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1.1.1. 理论培训系统

1.1.1.1. 主要功能要求

通过供电系统理论培训，使从事供电系统人员直观了解城轨所使用的变电设备的结构、原理和维护方法，同时能够掌握日常正常操作和常见异常状态下的处理操作流程，使供电设备维护人员掌握变电所设备的操作流程和异常设备的处理方法。

1.1.1.2. 主要培训内容

1) 地铁供电系统结构组成、系统原理以及运行方式认知的培训；
2) 地铁供电系统各类设备的安装、调试和维修理论培训；
3) 地铁供电系统正常与非正常情况下的操作规范培训。

1.1.1.3. 主要技术要求

1) 设立专门的电气试验培训室，并提供仪表仪器台和工具箱；
2) 提供地铁供电系统供电设备检修维护、操作方法和试验标准流程培训；
3) 提供地铁供电系统设备、组装检修工器具的结构、原理、性能、参数及使用方法培训；
4) 提供地铁供电系统电气设备安装检修工艺标准、规范及有关试验方法、标准培训；
5) 提供地铁供电系统各种设备的分布、性质、操作方法和安全操作管理规程培训；
6) 提供地铁供电系统规章汇报用语、操作流程、相关设备的工作原理，使用方法的培训。

1.1.2. 实操培训系统

1.1.2.1. 主要功能要求

1) 供电实训设备设计内容主要应包括：
(1) 牵引降压混合所实训设备；
(2) 综合自动化系统实训设备。
2) 供电实训设备设计应遵循以下原则：
(1) 供电实训设备按典型牵引降压混合变电所设备进行配置和接线，具备正线变电所全部功能；
(2) 供电实训牵引降压混合变电所接入一回35kV电源，具备带电实训条件，也可不接入电源，进行不带电培训；
(3) 设计中应优先选用既有线路主流机电设备。

1.1.2.2. 主要培训内容

1) 变电所供电倒闸作业、检修、调试和试验功能培训；
2) 正常情况下变电所设备作业内容及流程培训；
3) 非正常情况下变电所设备故障检测、处理及抢修培训；
4) 突发事件应急处理能力培训；
5) 车站级SCADA系统操作流程培训。

1.1.2.3. 主要技术要求

变电所实训设备参照既有线路规范，优先选用既有线路主流设备，相应的保护装置优先选用既有线路主流保护装置。

1.1.2.3.1. 牵引降压混合变电所实训设备

1) 实训设备
(1) 实训设备功能分区
实训牵引降压混合变电所平面布置按设备类型对实训牵引降压混合变电所进行功能分区。
①　 实训用牵引所，按设备是否带一次高压电，分为可带电设备区域和不带电设备区域。
②　 带电设备：通过电缆从相邻大楼降压所引入一路35kV电源至40.5kVⅠ段进线开关柜，并通过40.5kV馈线开关柜送电至整流机组和配电变压器，分别送至1500V直流开关柜和400V开关柜。主要目的为模拟真实现场带电环境，模拟正常变电所工作制度，模拟送电实训、带电验电作业。
③　 带电区域需配套必要的绝缘防护工具和检验设备。
④　 非带电区域内设备，其设备间均采用一次和二次电缆连接，但40.5kV进线开关柜GIS电缆插头内不接入35kV电缆，无35kV电源引入。
⑤　 非带电区域的设备可拆装、拆卸。
(2) 实训设备配置
牵引所应设置以下设备：
①　 配置2面40.5kV GIS进线柜，2面整流变馈线柜，2面配电变馈线柜，一套母联柜。40.5kV开关柜分为可受电设备和非受电设备，可受电设备单独区域放置。进线柜设置光纤纵差保护装置和数字通信电流保护装置，其余馈线开关柜设置综合测控保护装置。
②　 配置2台整流变压器和2台整流器及变压器温度控制器，其中一台整流变和一台整流器为可受电设备，另一台整流变和另一台整流器为非受电设备。可受电设备单独区域放置。
③　 配置2面1500V直流进线开关柜及保护装置，4面1500V直流馈线开关柜及保护装置，1面负极柜。其中1面1500V直流进线开关柜，2面1500V馈线直流开关柜及1面负极柜为可受电设备，其余的1面1500V直流进线开关柜，2面1500V馈线直流开关柜为非受电设备。可受电设备单独区域放置。
④　 配置4台接触网隔离开关操作机构，与2面可受电的1500V直流馈线开关柜进行闭锁设置。
⑤　 配置2台配电变压器及变压器温度控制器、5面400V开关柜，以及2面有源滤波柜。其中1台配电变压器、3面400V开关柜，以及1面有源滤波柜为可受电设备，其余为非可受电设备。可受电设备单独区域放置。
⑥　 设置1面完整控制信号盘及1套交直流电源设备（含蓄电池）。该设备采用AC 220V电源，按有电设备考虑。为保证实训牵混所二次系统长期带电，交流盘的220V进线电源引自400V开关柜馈线回路。
⑦　 配置一套变电所交直流试验仪器、试验台，及投影仪、办公桌椅等附属设施。
⑧　 实训牵引降压混合变电所建筑要求与布置要求
实训牵引降压混合变电所总体布局紧贴降压所，并按设备是否带一次高压电，分为可带电设备区域和不带电设备区域。
为方便培训与教学，设备尽量集中布置，柜前间距按不低于2米考虑，柜后间距按不低于1.5m考虑，局部不低于1m。整个区域需求面积为500㎡，用房净高5m，房间下设置电缆夹层，电缆走线在夹层中敷设。
实训基地夹层按设备房标准装修和设计，提高培训教学环境。

