依托虛擬仿真技術(shù),構(gòu)建1:1還原抽水蓄能電站全場(chǎng)景數(shù)字孿生體,以“自主探索+沉浸式學(xué)習(xí)”為核心,覆蓋電站全場(chǎng)景漫游、關(guān)鍵設(shè)備認(rèn)知、核心原理可視化及機(jī)組維護(hù)實(shí)操四大核心模塊,幫助學(xué)習(xí)者快速掌握抽水蓄能電站的結(jié)構(gòu)組成、工作機(jī)制及運(yùn)維要點(diǎn)。
通過抽水蓄能電站虛擬仿真實(shí)驗(yàn),項(xiàng)目開發(fā)支持VR版本/PC版本,二者均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的認(rèn)知與了解,其中,采用VR技術(shù)及配套硬件VR設(shè)備,了解建設(shè)抽水蓄能電站的重要意義,培養(yǎng)學(xué)生“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念。通過自主鳥瞰漫游模式,查看抽水蓄能電站主要建筑物的總體布置,了解抽水蓄能電站的選址原則和建筑物布置特點(diǎn)、功能和設(shè)計(jì)依據(jù)。
一、抽水蓄能電站自主漫游:全場(chǎng)景沉浸式參觀
支持第一視角/第三人稱自由切換漫游,配備場(chǎng)景導(dǎo)航地圖、關(guān)鍵區(qū)域標(biāo)記及語(yǔ)音講解功能,學(xué)習(xí)者可自主選擇參觀順序,深入了解電站各區(qū)域的功能定位、布局特點(diǎn)及環(huán)境要求。
支持用戶自動(dòng)漫游、直升機(jī)漫游、公交車漫游。
(1)上水庫(kù)
① 水庫(kù)主體結(jié)構(gòu):混凝土重力壩/拱壩的壩體形態(tài)、壩頂高程、溢洪道位置及結(jié)構(gòu)(含溢洪閘門、泄洪通道);② 進(jìn)水口系統(tǒng):進(jìn)水口的外觀結(jié)構(gòu)、攔污柵布置、閘門類型(快速閘門/工作閘門)及操作機(jī)構(gòu);③ 附屬設(shè)施:水位監(jiān)測(cè)站、雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備、安全防護(hù)欄及巡檢步道;④ 環(huán)境認(rèn)知:上水庫(kù)的水源補(bǔ)給方式、庫(kù)容規(guī)模、正常蓄水位與死水位范圍。
(2)下水庫(kù)
①主體結(jié)構(gòu):庫(kù)岸防護(hù)工程(護(hù)坡、護(hù)岸)、尾水出水口布置(擴(kuò)散段結(jié)構(gòu)、消力池);② 附屬設(shè)施:尾水監(jiān)測(cè)設(shè)備、水質(zhì)取樣點(diǎn)、生態(tài)流量放流裝置;③ 連接結(jié)構(gòu):下水庫(kù)與輸水系統(tǒng)尾水隧洞的銜接部位,尾水閘門的布置形式。
(3)發(fā)電機(jī)層
① 核心設(shè)備布局:水輪發(fā)電機(jī)組的排列方式(單機(jī)容量、臺(tái)數(shù))、發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的外觀結(jié)構(gòu),機(jī)組之間的間距及檢修通道;②建筑結(jié)構(gòu):發(fā)電機(jī)層樓板承重結(jié)構(gòu)、通風(fēng)散熱系統(tǒng)風(fēng)口位置等;③安全設(shè)施:應(yīng)急照明、消防栓、絕緣墊、警示標(biāo)識(shí)(高壓危險(xiǎn)、禁止攀爬)。
(4)業(yè)主營(yíng)地
① 功能分區(qū):辦公區(qū)(電站調(diào)度中心、運(yùn)維管理辦公室)、生活區(qū)(宿舍、食堂、文體設(shè)施)、輔助區(qū)(物資倉(cāng)庫(kù)、應(yīng)急指揮中心、醫(yī)務(wù)室);② 了解電站日常運(yùn)維管理體系、人員分工及應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。
(5)地面開關(guān)站
①核心設(shè)備:主變壓器、高壓斷路器……;②功能認(rèn)知:開關(guān)站的電能匯集、變換及輸送功能,不同電壓等級(jí)(如220kV、500kV)的設(shè)備區(qū)分。
(6)輸水系統(tǒng)
