнопки, автоматы) такие же, что и в реальности.

При вызове с экрана любого управляющего элемента появляется соответствующее диалоговое окно с изображением реальной панели управления, функционал которой соответствует прототипу и отражает ее текущее состояние в общей схеме.

Кроме управляющих элементов на мнемосхемы тренажера выведены динамические параметры схем: напряжения на шинах, ВЛ, трансформаторах, токи по линиям, активные и реактивные мощности, параметры генераторного оборудования. Показания этих параметров зависят от состояния электрической схемы и режима работы ГЭСх и адекватно реагируют на любые воздействия при их изменении. В случае выхода параметров за верхние или нижние границы – срабатывает предупредительная или аварийная сигнализация с возможным аварийным отключением.

Одна из основных функций в модели системы управления тренажера, не входящая в общую систему управления, – это ведение телефонных переговоров с диспетчером. В случае необходимости переключений в схеме, оператор обязан по телефону связаться с диспетчером для получения разрешения на предстоящие операции или для отчета о произведенных переключениях. Проведение телефонных переговоров выполнено в форме диалога, то есть на каждое свое обращение оператор получает ответ и указания о дальнейших действиях.

При обслуживании электрооборудования важное место занимают технические меры по обеспечению техники безопасности. Имеются ввиду переключения на электрооборудовании, выполнение мер, препятствующих ошибочному или самопроизвольному включению коммутационных аппаратов, установка защитного заземления, вывешивание плакатов по ТБ, использование средств индивидуальной защиты.

Вывешивание плакатов на переключаемом электрооборудовании – одно из основных требований, обеспечивающих безопасность людей при работе на электроустановках, также реализовано в тренажере. При работе по сценариям по выводу установки в ремонт или проведении противоаварийных тренировок контролирующая программа тренажера фиксирует каждый вывешенный плакат и его соответствие месту. За неправильные действия по таким операциям будут начислены штрафные баллы.

Указатели высокого напряжения по уровням напряжения выполнены для определения наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и линиях электропередач. Созданы визуально идентичными реальным, имеют сигнальную лампу и находятся в составе электроинструментов тренажера. При проверке напряжения кроме сигнальной лампы тренажер выдает дополнительное сообщение об отсутствии или наличии напряжения на проверяемом участке токопровода.

2.3.      Модель системы защит.

Модель системы защит включает следующие модели:

—    защиты генераторов;

—    защиты трансформаторов;

—    защиты линий;

—    защиты шин.

Модель системы защит воспроизводит работу защит оборудования в аварийных ситуациях и при повреждениях оборудования на электростанции. Реализация модели защит проводилась на основе технической документации, предоставленной Кармановской ГРЭС и в достаточной мере точно имитирует их работу.

Управление электрическими защитами в тренажере производится из шкафов резервных и основных защит, расположенных на релейных щитах, выполнено по фотографиям шкафов РЩ и максимально приближено к реальному. Панели защит имеют идентификационные номера такие же, как их маркировка на электростанции и вызываются с мнемосхем релейного зала тренажера или БЩУ путем нажатия на пиктограмму соответствующей панели. В момент срабатывания защиты мигает сигнал желтого или красного цвета совместно со звуковой сигнализацией. Сигналы, ключи, переключатели и кнопки в шкафах защит отрабатывают аналогично реальным. Отображение информации по защитам и другим системам тренажера повторяет интерфейс АСУ ТП объекта и дает возможность проводить обучение персонала в условиях, приближенным к рабочим.

2.4.      Модель блокировок.

Реализована модель блокировок, имеющихся на электростанции. Сюда входят блокировки основного и вспомогательного оборудования генераторов, разъединителей и выключателей, заземляющих ножей главной электрической схемы и СН. Информация о действующей блокировке коммутационного аппарата находится в управляющем окне данного аппарата и содержит информацию об условиях ее действия.

2.5.      Модель аварийной и предупредительной сигнализации.

В тренажере срабатывание аварийной и предупредительной сигнализаций отображается в отдельном специальном окне в виде табло. Каждая строка этого табло – одно сигнализационное сообщение с соответствующими характеристиками: наименованием, временем срабатывания, указанием объекта срабатывания и устройства срабатывания. Кроме того, сработавшая сигнализация фиксируется в протоколе аварийных сообщений и записывается в отдельный файл.

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА.

3.1.      Модели сценариев тренировок.

Набор сценариев тренировок представляет собой дополнительные программы, представляющие собой готовые решения для индивидуальной самостоятельной подготовки, экзаменации и тестирования персонала, а также в любых других формах обучения, позволяющие тренировать персонал по типовым бланкам переключений на электрооборудовании ГРЭС.

Модель сценария – это программное пошаговое описание набора необходимых действий оператора в определенной последовательности для выполнения тренировочного задания по сценарию, которое в отдельных непринципиальных случаях может выполняться с некоторыми допущениями. В процессе прохождения задания модель отслеживает и фиксирует выполняемые оператором действия по пунктам из бланка переключений или задания. В случае правильного выполнения всех описанных в бланке шагов в заданной последовательности и достижения требуемого состояния оборудования, модель сценария заканчивает свою работу и выдает сообщение об успешном прохождении тренировочного задания.

На данный момент в тренажере имеется 31 автоматизированный сценарий, охватывающий основной спектр возможных переключений в электрооборудовании КГРЭС и представленный в виде типовых бланков переключений. При выполнении каждой операции по бланку оператор должен проставить галочку в бланке, также как и в жизни при производстве реальных переключений и затем перейти к следующему шагу.

Состав автоматизированных сценариев тренировок тренажера.