1.1.2.3.2. 综合自动化系统实训设备

1) 实训设备
①　变电所内采用微机型全所综合自动化系统，分散、分层、分布式网络结构，包括：站级管理层、网络通信层、间隔设备层设备。
②　系统间隔单元通过与一次开关设备、CT/PT等设备接口完成保护、控制、监测、数据采集，并通过间隔单元间的硬线连接完成所内安全联锁功能。间隔单元与站级管理设备之间通过所内通信网络组网实现数据交换，实现变电所站控层设备的集中控制、监视、测量、自动控制、数据集中管理、远程通信等综合自动化管理功能。
③　间隔单元应不依赖于所内通信网，而能独立完成本单元功能。
④　该SCADA系统通过设置站控层设备的远动通信子系统与远动通道接口，完成电力调度系统对被控站的数据采集及控制命令下发。
2) SCADA系统应包括以下设备
①　站级管理层
Ø 主监控单元
监控单元用于实现各类基础设备与监控人机界面、综合监控系统之间的通信传输，接收控制中心电力调度系统的指令、向间隔设备层设备发布指令、收集并处理从基础设备采集到的各类信息。
监控单元采用UNIX、Linux等通用性强的实时多任务操作系统。
变电所综合自动化系统采用单监控单元方案。
Ø 人机接口设备
目前地铁变电所均为无人值班方式，变电所的维护采用便携计算机，并在控制信号盘上配置彩色液晶人机界面单元，用于变电所设备运行状态及各种信息的显示及站内的相关开关的控制操作。
Ø 通信接口
与综合监控实训平台的通信接口：2个光纤以太网接口，分别用于连接到主备通道上，正常时，主接口处于工作状态，当主接口或主通道故障时，自动起动备用接口，使用备用通道。通信协议应采用国际通用标准。
所内通信网络接口：具有用于连接到不同的设备群上的所内通信网络接口(光纤以太网、RS485总线)，满足变电所综合自动化系统控制、测量、保护的通信技术要求，通信协议应采用国际通用标准。
②　网络通信层
变电所综合自动化系统所内通信采用光纤以太网，遵从TCP/IP协议。
与综合监控实训平台的通信接口采用2个光纤以太网接口，分别用于连接到主备通道上。正常时，主接口处于工作状态，当主接口或主通道故障时，自动起动备用接口，使用备用通道。由综合监控实训室设备完成对实训基地牵引降压混合变电所的设备的控制。通信协议应采用国际通用标准。
③　间隔设备层
对于如40.5kVGIS开关柜、1500V直流开关柜的间隔层设备采用保护测控一体化设备，可减少保护与测控之间的接口，系统集成度高。
间隔单元应不依赖于所内通信网，能独立完成本单元功能。
其他间隔层设备如PLC、温控仪，通过屏蔽双绞线接入变电所综合自动化系统。
④　软件
变电所综合自动化系统配置全套等同既有线路正线牵引所的软件系统，并具备抓取报文、数据库修改等后台功能，实现对软件系统的管理功能。
供货商应开放数据库权限，允许运营人员更改调整采样数据的数量和种类。

