人機(jī)交互的三維可視化的以工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。多維度、全流程、全范圍虛擬某工廠供配電系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)和主要生產(chǎn)設(shè)備，并提示相關(guān)信息，使學(xué)生能夠通過人機(jī)交互方式身臨其境的全程參與到工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)過程中，熟悉具體安全規(guī)范，明確操作中的危險(xiǎn)點(diǎn)與事故臨界點(diǎn)，控制虛擬場景中對應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)操作作業(yè)，能實(shí)現(xiàn)自由操作，具備學(xué)員自由練習(xí)、考核認(rèn)證等功能，具有安全經(jīng)濟(jì)、效果直觀、提高學(xué)習(xí)樂趣的特點(diǎn)，滿足學(xué)員從事工廠供配電系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行等相關(guān)工作的工程實(shí)踐要求，能培養(yǎng)相關(guān)工程實(shí)踐能力。

一、軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)規(guī)格

1.規(guī)格：多用戶協(xié)同安裝版

2.系列軟件包括內(nèi)容：通用教師站；通過局域網(wǎng)連接可安裝的多臺學(xué)員操作站。

3.配備使用說明書、備件、其它相關(guān)資料。

二、軟件內(nèi)容和功能

主要內(nèi)容(包括以下實(shí)驗(yàn))：

(1)供-配-電系統(tǒng)全景漫游；

(2)供-配-電系統(tǒng)與設(shè)備認(rèn)知學(xué)習(xí)；

(3)變壓器拆裝

(4)供配電系統(tǒng)巡檢

(5)倒閘操作

(6)電氣接線圖(與下面部分實(shí)驗(yàn)相結(jié)合)；

(7)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)；

(8)模擬系統(tǒng)短路實(shí)驗(yàn)；

(9)供配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償；

(10)備用電源自動投入裝置實(shí)驗(yàn)。

1.工廠供配電系統(tǒng)全景漫游

(1)工廠供配電系統(tǒng)全景漫游：可實(shí)現(xiàn)在仿真范圍內(nèi)的全站漫游功能，通過漫游了解工廠供配電系統(tǒng)的建筑布局、主要設(shè)備、生產(chǎn)工藝等，對工廠供配電系統(tǒng)全貌建立感性認(rèn)識。

(2)漫游模式：分為行走模式和飛行模式。用戶在進(jìn)行場景漫游時，可以在電氣設(shè)備的任意空間和位置進(jìn)行漫游行走、環(huán)視，還可以調(diào)整行走速度，在場景中按“W”“A”“S”“D”前進(jìn)、后退、向左、向右(前后左右鍵也可)；飛行模式可以在場景中以任意合適的視角來進(jìn)行觀察設(shè)備，按“E”上升，按“Q”下降；按住鼠標(biāo)右鍵移動，進(jìn)行視角的調(diào)整。

(3)設(shè)備和系統(tǒng)學(xué)習(xí)：點(diǎn)擊相關(guān)設(shè)備或系統(tǒng)顯示出其簡介、圖片及工作原理及相關(guān)操作規(guī)程文字界面、操作規(guī)范等，使學(xué)生進(jìn)行設(shè)備的認(rèn)知。

(4)安全教育：廠區(qū)內(nèi)設(shè)置危險(xiǎn)標(biāo)志牌及護(hù)欄，注重培養(yǎng)學(xué)生的安全意識及按流程規(guī)范操作的意識。

(5)軟件應(yīng)具有搜索定位功能。定位分為兩種模式：列表模式和主接線模式。列表模式是將所有的設(shè)備以不同的分類列出，并根據(jù)選擇移動至相應(yīng)設(shè)備處。

主接線模式是在主接線圖上選擇對應(yīng)的斷路器、開關(guān)、主變等并移動至設(shè)備位置。

2.工廠供配電系統(tǒng)與設(shè)備認(rèn)知學(xué)習(xí)

通過3D虛擬建模技術(shù)對工廠供配電系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，工廠內(nèi)所有事物都以三維虛擬數(shù)據(jù)圖形的形式展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，虛擬圖形與現(xiàn)實(shí)世界中的各個事物的相對比例一致，位置、形狀、顏色一致，具有真實(shí)性、沉浸性、交互性和易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。點(diǎn)擊相關(guān)設(shè)備或系統(tǒng)顯示簡介，通過輪廓線、高亮顯示等手段，突出該設(shè)備。從廠站級、系統(tǒng)級、設(shè)備級三個不同層面讓學(xué)生詳細(xì)理解工廠供配電系統(tǒng)的運(yùn)作流程、專業(yè)組成和工作原理。軟件中的設(shè)備包含工廠的整體場景，包括廠內(nèi)的總降壓變電所、總配電所，各分廠內(nèi)的低壓變電所、配電所以及電氣設(shè)備(例如變壓器、斷路器、開關(guān)等)。

