三级综合水利枢纽动态仿真模型技术要求

1、水工一体化综合实训平台技术说明水工一体化平台实训建设综合水利枢纽动态仿真实训室选用国内大型的水电站 （二滩、三峡、抚河平原灌）原型作为制作蓝本，按比例设计加工制作成三级枢纽仿真 动态设备；通过观摩学习与操作演示、，其内容涉及到水文及水利水电规划、水 工建筑物、水电站、水电站建筑物、水力学、水工结构、水利工 程施工、水轮机等多门学科内容，可用于水利类相关专业的认识实习、实验与实 训教学，并可作为相关培训认知实践，对水利工程系培养复合型、技能型的人才提供有 利支撑。水工一体化综合水利枢纽动态仿真实训平台集仿真演示、模拟实训、数据采集存储 和运用等于一体，实现了仿真模拟通水演示，通过计算机操控演示得

2、到枢纽大坝及各建 筑物运行参数、运行控制、实时界面操作等功能。含 PLC 智能模块，机组通过布局多 处水工建筑物布置位置，计算机软件界面显示不同时间段数值信号，还可实现挑距冲刷 坑变化、水流形态变化、 水位观测、模拟发电、显示实时状态， 以达到实践教学的目的。 水工一体化实训建设综合水利枢纽动态仿真实训平台在实践教学中的应用， 不仅使学生 对枢纽的布局模块、建筑物系统与实际应用、建筑物的结构组成、发电站的运行演示、 机组的运行数据等进行了解，还可通过演示操作来加深学生对各种电站功能布局的认 识，突出强化实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用，建成特色鲜明，满足 培养技能型、应用型人才培养

3、需要的实践教学环境。充分保证了学生获得足够时间和高 质量“真刀真枪”的实际岗位训练，实现与工程实践的“零距离”接触，训练学生从事 水利水电工程领域的施工和管理等方面工作的基本技能；达到“教、学、练”一体化功 能。一、总体技术说明本水工一体化实训平台为某一河流梯级开发的动态模拟， 它包括水资源开发与利用 的三级水利枢纽，一、二级为水利水电蓄水枢纽，三级为有坝引水枢纽。三级水利枢纽 包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整个平台建设要求动态，直观，还能反映水 工建筑物的细部结构，用不同颜色的材料表示，模型尺寸大致为16米X6米X3米，设备演示实验用水采用自循环系统供水。整个水工一体化实训平台应具有

4、以下功能和特点：（1）水工建筑物典型，全面，综合性强，有双曲拱坝、重力坝、滚水坝，水闸， 五级船闸、渠系建筑物等水工建筑物。（2）各级枢纽可按实际通水，动态模拟，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境 的感觉。具有很高的观赏性，直观性。操作控制分触控软件控制、 iPad 移动式全方位控制两种操作方式，操作方便、平台中的传动机构采用金属部件，坚固耐用，不变形。 设备采用单片机自动程序控制，语音讲解。设备演示时，可清楚的观看到水的各种流态如电站引水系统的非恒定流现象、消能及各级枢纽设备的运行操作，如：泄洪，升船过坝，船闸运行等。另外（3） 灵活。（5）（6）（7） 坝段渗流、 还要有配合测量、数据采集

5、等功能。能人机互动，方便教学，学生可在实验中测出相关 数据并可自行编程计算，并能输出和显示。模型建成后，能为水利学科各专业学生认识 实习、专业课实验教学及水务局职工培训和继续教育所用。二、水工信息化系统1、系统概况通过该系统的建设，配备先进的采集、传输及显示设备，应用先进的计算机控制技 术，拓宽学生知识面和提高学生综合试验能力和研究问题能力，增加教学演示时的临场 感。2、数据转发及网络通讯系统当前，通信技术和计算机技术的发展日新月异，网络设计既要适应新技术发展的潮 流，保证系统的先进性，也要兼顾技术上的成熟性，降低由于新技术和新产品中不成熟 因素所带来的风险。因此，我们在充分考虑了网络技术的先

6、进性与成熟性并结合实际的 应用环境进行了详细的设计。3、信息化教学一体化系统作为水工实训信息化系统的组成部分，本系统在现场配置相关的教学设备，通过数 据转发及网络通讯系统，计算机软件将通过不同的人机界面与后台的数据处理、操作控 制、接口配置等模块实现对主要建筑物及现场设备的控制和试验实时数据的采集、处理 以及教学显示。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)水雨情自动测报模拟子系统大坝安全监测模拟子系统气象数据监测模拟子系统洪水预报调度模拟子系统节水节能灌溉模拟子系统定点点播系统表面流场测量系统教学视频系统4、环境辅助系统（1）无线扩声系统（2）单元泛光系统三、为保证产品质量，应出具厂

7、家所在地省级质量监督检验机构出具的教学仪器设备地 形地貌山体朔形检验报告书，只接受厂家投标。四、主要附属设备（规格型号为参考值，误差不得超过10%）产品名 称规格（mm）说明混 水 电 仿 备流 轮 机 真式 发 组 设4000mm*1000mm*2300mm规格型号：4000mm*1000mm*2300mm有机玻璃，珠光玻璃，工程塑料，铜塑线，高级装饰 材料，水循环系统、控制系统等。该设备最突出的特点是：采用了特殊工艺制作的全透 明整体耐压蜗壳，此蜗壳成功地解决了常规蜗壳因不能耐 压而仿真演示差、金属蜗壳不能透视不便教学或实验的两 大矛盾。蜗壳：采用全透明整体耐压蜗壳，特殊工艺接缝，可 解除