1.1.2.3.3. 实训设备技术要求

1) 40.5kV GIS 开关柜
实训设备采用的40.5kV GIS 开关柜，包括两面进线柜、两面配电变馈线柜、两面整流变馈线柜，一面（套）母联柜，两套电压互感器柜。
每面开关柜柜内设置三工位开关、真空断路器、继电保护装置、差动保护装置（进线）以及二次设备。
母联设置备自投装置。
40.5kV GIS开关柜满足以下指标要求：
Ø 系统标称电压：35kV；
Ø 设备额定电压：40.5kV；
Ø 额定电流：1250A；
Ø 额定频率：50Hz；
Ø 额定短时耐受电流（3s）：25kA；
Ø 额定峰值耐受电流：63kA；
Ø 工频耐压：85kV，50Hz，1min；
Ø 雷电冲击耐压：185kV；
Ø 防护等级：高压部分箱体IP65；
Ø 机械操作低压箱体  IP4X。
2) 1500V直流开关柜
实训设备采用的DC1500V开关柜，采用户内式开关柜，共设置2面进线柜、4面馈线柜。进线开关和馈线开关均采用手车式直流快速断路器，负极柜开关采用手动隔离开关。
DC1500V开关柜技术参数：
Ø 额定电压：1500V；
Ø 最高工作电压：1800V；
Ø 额定电流：4000A；
Ø 工频耐压：≥ 6.9kV,50Hz,1min；
Ø 雷电冲击耐压：≥ 15kV(1.2/50ms) 。
3) 整流变压器
实训设备采用的整流变压器，采用户内、干式变压器，应具备损耗小、噪音低、体积小、防火等特点。线圈为环氧树脂真空浇注，无空隙、无气泡、不吸潮、不吸尘、不开裂。
整流变压器主要技术参数如下：
Ø 类型：户内干式变压器；
Ø 额定电压：高压/低压/低压(空载)  35/1.18/1.18 kV；
Ø 相数：三相；
Ø 联结组别：Dd0/Dy11（一次侧移相±7.5°）；
Ø 额定容量： 2500 kVA；
Ø 短路阻抗：8%；
Ø 绝缘等级：F级；
Ø 绝缘水平：LI170AC70/LI20AC10；
Ø 两台整流变压器阻抗电压不平衡率：≤ 2 %；
Ø 冷却方式：自然风冷。
4) 整流器
实训设备采用的整流器，为平板式、硅二极管整流器，由两个并联的三相桥构成，十二脉波全波整流。整流器的二极管选型及二极管回路的设计应考虑足够的电流及电压冗余量，管组件安装于金属柜内，并配置完整的控制信号装置及二极管回路短路、断路保护和浪涌过电压保护等保护装置。
实训变电所配置2面2200kW整流器柜。
整流器技术参数如下：
Ø 额定直流电压：1540V；
Ø 最高直流电压：1800V；
Ø 额定功率：2200kW；
Ø 额定电流：1470A；
Ø 二极管型式：平板式；
Ø 最大重复峰值反向电压：≥ 4400V；
Ø 冷却方式：自然风冷。
5) 配电变压器
本次实训设备采用配电变压器，采用户内、干式变压器，应具备损耗小、噪音低、防火、耐潮、体积小等特点。配电变压器线圈为环氧树脂真空浇注，无空隙、无气泡、不吸潮、不吸尘、不开裂。
配电变压器主要技术参数如下：
Ø 类型：户内、干式变压器；
Ø 额定电压：35/0.4kV；
Ø 相数：三相；
Ø 联结组别：D,yn11；
Ø 分接抽头：35±2x2.5%；
Ø 额定容量：500kVA ；
Ø 接地系统：TN-S；
Ø 绝缘等级：F级；
Ø 绝缘水平：LI170AC70/LI0AC3；