1. Вывод из работы блока 1ГТ
2. Ввод в работу блока 1ГТ
3. Вывод из работы блока 3ГТ
4. Ввод в работу блока 3ГТ
5. Вывод в ремонт автотрансформатора 1АТ
6. Ввод в работу автотрансформатора 1АТ
7. Вывод в ремонт трансформатора собственных нужд (20Т)
8. Ввод в работу трансформатора собственных нужд (20Т)
9. Вывод в ремонт ВЛ-110 кВ Закамская-Карманово I цепь с отпайками
10. Ввод в работу ВЛ-110 кВ Закамская-Карманово I цепь с отпайками
11. Вывод в ремонт ВЛ 500кВ Воткинская ГЭС — Кармановская ГРЭС
12. Ввод в работу ВЛ 500кВ Воткинская ГЭС — Кармановская ГРЭС
13. Вывод в ремонт выключателя ВЭ-110 кВ Арлан-2 с заменой на ОВ
14. Ввод в работу выключателя ВЭ-110 кВ Арлан-2
15. Вывод в ремонт выключателя 16В 500 кВ
16. Ввод в работу выключателя 16 В 500 кВ
17. Вывод в ремонт выключателя 17В 500 кВ
18. Ввод в работу выключателя 17В 500 кВ
19. Вывод из работы 2СШ 110 кВ
20. Ввод в работу 2 СШ 110 кВ
21. Вывод из работы 1 СШ 500 кВ
22. Ввод в работу 1 СШ 500 кВ
23. Вывод из работы 2 СШ 500 кВ
24. Ввод в работу 2 СШ 500 кВ
25. Вывод в ремонт ТН-110кВ 1СШ НКФ-1СИ
26. Ввод в работу ТН-110кВ 1СШ НКФ-1СИ
27. Вывод в ремонт секции 6 кВ 3РА
28. Ввод в работу секции 6 кВ 3РА
29. Вывод в ремонт трансформатора собственных нужд (30Т)
30. Ввод в работу трансформатора собственных нужд (30Т)
31. Ввод в работу ВЛ-110 кВ Арлан-1 на 1СШ -110 кВ

Благодаря наличию всережимной математической модели тренажер позволяет составлять любые сценарии тренировок из любых начальных состояний оборудования с адекватной реакцией объекта.

3.2.      Модель вводных.

Модель вводных – это математическое описание различного рода внешних возмущений, производимых с пульта инструктора. К ним относятся отказы в работе электротехнического оборудования – выключателей, повреждения на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторах, отказы в действии защит и др. Для работы с вводными предусмотрены специальные управляющие интерфейсные окна, в которых инструктор по своему усмотрению задает различные нештатные ситуации, позволяющие подготавливать персонал электростанции к парирующим действиям.

Эта функция тренажера позволяет формировать противоаварийные сценарии тренировок, с последующим анализом действий обучаемого.  

Перечень аварийных ситуаций в составе тренажера:

Короткое замыкание на выводах трансформаторов:

—         Трансформатор 1АТ;

—         Трансформатор 2АТ;

—         Трансформатор 1ГТ;

—         Трансформатор 2 ГТ;

—         Трансформатор 3 ГТ;

—         Трансформатор 4 ГТ;

—         Трансформатор 5 ГТ;

—         Трансформатор 6 ГТ;

—         Трансформатор 20Т;

—         Трансформатор 30Т;

—         Трансформатор 21Т;

—         Трансформатор 22Т;

—         Трансформатор 23Т;

—         Трансформатор 24Т;

—         Трансформатор 25Т;

—         Трансформатор 26Т.

Короткое замыкание на выводах генераторов:

—         Генератор ТГ-1;

—         Генератор ТГ-2;

—         Генератор ТГ-3;

—         Генератор ТГ-4;

—         Генератор ТГ-5;

—         Генератор ТГ-6.

Короткое замыкание на шинах:

—         1 СШ-500 кВ;

—         2 СШ-500 кВ;

—         1 СШ 110 кВ;

—         2 СШ 110 кВ;

—         РУ 35 кВ;

—         КРУ 6 кВ 1РА;

—         КРУ 6 кВ 1РБ;

—         КРУ 6 кВ 2РА;

—         КРУ 6 кВ 2РБ;

—         КРУ 6 кВ 3РА;

—         КРУ 6 кВ 3РБ;

—         КРУ 6 кВ 4РА;

—         КРУ 6 кВ 4РБ;

—         КРУ 6 кВ 5РА;

—         КРУ 6 кВ 5РБ;

—         КРУ 6 кВ 6РА;

—         КРУ 6 кВ 6РБ.

Короткое замыкание на воздушной линии:

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Янаул I цепь с отпайкой на ПС Строительная (Янаул-1);

—       ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Янаул II цепь с отпайками (Янаул-2);

—       ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Янаул № 3 с отпайкой на ПС Байгузино (Янаул-3);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Редькино I цепь с отпайкой (Редькино-1);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Редькино II цепь с отпайками (Редькино-2);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Автозавод I цепь с отпайками (Автозавод-1);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Автозавод II цепь с отпайкой на ПС Раздолье (Автозавод-2);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Арлан I цепь с отпайками (Арлан-1);

—        ВЛ 110 кВ Кармановская ГРЭС – Арлан II цепь с отпайками (Арлан-2);

—        ВЛ 110 кВ Закамская – Кармановская ГРЭС II цепь с отпайками (Закамская-2);

—        ВЛ 110 кВ Закамская – Кармановская ГРЭС I цепь с отпайками (Закамская-1);

—        ВЛ 500 кВ Кармановская ГРЭС – Буйская;

—        ВЛ 500 кВ Кармановская ГРЭС – Удмуртская;

—        ВЛ 500 кВ Воткинская ГЭС – Кармановская ГРЭС.

Отказ в работе выключателей (аварийные ситуации шт.), действия УРОВ:

—         Выключатели ОРУ-500 кВ (15 шт.);

—         Выключатели ОРУ-110 кВ (18 шт.);

—         Выключатели РУ-35 кВ (1 шт.);

—         Выключатели и выкатные  элементы КРУ-6 кВ.

 3.3.      Контролирующая программа.

Работает в течение всего процесса тренировки и фиксирует ошибки, произведенные оператором за время работы на тренажере. Происходит начисление штрафных баллов при отклонении значений текущих параметров от допустимых с учетом правильного (или неправильного) выполнения определенных операций. Количество начисленных баллов зависит от характера и весомости нарушения.

Все возможные нарушения заносятся в список нарушений. В данном списке указаны критерии нарушений, количество штрафных баллов по каждому критерию и время задержки наложения штрафа. То есть, для некоторых нарушений предоставляется определенное количество времени на их устранение.

Регистрация произведенных оператором ошибок, в результате работы контролирующей программы, происходит в протоколе контроля с указанием момента времени совершения нарушения и количеством начисленных за него штрафных баллов.

3.4.      Протоколы.

Программа тренажера формирует следующие протоколы:

—       контроля;

—      действий оператора;

—       аварийных сообщений;

—       действий автоматики;

—       действия защит;

—       первопричины защит.