①隧洞結(jié)構(gòu):引水隧洞、尾水隧洞的內(nèi)部形態(tài)、檢修通道布置;②關(guān)鍵構(gòu)筑物:調(diào)壓井的結(jié)構(gòu)原理、壓力鋼管的布置走向及支撐方式、伸縮節(jié)的位置及功能;③連接部位:隧洞與上水庫(kù)進(jìn)水口、機(jī)組蝸殼的銜接結(jié)構(gòu),尾水隧洞與下水庫(kù)出水口的銜接細(xì)節(jié);④附屬設(shè)備:隧洞內(nèi)的照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)設(shè)備。
(7)變電站
①核心設(shè)備:主變壓器的鐵芯、繞組結(jié)構(gòu)(油浸式/干式)、高壓開關(guān)柜、無功補(bǔ)償裝置(電容器組、電抗器)、并網(wǎng)斷路器……




二、抽水蓄能電站設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)知模塊:拆解式可視化學(xué)習(xí)
聚焦電站核心設(shè)備,通過“整體展示-分層拆解-細(xì)節(jié)標(biāo)注”的方式,幫助學(xué)習(xí)者清晰掌握設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件及材質(zhì)特性,配套部件功能說明及技術(shù)參數(shù)標(biāo)注。
(1)水輪發(fā)電機(jī)組
① 整體結(jié)構(gòu):蝸殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、主軸、發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、推力軸承、導(dǎo)軸承的整體裝配關(guān)系;② 拆解認(rèn)知:逐一層級(jí)拆解各部件,查看蝸殼的螺旋線結(jié)構(gòu)、導(dǎo)水葉的數(shù)量及調(diào)節(jié)機(jī)制、轉(zhuǎn)輪的葉片形態(tài)(混流式/軸流式)、主軸的連接方式;③ 關(guān)鍵部件:勵(lì)磁繞組、定子線圈、冷卻裝置(空氣冷卻/水冷卻)、制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié);④ 技術(shù)參數(shù):標(biāo)注機(jī)組額定功率、額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)輪直徑、額定水頭等核心參數(shù)。
(2)主變壓器
① 整體結(jié)構(gòu):油箱、鐵芯、高低壓繞組、套管、散熱器、儲(chǔ)油柜的布置;② 拆解認(rèn)知:查看鐵芯的疊片結(jié)構(gòu)、繞組的繞制方式(同心式/交疊式)、絕緣材料的類型、分接開關(guān)的內(nèi)部構(gòu)造;③ 附屬部件:瓦斯繼電器、壓力釋放閥、溫度計(jì)的安裝位置及結(jié)構(gòu);④ 技術(shù)參數(shù):額定容量、變比、短路電壓、絕緣等級(jí)。
(3)輸水系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備
① 壓力鋼管:管壁厚度、焊縫結(jié)構(gòu)、防腐涂層材料;② 調(diào)壓井:阻抗孔、溢流孔的結(jié)構(gòu)尺寸;③ 閘門:快速閘門的門板材質(zhì)、啟閉機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(卷?yè)P(yáng)式/液壓式)。
三、原理動(dòng)畫模塊:核心機(jī)制可視化演示
通過3D動(dòng)畫+語(yǔ)音講解的方式,將抽象的工作原理轉(zhuǎn)化為直觀的動(dòng)態(tài)過程,涵蓋抽水蓄能電站的核心工作循環(huán)及關(guān)鍵設(shè)備的工作機(jī)制,支持暫停、慢放、重復(fù)播放功能,方便學(xué)習(xí)者深入理解。
(1)抽水蓄能核心發(fā)電原理
(2)水輪發(fā)電機(jī)組工作原理
四、抽水蓄能電站機(jī)組維護(hù):沉浸式實(shí)操演練
基于故障案例設(shè)計(jì)維護(hù)任務(wù),學(xué)習(xí)者需按照“故障診斷-方案制定-工具選擇-操作實(shí)施-效果驗(yàn)證”的流程完成實(shí)操,培養(yǎng)運(yùn)維實(shí)操能力
(1)水輪發(fā)電機(jī)組日常巡檢維護(hù)

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