Ø 冷却方式：自然风冷，预留强迫风冷条件。
6) 35kV电力电缆
本次实训设备采用的35kV电力电缆在夹层内敷设，选用铜芯，交联聚乙烯绝缘，低烟、无卤、A类阻燃电力电缆，并具备防鼠放白蚁功能。
AC35kV电力电缆主要技术参数如下：
Ø 额定电压：26/35kV；
Ø 工频耐受电压：104kV，5min；
Ø 冲击耐受电压：200kV；
Ø 局部放电量(1.5U0)：≤ 10pc。
7) DC1500V电力电缆
DC1500V电力电缆按照使用功能有两种：DC1500V馈线开关柜至接触网上网隔离开关的正馈线、回（均）流箱回变电所的负馈线选用截面为400mm2的电力电缆，绝缘材料为乙丙橡胶；接触网隔离开关上网部分、钢轨与回（均）流箱的连接以及接触网所有的电连接均选用截面为150mm2的电力电缆，绝缘材料为乙丙橡胶。1500V电力电缆均应具备径向防水功能。
本次实训设备采用的1500V电力电缆，选用单芯、低烟、无卤、A类阻燃、铜芯电力电缆，电缆截面为400mm2和150mm2.
DC1500V电力电缆主要技术参数如下：
Ø 额定电压：1500V；
Ø 系统最高工作电压：1800V；
Ø 工频耐受电压：6.5kV；
Ø 冲击耐受电压：40kV。
8) 综合保护测控单元
变电所各间隔的综合保护测控单元是变电所综合自动化系统的下位监控单元，集保护、控制、监视、测量、通信等多功能于一体，是综合自动化系统的关键环节。综合保护测控单元安装在运行环境恶劣的开关柜内，其功能和可靠性关系着整个综合自动化系统的正常运行，因此，应选用安全可靠性高、抗干扰性能强、工作温湿度范围宽、抗震性能好、体积小、适合于开关柜内安装的低功耗的定型产品。
综合保护测控单元包括AC35kV和DC1500V两种类型，分别安装于35kV开关柜（GIS）和1500V直流开关柜内。
9) 交直流电源装置
交直流电源装置应选用技术成熟、运行可靠、维护方便、智能化程度高的优质产品。
直流装置采用高频开关电源，设置智能监控单元并具有与全所综合自动化系统的通信功能。其中充电模块、蓄电池、智能监控单元、开关、端子等元器件应优先选用进口或合资企业的优质产品，蓄电池容量100AH,应选用阀控式免维护铅酸蓄电池，电池浮充使用寿命应在10年以上(25°C时)。
交流盘采用单母线分段接线型式，分别由变电所内AC0.4kV母线引入电源，设母联自投装置。交流盘上各种空气开关、接线端子等元器件应选用国际知名品牌产品。
高频开关直流电源主要技术参数如下：
Ø 直流额定电压220V；
Ø 稳压精度≤±0.5%；
Ø 稳流精度≤±1%；
Ø 纹波系数≤ 0.5%。
10) PSCADA控制终端工作站
Ø 中央处理器：酷睿I5 3.0GHz；
Ø 操作系统：Windows操作系统；
Ø 内存：8GB DDR4 1600MHz；
Ø 硬盘：1TB 3.5"SATA(7200 Rpm)硬盘；
Ø 显卡：1GB显存，分辨率1280×1024；
Ø 声卡：集成内置声卡；
Ø 网口：10/100M以太网接口。
11) PSCADA控制终端显示器
Ø 尺寸：23英寸液晶显示器；
Ø 最佳分辨率：1920x1080；
Ø 背光类型：LED背光；
Ø 屏幕比例：16:9（宽屏）。
12) 工程要求
严格按照相关法律法规和标准进行工程施工。