Каждое событие, совершенное при работе оператора на тренажере, фиксируется по времени и заносится в соответствующий протокол.

Это позволяет инструктору следить за процессом обучения, анализировать причины ошибок оператора и давать соответствующие наставления и рекомендации. Протоколы могут совмещаться в одном документе.

 

3.5.      Инструкции.

В тренажере предусмотрен архив технической документации, используемой на электростанции, по работе систем главной электрической схемы, защитам, блокировкам, режимам работы и т.д. Это основные инструкции по эксплуатации, карты уставок защит и сигнализации, электрические схемы соединений и другие документы, обращение к которым производится нажатием одной клавиши. При необходимости получения справочной информации оператор в любой момент может обратиться к этому архиву. Исключение составляет экзаменационный режим, в котором отключаются все подсказки.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер по оперативным переключениям Ондской ГЭС». 

Условное обозначение: «Тренажер Ондской ГЭС».

Год выпуска: 2023 год.

ВВЕДЕНИЕ.

Тренажер по оперативным переключениям Ондской ГЭС предназначен для подготовки, переподготовки и повышения квалификации оперативного и обслуживающего персонала Ондской ГЭС, позволит формировать и поддерживать на высоком уровне навыки оперативного персонала при производстве переключений в электроустановках и управлении гидротурбинным и гидромеханическим оборудованием станции в нормальном и аварийном режимах работы.

В тренажере, разработанном на базе современных IT-технологий, реализуется искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта.

Уникальность тренажера заключается не только в применении современных информационных технологий, направленных на усовершенствование программного обеспечения, но и в методике разработки математической модели тренажера, а также организации тренажерной подготовки при обучении кадрового ресурса электростанции.

 

В состав моделируемого оборудования тренажера входят:

• Четыре гидроагрегата мощностью по 80 МВт;
• Главный щит управления;
• Щит управления ОПУ;
• Агрегатные щиты управления;
• Релейный щит;
• Открытое распредустройство 330 кВ;
• Открытое распредустройство 220 кВ;
• Открытое распредустройство 110 кВ;
• Распределительные устройства КРУ 10 кВ, ГРУ-10 кВ;
• Распределительное устройство КРУН-6 кВ;
• Собственные нужды станции;
• Четыре автотрансформатора;
• Блочные трансформаторы, ТСН;
• АСУ ТП;
• ГРАРМ.
• автоматика, блокировки, сигнализация;
• вспомогательные системы ГА,
• щиты возбуждения,
• ячейки КРУ, выключатели, разъединители, ТН,
• сборки питания, шкафы управления и др.

1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА-ПРОТОТИПА.

Ондская ГЭС − гидроэлектростанция на реке Онде, недалеко от посёлка Надвоицы в Карелии. Входит в Выгский каскад ГЭС. ГЭС построена по плотинно-деривационному типу.

Мощность Ондской ГЭС − 80 МВт, среднегодовая выработка − 416 млн кВт·ч.

В здании ГЭС установлено 4 поворотно-лопастных гидротурбины мощностью по 20,8 МВт, работающих при расчетном напоре 26 м. Напорные сооружения ГЭС (длина напорного фронта 0,7 км) образуют Ондское водохранилище, соединенное протокой с Выгозерским водохранилищем.

Плотина ГЭС имеет оригинальную конструкцию − гравитационная, выгнутая книзу по течению реки, с «обжатым» профилем. 

Основным потребителем электроэнергии гидроэлектростанции является Надвоицкий алюминиевый завод.

Гидротурбина объединена в единый агрегат с зонтичным гидрогенератором, имеющим подпятник на нижней, грузонесущей крестовине. Расход воды через гидротурбину составляет 91,6 м³ /с при расчетном напоре и мощности, число оборотов n=150 об/мин.

На гидроагрегатах выполнена модернизация системы управления и регулятора скорости гидроагрегата. Система автоматического управления гидроагрегатом (САУ ГА) осуществляет необходимые технологические операции по управлению турбиной, генератором и их вспомога­тельным оборудованием при переходных и установившихся режимах работы гидроагрегата на основе результатов контроля состояния его узлов и внешних команд управления САУ ГА.

На Ондской ГЭС установлено четыре гидрогенератора ВГС-700/80-40, работающих с повышающими трансформаторами, повышая напряжение с 10 кВ до 110 кВ. В нормальном режиме от двух генераторов Г-2 и Г-3 запитано КРУ-10 кВ. От КРУ-10 кВ запитаны два трансформатора местного района Т-12 и Т-13 и трансформаторы собственных нужд ТСН-1 и ТСН-2 для питания щита собственных нужд «С».

Главная электрическая схема станции ОГЭС включает распредустройства следующих типов: ОРУ 330, ОРУ-220, ОРУ-110, ГРУ-10 кВ, КРУ-10 кВ, КРУН-6 кВ.

Схема ОРУ-110 кВ представляет собой две рабочие системы шин с обходной системой шин и девятью ЛЭП 110 кВ. Мощность с шин ОРУ 110 кВ выдается в сеть 110 кВ по воздушным линиям электропередач ВЛ-110 кВ:

• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – НАЗ №1 (Л-100);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – НАЗ №2 (Л-101);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – Олений (Л-106);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – НАЗ №3 (Л-107);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – НАЗ №4 (Л-108);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – СЦБК с отпайкой на ПС Сегежа №1 (Л-109);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – СЦБК с отпайкой на ПС Сегежа №2 (Л-110);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – Идель (Л-111);
• ВЛ 110 кВ Ондская ГЭС – Идель (Л-112).

Схема ОРУ-220 кВ представляет собой две секции с обходной системой шин и одной ЛЭП 220 кВ — ВЛ 220 кВ Ондская ГЭС – Сегежа.

Схема ОРУ-330 кВ представляет собой четырехугольник с двумя шинными мостами 330 кВ:

• ШМ-330 кВ АТ-3 Ондская ГЭС;
• ШМ-330 кВ АТ-4 Ондская ГЭС;

Связь с энергосистемой ОРУ-330 кВ происходит через две ВЛ 330 кВ:

• ВЛ-330 кВ Ондская ГЭС – Кондопога (Л-390);
• ВЛ-330 кВ Ондская ГЭС – Путкинская ГЭС (Л-391).