3.變壓器拆裝

軟件主要包括四個模塊：自動拆分和組裝、手動拆分和組裝、設(shè)備零部件的介紹和作用、工作原理介紹。

4.供配電系統(tǒng)巡檢

主要巡檢內(nèi)容變壓器、高壓斷路器、電力互感器、電壓互感器、避雷器、高壓室等內(nèi)容，巡檢條目不少于19條。

5.工廠供配電系統(tǒng)電氣接線圖

6.倒閘操作

主要對供配電線路進(jìn)行停送電操作。

7、供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)

實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可查看實(shí)驗(yàn)說明進(jìn)行原理性學(xué)習(xí)，對整個系統(tǒng)進(jìn)行短路電流計(jì)算、高壓配電室定制計(jì)算、變電所定值計(jì)算。進(jìn)行整定值的計(jì)算后，并整定到繼電保護(hù)裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。選擇故障線路、故障距離、故障類型、運(yùn)行方式等，然后進(jìn)行測試，觸發(fā)繼電保護(hù)，展示繼保內(nèi)部邏輯。

8.模擬系統(tǒng)短路實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可查看實(shí)驗(yàn)說明進(jìn)行原理性學(xué)習(xí)，展示三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路曲線。

9.供配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償

實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可查看實(shí)驗(yàn)說明進(jìn)行原理性學(xué)習(xí)，可進(jìn)行手動控制和自動控制兩種無功補(bǔ)償控制方式。對于手動控制，能查看初始狀態(tài)和每投入一組電容器后的功率因數(shù)值、電壓值、電流值等相關(guān)變量。對于自動控制，系統(tǒng)能根據(jù)初始狀態(tài)的功率因數(shù)值，自動控制投入電容器的個數(shù)，使功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，實(shí)驗(yàn)后，能查看初始狀態(tài)和補(bǔ)償后的功率因數(shù)值。

10.備用電源自動投入裝置實(shí)驗(yàn)

主要模塊內(nèi)容有裝置接線模塊、主接線圖設(shè)計(jì)、保護(hù)邏輯、設(shè)備調(diào)試等內(nèi)容。

該實(shí)驗(yàn)?zāi)苣M明備用和暗備用兩種接線方式下，備自投和斷路器的動作情況。1)模擬工作電源線路失電，備用電源線路有電情況下，兩條線路斷路器的位置狀態(tài)和備自投是否投入；2)模擬工作電源線路失電，備用電源線路無電情況下，兩條線路斷路器的位置狀態(tài)和備自投是否投入；

11.知識點(diǎn)系統(tǒng)：

工藝講解：在虛擬現(xiàn)實(shí)場景對生產(chǎn)講解及操作方法進(jìn)行講解

自由漫游：了解整體布局，設(shè)備分布等，對工廠有一個整體的認(rèn)識。

安全規(guī)范：包含應(yīng)急預(yù)案、關(guān)鍵控制點(diǎn)、安全隱患、衛(wèi)生規(guī)范、安全標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)危害、安全文明生產(chǎn)措施等相關(guān)內(nèi)容

設(shè)備原理：在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中清晰地展現(xiàn)了工廠中一些設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用案例，使學(xué)員對設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個更主觀的認(rèn)識，全面的了解設(shè)備的工作運(yùn)行過程。

12.任務(wù)系統(tǒng)：

軟件中如同游戲一般設(shè)有豐富的任務(wù)，學(xué)生通過領(lǐng)取交接任務(wù)，任務(wù)引導(dǎo)來參觀和認(rèn)識工廠，幫助更快的熟悉軟件操作。學(xué)生通過和NPC對話領(lǐng)取任務(wù)后，按照任務(wù)提示進(jìn)行操作，過程附帶明顯的提示，例如下一操作點(diǎn)高亮，前方有箭頭提示等等。

13.地圖

支持縮放與觀看全景地圖。當(dāng)前任務(wù)位置與人物角色位置在地圖中明顯標(biāo)識，支持全景地圖模式下人物快速移動。

14.天氣系統(tǒng)

支持模擬晴天、多云等不同的天氣狀態(tài)。

15.智能評分系統(tǒng)

對虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的操作和工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時評定，可導(dǎo)出、打印成績。