1.1.2.4. 设备清单

本项目建设的实训平台应当适应和满足南京地铁供电专业技术人员和维修人员的教学和技术研究需求，南京地铁各线路供电专业目前使用的与本项目相关的主要系统设备制造商情况统计如下：
35kV交流系统：主要系统设备为35kV开关柜（进线柜、出线柜、馈线柜、母联柜、PT柜）及环网电缆。目前南京地铁2号线、3号线、宁和线和宁溧线使用的35kV开关柜设备制造商为沈阳高压成套开关股份有限公司，1号线南延线、4号线、宁天线和宁高线为现代重工，1号线部分GIS开关柜制造商为江苏长江电器，开关柜保护装置（综保和差动）制造商主要以西门子和南瑞为主。使用的35kV环网电缆主要由宝胜科技创新股份有限公司制造和生产。
1500V直流系统：主要系统设备为1500V直流开关柜、轨电位限制装置、排流柜、整流变压器、整流器等设备。目前南京地铁1、2、3、4、10、宁天线、宁和线、宁高线和宁溧线直流开关柜、轨电位限制装置制造商除宁天线采用的是天津保富外，其余线路均为镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司。南京地铁1、2、3、4、10及宁和线使用的排流柜制造商为徐州中矿大传动与自动化公司，宁天线为珠海南自，宁高线和宁溧线为南京大全自动化。南京地铁1号线使用的整流变压器制造商为海南金盘电气（中国）有限公司，2号线、10号线、宁高和宁溧为江苏华鹏变压器有限公司，3号线、宁天线及宁和线为海南金盘电气（中国）有限公司，4号线为中电电气。南京地铁1、2、3、4、10、宁天线、宁和线、宁高线及宁溧线使用的整流器制造商为上海整流器厂有限公司。
400V交流系统：主要系统设备为动力变压器、400V开关柜、有源滤波器等。目前南京地铁1号线北延线使用的动力变压器制造商为江苏华鹏变压器有限公司、南延线为北京华泰，3号线和宁天线为中电电气股份有限公司（厂家已倒闭），4号线、宁和线及宁高线为海南金盘电气有限公司，2号线、10号线以及宁溧线为江苏华鹏变压器有限公司。目前南京地铁1号线南延线使用的400V开关柜制造商为镇江默勒电器、北延线为常州太平洋电力设备（集团）有限公司，2号线为镇江默勒电器，3号线、4号线、宁天线及宁和线为是常州太平洋电力设备（集团）有限公司，10号线为江苏大全长江电气和镇江默勒，宁高线和宁溧线为南京大全电气有限公司。3号线和四号线使用的有源滤波器制造商为常州太平洋电力设备（集团）有限公司，10号线为江苏大全长江电气，宁天线为亚派科技。
站级SCADA统：主要系统设备为控制信号盘。南京地铁1、10、宁和线使用的是国电南瑞科技股份有限公司研发和制造的控制信号盘，2、3、4、宁天线、宁高线和宁溧线使用的是国电南瑞/中国制造的控制信号盘。
电源子系统：主要系统设备为交直流屏和UPS。南京地铁1号线使用的是国电南瑞科技股份有限公司制造的交直流屏，2、3、4、宁高和宁溧线使用的是上海凯华电源成套设备有限公司制造的交直流屏。南京地铁1号线UPS使用的品牌主要为艾默生和GE,2、3、4和宁天线主要为伊顿，10号线为艾默生，机场线为伊顿和山特，宁高线和宁溧线为施耐德。
接触网系统：主要系统设备为隔离开关、分段绝缘器、接触线、汇流排、避雷器、单向导通装置、绝缘子、支柱等。南京地铁1号线和2号线主要使用天津长城加州电器的隔离开关，3、4、10、宁天线、宁和线、宁高线及宁溧线使用的是德雷希尔（西安）电气有限公司的隔离开关。1、3、宁和、宁高和宁溧线使用的是法国加朗公司的分段绝缘器，四号线使用的是无锡华力钢杆有限公司的分段绝缘器，10号线使用的是瑞士AF公司的分段绝缘器。南京地铁既有线路除宁天线使用是北京赛尔克瑞特的接触线外，其余线路使用的是常州安凯特电缆有限公司的接触线；南京地铁1、2、4、10、宁高、宁溧线使用是西安神电电器有限公司的避雷器，3号线和宁天线使用的是苏州闪联的避雷器，宁和线使用的是山东迅实电气有限公司的避雷器。南京地铁1号线使用的单向导通装置制造商为永济新时速和天津长城，2、3、4、10、宁天线使用的单向导通装置制造商为徐州矿大，宁高线使用的单向导通装置制造商为南京大全自动化科技有限公司，宁溧线使用的单向导通装置制造商为西安神电电器有限公司。1、2、3、10、机场、宁天、宁溧使用的支持定位装置制造商为中铁电气化局宝鸡器材公司，4、宁高、宁和使用的支持定位装置制造商为南京普泰德电气。1、2、3、10、宁天、宁和、宁溧使用的支柱基础制造商为无锡华德、中铁电气化局，机场线使用的支柱基础制造商为中铁二局、无锡华德，宁高线使用的支柱基础制造商为无锡华力。
绝缘子制造商1号线为湖北广水和淄博道麦逊，2号线为苏州电瓷，3号线和宁天线为泰科电子，4号线、宁和线和宁溧线为淄博道麦逊，10号线为泰科电子和苏州闪联，宁高线为江苏南瓷和淄博道麦逊。