Связь между ОРУ-110 кВ и ОРУ-220 кВ осуществляется через автотрансформаторы АТ-1 и АТ-2. Связь между ОРУ-220 кВ и ОРУ-330 кВ осуществляется через автотрансформаторы АТ-3 и АТ-4. С низкой стороны 10 кВ АТ-1 и АТ-2 запитаны трансформаторы собственных нужд ТСН-3 и ТСН-4 для питания щита «Н».

Питание собственных нужд здания ГЭС, КРУН-6 кВ, здания напорного бассейна и ОРУ-330 кВ осуществляется от щитов «С». Питание собственных нужд здания технологического корпуса, ОПУ, ОРУ-110 кВ и ОРУ-220 кВ осуществляется от щитов «Н».

 

2. СОСТАВ ТРЕНАЖЕРА.
   • Модель объекта и режимы работы.

В состав тренажера входят математические модели:

• гидравлической части гидроагрегата;
• тепломеханической части гидроагрегата;
• электрической схемы блока генератор-трансформатор;
• главной электрической схемыа станции;
• электрической схемы питания собственных нужд станции;
• трансформаторов;
• системы аварийной и предупредительной сигнализации;
• устройств РЗиА.

Математические модели гидравлической и тепломеханической частей гидроагрегатов, вспомогательного оборудования ГЭС состоят из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики и т.д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования.

Основными составляющими тренажёра также являются математические модели генератора, системы возбуждения, электрической цепи, средств РЗА, трансформаторов, коммутационных аппаратов, электродвигателей и упрощённая модель энергосистемы при работе на длинную линию;

Модели гидрогенераторов реализованы на основе системы дифференциальных уравнений Парка-Горева и описывают работу генераторов в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжения, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В общем, математическая модель данного объекта, а именно модель гидроэлектростанции с полным комплексом гидравлического, энергетического и электротехнического оборудования воспроизводит все режимы работы оборудования при любых переключениях в схеме электростанции, при выработке и регулировании мощности в энергосистеме, в пусковых и остановочных режимах гидроагрегатов, а также аварийных режимах, задаваемых с пульта инструктора. Такими аварийными режимами могут быть короткие замыкания на линиях, шинах, в трансформаторах, на генераторе, присоединениях, отказы в работе гидравлического оборудования.

• Модель системы управления.

В Тренажере с компьютерными динамическими мнемосхемами гидроагрегатов и электрических схем ОГЭС за основу для моделирования взята система управления оборудованием, эксплуатируемая в данный момент на Ондской ГЭС, разработанная филиалом АО «Институт Гидропроект» — «НИИЭС». Мнемосхемы управления гидроагрегатами, ГРАМ, ГРНРМ визуально идентичны реальным, управляющие формы и окна также представляют собой копии из АСУ ТП.

 Мнемосхемы ОРУ, КРУ, КРУН главной электрической схемы ОГЭС выполнены по оперативным схемам и позволяют проводить переключения на всех коммутационных аппаратах как в дистанционном режиме, так и при местном управлении.

Модель системы управления тренажера позволяет взаимодействовать с объектами гидромеханической части и главной электрической схемы станции, контролировать текущее состояние параметров и оборудования, срабатывание защит и сигнализации в таком же представлении, как и в реальности на Ондской ГЭС, привычно для персонала, в объеме, необходимом для проведения обучающих тренировок.

Согласно Техническому проекту, в интерфейсе тренажера реализованы следующие зоны управления ОГЭС: АСУ ТП, ЩУ ГЭС, ЩУ ОПУ, ОРУ, КРУ, КРУН управление с местных и релейных щитов релейного зала, машзала, трансформаторов, релейного зала и другого электротехнического и гидромеханического оборудования гидростанции.

Управляющие и информационные окна тренажера соответствуют реальным из АСУ ТП и имеют аналогичное назначение, аналогичный интерфейс.

Для выполнения некоторых обязательных действий, не предусмотренных системой АСУ ТП, например, осмотр, визуальная проверка включенного или отключенного состояния разъединителя, заземляющих ножей, состояния выключателей, ввод-вывод защит, управление ГА с местных щитов управления  и т.д., а также для соответствия возможных действий оперативного персонала реальным, в тренажере, помимо модели АСУ ТП, предусмотрены дополнительные функции в управлении оборудованием. 

Например, управление коммутационными аппаратами смоделировано таким образом, что их включение и отключение (разъединителей, заземляющих ножей) можно было бы осуществлять как с помощью АСУ ТП, так и через местные щиты на ОРУ. Для этого предусмотрена кнопка переключения режима управления с местного на дистанционный и обратно. То есть, для выполнения операций на ОРУ, необходимо переключить управление на местное и вызовом на мнемосхеме соответствующего значка коммутационного аппарата открыть его интерактивное изображение с присутствующим здесь же шкафом управления. 

В состав мнемосхем тренажера введены дополнительные управляющие схемы с набором оборудования блочных и агрегатных щитов управления, панелей ГЩУ, РЗиА, выключателей с другой стороны воздушных линий электропередач и иного оборудования, необходимого для выполнения операций по бланкам переключений и расширения зоны обслуживания оборудования ГЭС.

Панели и шкафы управления гидроагрегатами, РЗиА, ЩУ ГЭС, ЩУ ОПУ, сборок питания  выполнены по фотографиям ячеек и имеют управляющие элементы (ключи, кнопки, автоматы) такие же, что и в реальности.

При вызове с экрана любого управляющего элемента появляется соответствующее диалоговое окно с изображением реальной панели управления, где присутствуют все необходимые функции для работы с данной панелью и отражающие ее состояние.

Кроме управляющих элементов на мнемосхемы тренажера выведены динамические параметры схем: напряжения на шинах, ВЛ, трансформаторах, токи по линиям, активные и реактивные мощности, параметры гидромеханического оборудования. Показания этих параметров зависят от состояния электрической схемы и режима работы ГА и адекватно реагируют на любые воздействия при их изменении. В случае выхода параметров за верхние или нижние границы – срабатывает предупредительная или аварийная сигнализация, может произойти аварийное отключение.

Одна из основных функций в модели системы управления тренажера, не входящая в состав АСУ ТП, – это ведение телефонных переговоров с диспетчером. В случае необходимости переключений в схеме, оператор обязан по телефону связаться с диспетчером для получения разрешения на то или иное действие, отчета о произведенных переключениях. Проведение телефонных переговоров выполнено в форме диалога, то есть на каждое свое обращение оператор получает ответ и указания о дальнейших действиях.

