变电站运检虚拟仿真实训系统
本变电虚拟实训系统覆盖 10kV 至 500kV 多等级一、二次变电设备,配套对应设备解体大修、故障处理等全套虚拟检修实训项目,场景贴合现场作业。系统支持 PC、VR 双环境,设教学、练习、考核三类模式,构建完整变电人才培养体系。具备自主 / 引领式虚拟参观、设备辨识、结构拆解认知、原理动画演示、设备故障模拟与缺陷巡检等基础功能;虚拟检修模块分层设计,教学模式提供标准化流程与语音讲解,练习模式配有智能提示、错误实时纠错,考核模式可自定义考试规则,自动统计并输出含错误步骤、时长的考核报告,全面训练学员设备认知、故障排查与标准化检修实操能力。

一、业务范围

覆盖多电压等级变电设备,包括:

500kV主要一次设备包括:变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备;

200kV主要一次设备包括:断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等。

110kV主要一次设备包括:断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、并联电抗器、并联电容器等。

10kV开关柜和真空断路器。

二次设备主要包括继保屏、测控屏、直流屏、计量屏、UPS屏。

等相关设备的结构、作用、原理、参数和检修实训任务,能够满足不同岗位学员的培训需求。辅以实训场景贴合现场作业环境,确保实训内容与现场实际作业内容统一。

实训任务包括:

电压等级序号检修项目
10kV110kV开关柜解体大修(包含断路器、隔离开关、接地开关、底盘车、触头座) 
210kV柜顶母排检修(母线室母排、支柱绝缘子、穿柜套管更换)
310kV开关柜小车隔离触指检修(断路器手车动静触头更换)
410kV开关柜闭锁装置(五防)检修 
510kV开关柜接地回路检修(接地开关更换) 
610kV断路器灭弧、导电和绝缘部分解体大修(触指及导电臂解体检修) 
710kV断路器瓷质绝缘检修(固封式极柱整体更换)
810kV断路器密封检修检查(真空泡更换)
910kV断路器操动机构解体检修(储能电机及减速器更换)
1010kV断路器附属部件检修(分合闸弹簧更换)
1110kV真空断路器及开关柜例行检修
110kV1110kV隔离开关解体大修(本体、传动及机构)
2110kV隔离开关导电部分异常检修(导电部分解体大修)
3110kV隔离开关传动机构和转动部件大修(隔离开关及接地开关调试)
4110kV隔离开关法兰部件更换(隔离开关底座更换)
5110kV隔离开关接地刀闸及关联部件大修(接地开关机构、本体及传动部件)
6110kV断路器解体大修(弹簧机构检修)
7110kV断路器灭弧、导电和绝缘部分解体大修
8110kV断路器瓷质绝缘检修(极柱更换)
9110kV断路器控制、传动部分解体检修(分合闸弹簧更换及特性试验)
10110kV断路器手动和电动分合闸检查(断路器动作电压、时间、行程、速度调整)
11110kV SF6断路器(弹簧机构)例行检修
12110kV隔离开关例行检修系统
13110kV SF6 断路器单相更换
14110kV SF6 断路器分合闸故障处理
15110kV SF6 断路器动、静触头更换
220kV1220kV主变解体大修(吊罩检修)
2220kV主变本体油添加(外油式波纹管储油柜补油)及试验(本体密封性试验)
3220kV主变油密封处理(变压器真空注油)
4220kV主变高压套管更换(穿缆式)
5220kV主变调压机构吊出及检修(有载分解开关机构及本体)
6220kV三相一体油浸式变压器解体检修
7220kV油浸式变压器本体滤油
8220kV油浸式变压器补油
9220kV油浸式变压器压力释放阀更换
10220kV油浸式变压器气体继电器更换
11220kV油浸式变压器呼吸器更换
12220kV油浸式变压器有载调压开关检修
13220kV油浸式变压器高压侧直阻超标处理
14220kV GIS进出线间隔检修
15220kV断路器解体大修(弹簧操作机构大修)
16220kV断路器灭弧、导电和绝缘部分解体大修
17220kV断路器瓷质绝缘检修(极柱更换)
18220kV断路器操动机构解体检修(分合闸线圈、掣子更换)
19220kV断路器手动和电动分合闸检查(断路器动作电压、时间、行程、速度调整)
20220kV隔离开关解体大修(本体、传动及机构)
21220kV隔离开关导电部分异常检修(导电部分解体大修)
22220kV隔离开关传动机构和转动部件大修(隔离开关及接地开关调试)
23220kV隔离开关法兰部件更换(轴承座解体检修)
24220kV隔离开关接地刀闸及关联部件大修(接地开关机构、本体及传动部件)
550kV1500kV变压器主变解体大修(人孔盖进入免吊罩检修)
2500kV变压器主变本体油添加(胶囊式储油柜补油)及试验(本体密封性试验)
3500kV变压器主变冷却散热系统大修(风扇电机更换、潜油泵更换、油流继电器更换)
4500kV主变瓦斯继电器检修(本体瓦斯更换)
5500kV主变二次接线拆除及线缆恢复(本体油枕指针式油位计更换及调试)
6500kV断路器解体大修(液压机构解体检修)
7500kV断路器灭弧、导电和绝缘部分解体大修 
8500kV断路器控制、传动部分解体检修(行程开关更换及校验)
9500kV断路器操动机构解体检修(一二级阀、安全阀、泄压阀更换)
10500kV断路器附属部件检修(液压油更换)
11500kV隔离开关解体大修(本体、传动及机构)
12500kV隔离开关导电部分异常检修(导电部分解体大修)  
13500kV隔离开关传动机构和转动部件大修
14500kV隔离开关法兰部件更换(隔离开关底座更换)
15500kV隔离开关接地刀闸及关联部件大修(接地开关机构、本体及传动部件)