8、日后脱胶开裂的烦恼， 既能承受20米以上的水头冲击, 又能从各个方位透视各个部件运行动态。如：带浅色的固 定导叶、透明或半透明的活动导叶、用铜片制成转轮、深 色的蝴蝶阀等部件的大小、形状、位置、作用、工作状态 以及水流状态，都能一目了然。耐腐防潮，坚固耐用。总轴 水 电 仿 备流 轮 机 真式 发 组 设2500mm*800m m*1900mm之，此蜗壳成功地解决了常规蜗壳因不能耐压而仿真演示 差（容易漏水）、金属蜗壳不能透视不便教学的几大矛盾。转轮：转轮的叶片采用铜片冲压成形，其大小、形状 皆按比例进行缩放，与上下座紧密结合，形成一个整体， 能在水力冲击下高速运转，上接不锈钢轴与发电机部分连

9、 接，既坚实又防锈。通水实验；本产品为大型动态仿真模型 ，可实际通水实 验,演示过程与现实中的水轮发电机组发电过程完全相符.实验时，只须按动电键先给上水箱加水，再打开水水箱阀门即可进行发电演示.学生既可直接观察水轮发电机组的各 部份形状与动态，又可观察到水流通过各部份时的状态.因为它可真实发出电来，起可信度极高。规格型号：2500mm*800mm*1900mm制作材料:有机玻璃，珠光玻璃，工程塑料，铜塑线， 高级装饰材料等。该设备最突出的特点是：采用了特殊工艺制作的全透 明整体耐压蜗壳，此蜗壳成功地解决了常规蜗壳因不能耐 压而仿真演示差、金属蜗壳不能透视不便教学或实验的两 大矛盾。蜗壳：采用全

10、透明整体耐压蜗壳，特殊工艺接缝，可 解除日后脱胶开裂的烦恼，能从各个方位透视各个部件运 行动态。如：带浅色的固定导叶、透明或半透明的活动导 叶、用铜片制成转轮、深色的蝴蝶阀等部件的大小、形状、 位置、作用、工作状态以及水流状态，都能一目了然。耐 腐防潮，坚固耐用。总之，此蜗壳成功地解决了常规蜗壳 因不能耐压而仿真效果差、金属蜗壳不能透视不便教学的 几大矛盾。转轮：转轮体主要用来装置叶片和布置转轮机构，轴流式转轮体安放在叶片之处，球形转轮体能使转轮体与叶片 内缘之间的间隙，有利于转浆机构的布置.转轮的叶片采用 铜片冲压成形，其大小、形状皆按比例进行技术方案更优 越，仿真技术更强缩放，与上下座紧密

11、结合，形成一个整体， 上接不锈钢轴与发电机部分连接，既坚实又防锈。通电操作，能仿真运行，完全能观察到水轮机通水发电 的工作原理和发电过程。灯泡贯 流式水 轮发电 机组仿 真设备1500mm*700mm*1100 mm产品规格：1500 mm*700 mm*1100 mm主要材质：有机玻璃，珠光玻璃、不锈钢、工程塑料, 铜质构件、灯光控制系统、电子、电气、高级装饰材材料 等。最突出的特点是：采用了特殊工艺制作的银灰色珠光 有机玻璃整体耐压机壳体，外壳透明，壳体成功地解决了 常规壳体因不能耐压而仿真演示差、金属壳体不能透视不 便教学或实验的两大矛盾。银灰色整体耐壳体，特殊工艺接缝，可解除日后脱胶水

12、斗式水 轮机本体 仿真设 备1500mm*700mm*1200 mm开裂的烦恼，能从各个方位透视各个部件整体结构如：灯 泡型壳体、叶片、导叶、转轮室、发电机转子、发电机定 子、进水管、泄水锥、主轴等。产品规格：1500 mm*700 mm*1200 mm主要材质：有机玻璃，珠光玻璃、不锈钢、工程塑料， 铜质构件、电子、电气、高级装饰材材料等。该装置最突出的特点是：采用了特殊工艺制作的全透 明整体耐压机壳，此机壳成功地解决了常规机壳因不能耐 压而仿真演示差、金属机壳不能透视不便教学或实验的两 大矛盾。机壳用全透明整体耐机壳，特殊工艺接缝，可解除日 后脱胶开裂的烦恼，能从各个方位透视各个部件运行动

13、态, 如：转轮、折向器、喷针等。导水机构由喷针和喷嘴组成， 本装置喷管为外控式，喷针控制机构以不锈钢管制作，具 有结实、防锈、美观、操作灵活等特点，操作方式为电控。 折向器控制机构同样采用不锈钢管制作，电控方式。五、水工建筑物实训设备序 号产品名称规格（mm）说明1宽缝重力坝400*300结构展示，分色处理2纵缝重力坝400*300结构展示，分色处理3重力坝廊道布置系统600*400结构展示，分色处理4支墩坝400*300结构展示，分色处理5双曲拱坝400*300结构展示，分色处理6心墙土石坝500*300结构展示，分色处理7开敞式水闸800*400结构展示，分色处理8弧形闸门800*400结构展示，分色处理9重力式挡土墙500*300结构展示，分色处理10正槽式溢洪道500*300结构展示，分色处理11侧槽式溢洪道500*300结构展示，分色处理12表孔溢流式泄洪洞800*300结构展示，分色处理13竖井式进水口500