При обслуживании электрооборудования важное место занимают технические меры по обеспечению техники безопасности. Имеются ввиду переключения на электрооборудовании, выполнение мер, препятствующих ошибочному или самопроизвольному включению коммутационных аппаратов, установка защитного заземления, вывешивание плакатов по ТБ, средства индивидуальной защиты.

Вывешивание плакатов на переключаемом электрооборудовании – одно из основных требований, обеспечивающих безопасность людей в электроустановках, реализовано в  тренажере. При работе по сценариям по выводу установки в ремонт или проведении противоаварийных тренировок контролирующая программа тренажера фиксирует каждый вывешенный плакат и его соответствие месту. За неправильные действия по таким операциям будут начислены штрафные баллы.

Указатели высокого напряжения по уровням напряжения выполнены для определения наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и линиях электропередач. Визуально идентичны реальным, имеют сигнальную лампу и находятся в составе электроинструментов тренажера.

• Модель системы защит.

Модель системы защит включает следующие модели:

• защиты гидроагрегатов;
• защиты гидрогенераторов;
• защиты трансформаторов;
• защиты линий;
• защиты шин.

 Модель системы защит воспроизводит работу защит оборудования в аварийных ситуациях и при повреждениях оборудования на гидроэлектростанции. Реализация модели защит проводилась на основе технической документации, предоставленной Ондской ГЭС, и в достаточной мере точно имитирует их работу.

Управление гидромеханическими защитами гидроагрегатов входит в систему АСУ ТП и осуществляется с соответствующей мнемосхемы, входящей в состав аварийной сигнализации в АСУ ТП. В данной подсистеме содержатся защиты по давлению в котле МНУ, температурам сегментов подшипников и подпятника ГА, от разгона ГА, пожаротушению и др., выполненные для каждого из трех гидроагрегатов.

Информация о сработавших защитах представляется в общем списке центральной сигнализации АСУ ТП дискретных сигналов и дублируется в специальном отдельном окне аварийной и предупредительной сигнализации системы тренажера с внесением в протокол контроля.

Управление электрическими защитами ГЭС в тренажере производится из шкафов резервных и основных защит, расположенных на агрегатных и релейных щитах, выполнено по фотографиям шкафов РЗ и максимально приближено к реальному. Шкафы защит имеют идентификационные номера такие же, как их маркировка на электростанции и легко узнаваемы на мнемосхемах тренажера, изображаются в виде кнопок и областей перехода. В момент срабатывания защиты мигает сигнал желтого или красного цвета совместно со звуковой сигнализацией. Сигналы, ключи, переключатели и кнопки в шкафах защит отрабатывают аналогично реальным. Отображение информации по защитам и другим системам тренажера повторяет интерфейс АСУ ТП объекта и дает возможность проводить обучение персонала в условиях, приближенным к рабочим.

• Модель блокировок.

Реализована модель блокировок, имеющихся на гидроэлектростанции. Сюда входят блокировки основного и вспомогательного оборудования ГА, разъединителей и выключателей, заземляющих ножей главной электрической схемы и СН. Информация о действующей блокировке коммутационного аппарата находится в управляющем окне данного аппарата и содержит условия ее действия.

• Модель аварийной и предупредительной сигнализации.

Кроме сигнализации в системе АСУ ТП, срабатывание аварийной и предупредительной сигнализаций отображается в отдельном специальном окне в виде табло. Каждая строка этого табло – одно сигнализационное сообщение с соответствующими характеристиками: наименованием, временем срабатывания, указанием объекта срабатывания и устройства срабатывания. Кроме того, сработавшая сигнализация фиксируется в протоколе аварийных сообщений и записывается в отдельный файл.

 

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА.
   • Модели сценариев тренировок.

Набор сценариев тренировок представляет собой дополнительные программы, позволяющие обучать персонал по бланкам переключений, а также по основным операциям на оборудовании ГЭС по выводу в ремонт, вводу в работу и т.д.

Модель сценария – это программное пошаговое описание набора необходимых действий оператора в определенной последовательности для выполнения тренировочного задания по сценарию, которое в отдельных непринципиальных случаях может выполняться с некоторыми допущениями. В процессе прохождения задания модель отслеживает и фиксирует выполняемые оператором действия по пунктам из бланка переключений или задания. В случае правильного выполнения всех описанных в бланке шагов в заданной последовательности и достижения требуемого состояния оборудования, модель сценария заканчивает свою работу и выдает сообщение об успешном прохождении тренировочного задания.

На данный момент в тренажере имеется 30 автоматизированных сценариев, охватывающих весь спектр гидромеханического и электротехнического оборудования Ондской ГЭС и представленных в виде разделов инструкций по эксплуатации или бланков переключений. При выполнении каждого шага по бланку оператор должен проставить галочку в бланке, также как и в жизни при производстве реальных переключений и затем перейти к следующему шагу. Всережимная математическая модель тренажера позволяет составлять любые сценарии тренировок из любых начальных состояний оборудования.

• Модель вводных.

Модель вводных – это математическое описание различного рода внешних возмущений, производимых с пульта инструктора. К ним относятся отказы в работе как электротехнического оборудования – выключателей, повреждения на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторах, так и в работе гидромеханических систем – засорение фильтров, снижение давления масла в системе МНУ, отказы в действии защит и др. Для работы с вводными предусмотрены специальные управляющие интерфейсные окна, в которых инструктор по своему усмотрению задает различные нештатные ситуации, позволяющие подготавливать персонал электростанции к парирующим действиям.

Эта функция тренажера позволяет формировать противоаварийные сценарии тренировок, с последующим анализом действий обучаемого.  

• Контролирующая программа.

Работает в течение всего процесса тренировки и фиксирует ошибки, произведенные оператором за время работы на тренажере. Происходит начисление штрафных баллов при отклонении значений текущих параметров от допустимых с учетом правильного (или неправильного) выполнения определенных операций. Количество начисленных баллов зависит от характера и весомости нарушения.

Все возможные нарушения заносятся в список нарушений. В данном списке указаны критерии нарушений, количество штрафных баллов по каждому критерию и время задержки наложения штрафа. То есть, для некоторых нарушений предоставляется определенное количество времени на их устранение.

