В настоящее время в сфере подготовки специалистов для электроэнергетической отрасли наблюдается дефицит наглядного учебного материала, позволяющего подробно изучить конструкцию и принцип действия основного силового оборудования. Вместе с невозможностью производить обучение студентов на реальных объектах это приводит к снижению компетенций студентов в процессе изучения профильных дисциплин.
Для решения этих проблем на кафедре АЭС УралЭНИН УрФУ реализуется проект «Конструктор электроэнергетических систем», целью которого является внедрение в образовательный процесс методов и технологий масштабного моделирования: создаются сборные масштабные модели силового и вторичного оборудования [1]. Кроме того, в рамках данного проекта производится обучение конструированию и моделированию, что позволяет проектировать и создавать новое действующее оборудование.
В рамках данного проекта разрабатываются 2 инновационных направления: модели электросетевых объектов и материальные действующие модели.
Модели электросетевых объектов представляют собой комплексные модели распределительных устройств подстанций и электростанций, которые строятся на основе моделей отдельных элементов: трансформаторов, выключателей, разъединителей, металлоконструкций, линейной арматуры и т. д. Такие модели дают возможность изучить принципы компоновки распределительных устройств, правила размещения оборудования. Кроме того, такая модель представляет собой удобный инструмент проектирования, т. к. является максимально наглядной.
В феврале 2016 г. в рамках проекта «Конструктор электроэнергетических систем» было смоделировано распределительное устройство, собранное по схеме 110-4Н «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» (рис. 1). Модель выполнена в масштабе 1:35.
Созданию модели подстанции предшествовала многолетняя (с 2012 г.) работа по созданию CADмоделей отдельных единиц оборудования (рис. 2–6).
Источником исходных данных для моделирования подстанции служили стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» «Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35–750 кВ», а также каталог ООО «УЭТМ» по компоновочным решениям ОРУ 110 кВ. Из данных документов была получена информация о составе оборудования РУ, основных размерах ячеек.