二、功能概述

该系统运行于PC/VR环境,提供三种功能模式,包括教/学模式、练习模式、考试模式。教/学模式用于教员集中授课和学员自主学习,练习与考试模式用于学员培训。致力于搭建从零基础学习、实操巩固到标准化考核的全周期、系统化的人才培养体系,全方位提升学员的实操能力与安全规范意识。

(1)虚拟参观

系统提供两种参观方式:自主式参观和引领式参观。

自主式参观:系统中各设备都配有铭牌信息、各设备运行状态及电流走向,学员可以按照自己的想法随意参观,进行全站任何地点、任何高度、任何设备进行自主观看。

引领式参观:本系统设有自动巡航功能,系统自动带领学员按照规定好的最佳路线进行全站的漫游参观。在参观过程中,对全站的各区域设备进行详细的讲解。

(2)设备辨识

学员进入虚拟变电站场景,在场景中认识各种变电设备,掌握设备结构、作用、原理和参数、以便学员以最快的速度掌握相关业务知识。

(3)结构认知

本功能中,系统配音会从外到内讲解整个设备结构,系统动画会根据配音将设备所有部件进行高亮显示,同时标示每一个部件的信息,用户也可自行点击部件标注,产看部件介绍。本功能支持自主式漫游。

(4)工作原理

设备工作原理介绍的重点在于动画以及特效的展示,本模块以生动的特效展示设备的工作原理,如断路器工作原理、刀闸工作原理等。

(5)异常、缺陷、故障模拟

在虚拟变电站场景中模拟各设备的异常与缺陷。

系统预设若干种设备受损特征,异常现象包括但不限于以下所述有:破裂、断线;变形(膨胀、收缩、弯曲);松动;漏油、漏水、漏气;腐蚀;磨损;变色(烧焦、硅胶变色、油变黑);冒烟,接头发热;产生火花;有杂质异物;表计指示不正常,油位指示不正常;不正确的动作等;

(6)异常、缺陷、故障查找

在变电站三维模型上,系统随机或者预定好缺陷,人员可通过变电站巡视功能在整个变电站场景中进行漫游,然后对关键设备进行查看,查看的时候可通过视觉观察到缺陷的存在,或者有缺陷迹象但是不能确定的可以用工器具辅助查找缺陷。

(7)虚拟检修

教学模式

教学模式用于教员集中授课和学员自主学习,授课内容投影显示,便于集中教学;学员也可以在模式中进行自主学习。

1)标准操作流程教学

系统提供标准操作流程,包括作业步骤、所用工器具、操作部位、操作方法、注意事项等;教员利用该软件进行标准化教学,可随时暂停操作进行补充讲解,带领学员从各种不同视角观察作业过程。

2)标准操作流程语音讲解

在教学过程中,系统会随着演示流程的步伐对相关知识点进行语音讲解,减轻教员授课讲解负担,教员只需要补充讲解软件系统没有的内容,将教员从繁重的重复讲解中解放出来。

练习模式

练习模式用于学员自主操练,巩固相关技术技能知识。

1)操作知识点智能提示

操作流程虚拟练习的操作过程中,系统会根据当前操作步骤给出对应的提示,包括步骤名称、需用工器具、操作部位等信息提示,且有文字、语音等多种提示方式。

2)操作流程虚拟练习

系统提供学员虚拟操练模式,不同于教学模式,教学模式下只需要学员进行观看,理解并记忆操作流程和作业工艺;而学习模式下则需要学员自行操作并完成各个检修内容的完整版标准操作流程。

3)操作问题实时反馈

在操作过程中,难免会出现操作错误的情况。系统设计有操作监测功能,当学员出现错误操作时,以高亮的形式提示错误内容,同时提示正确的操作方法。

考核模式

考核模式用于对学员技术技能掌握程度的检测,为智能化技术技能考核提供技术手段。

1)考核规则设定

在考核模式中,可设置不同的考核规则。规则选项包括考试时间限制,错误次数限制等。当学员在考核过程中超时或者错误次数超限时,系统将会结束考试并生成考核成绩单。

2)成绩单输出

考核成绩单含学员的错误次数、错误步骤、考试用时等相关信息,同时系统支持成绩单输出,作为实际教学效果的参考之一。