Регистрация произведенных оператором ошибок, в результате работы контролирующей программы, происходит в протоколе контроля с указанием момента времени совершения нарушения и количеством начисленных за него штрафных баллов.

• Протоколы.

Программа тренажера формирует следующие протоколы:

• контроля;
• действий оператора;
• аварийных сообщений;
• действий автоматики;
• действия защит;
• первопричины защит.

Каждое событие, совершенное при работе оператора на тренажере, фиксируется по времени и заносится в соответствующий протокол.

Это позволяет инструктору следить за процессом обучения, анализировать причины ошибок оператора и давать соответствующие наставления и рекомендации.

 

• Инструкции.

В тренажере предусмотрен архив технической документации, используемой на электростанции, по работе систем главной электрической схемы, гидромеханического и гидротехнического оборудования, защитам, режимам работы и т.д. Это основные инструкции по эксплуатации, карты уставок защит и сигнализации, технологические и электрические схемы и т.п., обращение к которым производится нажатием одной клавиши. При необходимости получения справочной информации оператор в любой момент может обратиться к этому архиву. Исключение составляет экзаменационный режим, в котором отключаются все подсказки.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер с динамическими компьютерными мнемосхемами гидроагрегатов и электрических схем Юмагузинской ГЭС 45МВт». 

Условное обозначение: «Тренажер Юмагузинской ГЭС».

Год выпуска: 2023 год.

ВВЕДЕНИЕ.

Тренажер с динамическими компьютерными мнемосхемами гидроагрегатов и электрических схем Юмагузинской ГЭС производственной площадки Салаватской ТЭЦ филиала ООО «БГК» разработан и внедряется для подготовки, переподготовки и повышения квалификации оперативного и обслуживающего персонала Юмагузинской ГЭС, позволяет формировать и поддерживать на высоком уровне навыки оперативного персонала при производстве переключений в электроустановках и управлении гидротурбинным и гидромеханическим оборудованием станции в нормальном и аварийном режимах работы.

В тренажере, разработанном на базе современных IT-технологий, реализовано искусственное воспроизведение условий и факторов, аналогичных тем, которые имеют место в процессе эксплуатации реального объекта.

Уникальность тренажера заключается не только в применении современных информационных технологий, направленных на усовершенствование программного обеспечения, но и в методике разработки математической модели тренажера, а также организации тренажерной подготовки при обучении кадрового ресурса электростанции.

В состав моделируемого оборудования тренажера входят:

• три гидроагрегата мощностью по 15 МВт,
• открытое распредустройство ОРУ-110,
• распределительное устройство КРУ-10,
• распределительное устройство КТПСН-0,4 кВ,
• ЛЭП,
• блочные трансформаторы, ТСН,
• главный щит управления ГЩУ,
• блочные щиты управления БЩУ,
• релейный зал ГЭС,
• автоматика, блокировки, сигнализация
• щиты машзала,
• АСУ ТП «Круг»,
• вспомогательные системы ГА,
• щиты возбуждения,
• ячейки КРУ, выключатели, разъединители, ТН,
• сборки питания, шкафы управления и др.

1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА-ПРОТОТИПА.

Юмагузинская ГЭС – средненапорная приплотинная гидроэлектростанция «каньонного» типа, построенная на реке Белой в Кугарчинском районе Республики Башкортостан. Установленная электрическая мощность – 45 МВт. Напорные сооружения ГЭС образуют Юмагузинское водохранилище. Основная задача гидроузла – выполнение водорегулирующей функции с попутной выработкой электроэнергии.

Гидромеханическая часть ГЭС состоит из трех поворотно-лопастных гидроагрегатов мощностью по 15 МВт, работающих при расчётном напоре 40 м. Каждый гидроагрегат оборудован турбиной ПЛ50-В-230 мощностью 15,6 МВт и расходом воды 42,6 м³/сек, направляющим аппаратом и рабочим колесом, регулирующими мощность, напор и расход воды через ГА. Маслонапорная установка МНУ 1/1-63-1,5-2 с гидроаккумулятором объемом 1 м³ и двумя маслонасосами обеспечивает маслом систему регулирования каждого гидроагрегата. Вспомогательное оборудование ГА – маслонапорная установка (МНУ) с маслопровода­ми и насосами, лекажный агрегат, насос откачки воды с крышки турбины, трубопро­воды – обеспечивает его безаварийную работу.

Выдача электроэнергии в единую сеть по трем ВЛ-110 кВ производится с открытого распределительного устройства напряжением 110 кВ тремя гидрогенераторами СВ2 380/115-20, установленными на ГА,  номинальной мощностью 15 МВт каждый. В состав главной электрической схемы ЮГЭС кроме того входят два повышающих трансформатора 10,5/115 кВ, комплектное распределительное устройство 10 кВ,  распределительное устройство собственных нужд станции 0,4 кВ.

Рабочие трансформаторы 1Т и 2Т на напряжении 10,5/110 кВ мощностью 40 МВА от генераторов 1Г, 2Г, 3Г питают 1 и 2 СШ 110 кВ.

ОРУ-110 кВ предназначено для приема электрической энергии от трансформаторов 1Т и 2Т и распределения её по ВЛ 110 кВ Юмагузинская ГЭС − Мраково, ВЛ 110 кВ Юмагузинская ГЭС − Давлетшино и ВЛ 110 Юмагузинская ГЭС − Самаровка с отпайками.

ОРУ-110 кВ выполнено по схеме две секции шин 110 кВ с обходной и состоит из 7 ячеек. 1 и 2 секции соединяются при помощи секционного выключателя СВ-110 кВ.

КРУ серии К-61М предназначено для приема электрической энергии от генерато­ров, распределения её на собственные нужды и выдачи на трансформаторы связи с энергосистемой и состоит из 3 секций, запитанных каждая от генераторов 1Г, 2Г, 3Г соответственно и четырех трансформаторов 1Т, ТСН1 – на первую секцию, 2Т,ТСН2 – на третью.

Система электроснабжения собственных нужд ГЭС содержит источники рабочего, резервного и аварийного питания и распределительное устройство напряжением 0,4 кВ. Распределительное устройство собственных нужд 0,4 кВ состоит из двух секций, запитанных от трансформаторов ТСН1, ТСН-2 напряжением 10/0,4 кВ и представляет собой комплектную трансформаторную подстанцию. От секций питаются потребители собственных нужд, а также трансформаторы ТСН1, ТСН2.

2. СОСТАВ ТРЕНАЖЕРА.
   • Модель объекта и режимы работы.

В состав тренажера входят математические модели:

• гидравлической части гидроагрегата;
• тепломеханической части гидроагрегата;
• электрическая схема блока генератор-трансформатор;
• главная электрическая схема станции;
• электрическая схема питания собственных нужд станции;
• трансформаторы;
• система аварийной и предупредительной сигнализации;
• РЗиА.

Математические модели гидравлической и тепломеханической частей гидроагрегатов, вспомогательного оборудования ГЭС состоят из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики и т.д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования.

Основными составляющими тренажёра также являются математические модели генератора, системы возбуждения, электрической цепи, средств РЗА, трансформаторов, коммутационных аппаратов, электродвигателей и упрощённая модель энергосистемы при работе на длинную линию;

Модели гидрогенераторов реализованы на основе системы дифференциальных уравнений Парка-Горева и описывают работу генераторов в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжения, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В общем, математическая модель данного объекта, а именно модель гидроэлектростанции с полным комплексом гидравлического, энергетического и электротехнического оборудования воспроизводит все режимы работы оборудования при любых переключениях в схеме электростанции, при выработке и регулировании мощности в энергосистеме, в пусковых и остановочных режимах гидроагрегатов, а также аварийных режимах, задаваемых с пульта инструктора. Такими аварийными режимами могут быть короткие замыкания на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторе, на присоединениях, отказы в работе гидравлического оборудования.

• Модель системы управления.

В Тренажере с компьютерными динамическими мнемосхемами гидроагрегатов и электрических схем ЮГЭС за основу для моделирования взята система управления оборудованием, эксплуатируемая в данный момент на Юмагузинской ГЭС. Мнемосхемы управления гидроагрегатами, главной электрической схемы визуально идентичны реальным.

Модель системы управления тренажера позволяет взаимодействовать с объектами гидромеханической части и главной электрической схемы станции, контролировать текущее состояние параметров и оборудования, срабатывание защит и сигнализации в таком же представлении, как и на реальной системе Юмагузинской ГЭС, привычной для персонала, в объеме, необходимом для проведения обучающих тренировок.

Согласно Техническому проекту, в интерфейсе тренажера реализованы следующие системы управления ЮГЭС: АСУ ТП, ЦПУ, управление с местных и релейных щитов ГА, трансформаторов, РЗиА и другого электротехнического и гидромеханического оборудования гидростанции.

Управляющие и информационные окна тренажера соответствуют реальным из АСУ ТП и имеют аналогичное назначение, аналогичный интерфейс.

Для выполнения некоторых обязательных действий, не предусмотренных системой АСУ ТП, например, осмотр, визуальная проверка включенного или отключенного состояния разъединителя, заземляющих ножей, состояния выключателей, ввод-вывод защит, управление ГА с местных щитов управления  и т.д., а также для соответствия возможных действий оперативного персонала реальным, в тренажере, помимо модели АСУ ТП, предусмотрены дополнительные функции в управлении оборудованием. 

Например, управление коммутационными аппаратами смоделировано таким образом, что их включение и отключение (разъединителей, заземляющих ножей) можно было бы осуществлять как с помощью АСУ ТП, так и через местные щиты на ОРУ. Для этого предусмотрена кнопка переключения режима управления с местного на дистанционный и обратно. То есть, для выполнения операций на ОРУ, необходимо переключить управление на местное и вызовом на мнемосхеме соответствующего значка коммутационного аппарата открыть его интерактивное изображение с присутствующим здесь же шкафом управления.    

В состав мнемосхем тренажера введены дополнительные управляющие схемы с набором оборудования блочных и агрегатных щитов управления, панелей ЦПУ, РЗиА, выключателей с другой стороны воздушных линий электропередач и иного оборудования, необходимого для выполнения операций по бланкам переключений и расширения зоны обслуживания оборудования ГЭС.

Панели и шкафы управления гидроагрегатами, РЗиА, ЦПУ, сборок питания  выполнены по фотографиям ячеек и имеют управляющие элементы (ключи, кнопки, автоматы) такие же, что и в реальности.

При вызове с экрана любого управляющего элемента появляется соответствующее диалоговое окно с изображением реальной панели управления, где присутствуют все необходимые функции для работы с данной панелью и отражающие ее состояние.

Кроме управляющих элементов на мнемосхемы тренажера выведены динамические параметры схем: напряжения на шинах, ВЛ, трансформаторах, токи по линиям, активные и реактивные мощности, параметры гидромеханического оборудования. Состояние этих параметров зависит от состояния электрической схемы и режима работы ГА и адекватно реагирует на любые воздействия при их изменении. В случае выхода параметров за верхние или нижние границы – срабатывает предупредительная или аварийная сигнализация, может произойти аварийное отключение.

Одна из основных функций в модели системы управления тренажера, не входящая в состав АСУ ТП, – это ведение телефонных переговоров с диспетчером. В случае необходимости переключений в схеме, оператор обязан по телефону связаться с диспетчером для получения разрешения на то или иное действие, отчета о произведенных переключениях. Проведение телефонных переговоров выполнено в форме диалога, то есть на каждое свое обращение оператор получает ответ и указания о дальнейших действиях.

При обслуживании электрооборудования важное место занимают технические меры по обеспечению техники безопасности. Имеются ввиду переключения электрооборудования, выполнение мер, препятствующих ошибочному или самопроизвольному включению коммутационных аппаратов, установка защитного заземления, вывешивание плакатов по ТБ.

Вывешивание плакатов на переключаемом электрооборудовании – одно из основных требований, обеспечивающих безопасность людей в электроустановках, реализовано в  тренажере. При работе по сценариям по выводу установки в ремонт или проведении противоаварийных тренировок контролирующая программа тренажера фиксирует каждый вывешенный плакат и его соответствие месту. За неправильные действия по таким операциям будут начислены штрафные баллы.

Указатели высокого напряжения по уровням напряжения выполнены для определения наличия напряжения на токоведущих частях электрооборудования и линиях электропередач. Визуально идентичны реальным, имеют сигнальную лампу и находятся в составе электроинструментов тренажера.

• Модель системы защит.

Модель системы защит включает следующие модели:

• защиты гидроагрегатов;
• защиты гидрогенераторов;
• защиты трансформаторов;
• защиты линий;
• защиты шин.

 Модель системы защит воспроизводит работу защит оборудования в аварийных ситуациях и при повреждениях оборудования на гидроэлектростанции. Реализация модели защит проводилась на основе технической документации, предоставленной Юмагузинской ГЭС, и в достаточной мере точно имитирует их работу.

Управление гидромеханическими защитами гидроагрегатов не входит в систему АСУ ТП и осуществляется с агрегатных щитов машзала. В данной подсистеме содержатся защиты по давлению в котле МНУ, температурам сегментов подшипников и подпятника ГА, от разгона ГА, пожаротушению и др., выполненные для каждого из трех гидроагрегатов.

Информация о сработавших защитах представляется в общем списке центральной сигнализации АСУ ТП дискретных сигналов и дублируется в специальном отдельном окне аварийной и предупредительной сигнализации системы тренажера с внесением в протокол контроля.

Управление электрическими защитами ГЭС в тренажере производится из шкафов резервных и основных защит, расположенных на агрегатных и релейных щитах, для которых предусмотрены отдельные мнемосхемы АЩУ/БЩУ и РЩ, выполнено по фотографиям шкафов РЗ и максимально приближено к реальному. Шкафы защит имеют идентификационные номера такие же, как их маркировка на электростанции и легко узнаваемы на мнемосхемах тренажера, изображаются в виде кнопок и областей перехода. В момент срабатывания защиты срабатывает сигнал желтого или красного цвета совместно со звуковой сигнализацией. Сигналы, ключи, переключатели и кнопки в шкафах защит отрабатывают аналогично реальным. Отображение информации по защитам и другим системам тренажера повторяет интерфейс АСУ ТП объекта и дает возможность проводить обучение персонала в условиях, приближенным к рабочим.

• Модель блокировок.

Реализована модель блокировок, имеющихся на гидроэлектростанции. Сюда входят блокировки основного и вспомогательного оборудования ГА, разъединителей и выключателей, заземляющих ножей главной электрической схемы и СН. Информация о действующей блокировке коммутационного аппарата находится в управляющем окне данного аппарата и содержит условия ее действия.

• Модель аварийной и предупредительной сигнализации.

Кроме сигнализации в системе АСУ ТП, срабатывание аварийной и предупредительной сигнализаций отображается в отдельном специальном окне в виде табло. Каждая строка этого табло – одно сигнализационное сообщение с соответствующими характеристиками: наименованием, временем срабатывания, указанием объекта срабатывания и устройства срабатывания. Кроме того, сработавшая сигнализация фиксируется в протоколе аварийных сообщений и записывается в отдельный файл.

 

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА.
   • Модели сценариев тренировок.

Набор сценариев тренировок представляет собой дополнительные программы, позволяющие обучать персонал по бланкам переключений, а также по основным операциям на оборудовании ГЭС по выводу в ремонт, вводу в работу и т.д.

Модель сценария – это программное пошаговое описание набора необходимых действий оператора в определенной последовательности для выполнения тренировочного задания по сценарию, которое в отдельных непринципиальных случаях может выполняться с некоторыми допущениями. В процессе прохождения задания модель отслеживает и фиксирует выполняемые оператором действия по пунктам из бланка переключений или задания. В случае правильного выполнения всех описанных в бланке шагов в заданной последовательности и достижения требуемого состояния оборудования, модель сценария заканчивает свою работу и выдает сообщение об успешном прохождении тренировочного задания.

На данный момент в тренажере имеется 30 автоматизированных сценариев, охватывающих весь спектр электротехнического оборудования Юмагузинской ГЭС и представленных в виде бланков. При выполнении каждого шага по бланку оператор должен проставить галочку, также как и при выполнении реальных переключений  и затем перейти к следующему шагу. Всережимная математическая модель тренажера позволяет составлять любые сценарии тренировок из любых начальных состояний оборудования.

• Модель вводных.

Модель вводных – это математическое описание различного рода внешних возмущений, производимых с пульта инструктора. К ним относятся отказы в работе как электротехнического оборудования – выключателей, повреждения на линиях, шинах, в трансформаторах, генераторах, так и в работе гидромеханических систем – засорение фильтров, снижение давления масла в системе МНУ, отказы в действии защит и др. Для работы с вводными предусмотрены специальные управляющие интерфейсные окна, в которых инструктор по своему усмотрению задает различные нештатные ситуации, позволяющие подготавливать персонал электростанции к парирующим действиям.

Эта функция тренажера позволяет формировать противоаварийные сценарии тренировок, с последующим анализом действий обучаемого. 

• Контролирующая программа.

Работает в течение всего процесса тренировки и фиксирует ошибки, произведенные оператором за время работы на тренажере. Происходит начисление штрафных баллов при отклонении значений текущих параметров от допустимых с учетом правильного (или неправильного) выполнения определенных операций. Количество начисленных баллов зависит от характера и весомости нарушения.

Все возможные нарушения заносятся в список нарушений. В данном списке указаны критерии нарушений, количество штрафных баллов по каждому критерию и время задержки наложения штрафа. То есть, для некоторых нарушений предоставляется определенное количество времени на их устранение.

Регистрация произведенных оператором ошибок, в результате работы контролирующей программы, происходит в протоколе контроля с указанием момента времени совершения нарушения и количеством начисленных за него штрафных баллов.

• Протоколы.

Программа тренажера формирует следующие протоколы:

— контроля;

— действий оператора;

— аварийных сообщений;

— действий автоматики;

— действия защит;

— первопричины защит.

Каждое событие, совершенное при работе оператора на тренажере, фиксируется по времени и заносится в соответствующий протокол.

Это позволяет инструктору следить за процессом обучения, анализировать причины ошибок оператора и давать соответствующие наставления и рекомендации. 

• Инструкции.

В тренажере имеется архив технической документации, используемой на электростанции, по работе систем главной электрической схемы, гидромеханического и гидротехнического оборудования, защитам, режимам работы и т.д. Это основные инструкции, обращение к которым производится нажатием одной клавиши. При необходимости получения справочной информации оператор в любой момент может обратиться к этому архиву. Исключение составляет экзаменационный режим, в котором отключаются все подсказки.