工厂供配电虚拟仿真软件

本项目是一个可人机交互的三维可视化的以某工厂供配电系统运行维护虚拟实训 系统。多维度、全流程、全范围虚拟某工厂供配电系统的各个环节和主要生产设备，并 提示相关信息，使学生能够通过人机交互方式身临其境的全程参与到工厂供配电系统运 行维护过程中，熟悉具体安全规范，明确操作中的危险点与事故临界点，控制虚拟场景 中对应的设备进行各项操作作业，能实现自由操作，具备学员自 由练习、考核认证等功 能，具有安全经济、效果直观、提高学习乐趣的特点，满足学员从事工厂供配电系统调 试及运行等相关工作的工程实践要求，能培养相关工程实践能力。

一、软件仿真培训系统规格

1.规格：多用户协同安装版

2. 系列软件包括内容：通用教师站；通过局域网连接可安装的多台学员操作站。 3.配备使用说明书、备件、其它相关资料。

二、软件内容和功能

主要内容(包括以下实验)：

( 1)供-配- 电系统全景漫游；

(2)供-配- 电系统与设备认知学习；

(3)变压器拆装

(4)供配电系统巡检

(5)倒闸操作

(6)电气接线图(与下面部分实验相结合)；

(7)供配电系统继电保护；

(8)模拟系统短路实验；

(9)供配电系统无功补偿；

( 10)备用电源自动投入装置实验。

1.工厂供配电系统全景漫游

( 1)工厂供配电系统全景漫游：可实现在仿真范围内的全站漫游功能，通过漫游了解 工厂供配电系统的建筑布局、主要设备、生产工艺等，对工厂供配电系统全貌建立感性 认识。

(2)漫游模式：分为行走模式和飞行模式。用户在进行场景漫游时，可以在电气设备 的任意空间和位置进行漫游行走、环视，还可以调整行走速度，在场景中按          “W”“A”“S”“D”前进、后退、向左、向右(前后左右键也可)；飞行模式可以在场景中以任 意合适的视角来进行观察设备，按“E”上升，按“Q”下降；按住鼠标右键移动，进行视角 的调整。

(3)设备和系统学习：点击相关设备或系统显示出其简介、图片及工作原理及相关操 作规程文字界面、操作规范等，使学生进行设备的认知。

(4)安全教育：厂区内设置危险标志牌及护栏，注重培养学生的安全意识及按流程规 范操作的意识。

(5)软件应具有搜索定位功能。定位分为两种模式：列表模式和主接线模式。列表模 式是将所有的设备以不同的分类列出，并根据选择移动至相应设备处。

主接线模式是在主接线图上选择对应的断路器、开关、主变等并移动至设备位置。

2.工厂供配电系统与设备认知学习

通过3D 虚拟建模技术对工厂供配电系统设备结构进行仿真，工厂内所有事物都以

三维虚拟数据图形的形式展现在计算机上，虚拟图形与现实世界中的各个事物的相对比 例一致，位置、形状、颜色一致，具有真实性、沉浸性、交互性和易实现等特点。点击 相关设备或系统显示简介，通过轮廓线、高亮显示等手段，突出该设备。从厂站级、系 统级、设备级三个不同层面让学生详细理解工厂供配电系统的运作流程、专业组成和工 作原理。软件中的设备包含工厂的整体场景，包括厂内的总降压变电所、总配电所，各

分厂内的低压变电所、配电所以及电气设备(例如变压器、断路器、开关等)。

3. 变压器拆装

软件主要包括四个模块： 自动拆分和组装、手动拆分和组装、设备零部件的介绍和 作用、工作原理介绍。

4.供配电系统巡检

主要巡检内容变压器、高压断路器、电力互感器、电压互感器、避雷器、高压室等 内容，巡检条目不少于 19 条。

5.工厂供配电系统电气接线图

6.倒闸操作

主要对供配电线路进行停送电操作。

7 、供配电系统继电保护

实验中，学生可查看实验说明进行原理性学习，对整个系统进行短路电流计算、高 压配电室定制计算、变电所定值计算。进行整定值的计算后，并整定到继电保护装置中 进行实验。选择故障线路、故障距离、故障类型、运行方式等，然后进行测试，触发继 电保护，展示继保内部逻辑。

8.模拟系统短路实验

实验中，学生可查看实验说明进行原理性学习，展示三相短路、两相短路、两相接 地短路和单相接地短路曲线。

9.供配电系统无功补偿

实验中，学生可查看实验说明进行原理性学习，可进行手动控制和自动控制两种无 功补偿控制方式。对于手动控制，能查看初始状态和每投入一组电容器后的功率因数值、 电压值、电流值等相关变量。对于自动控制，系统能根据初始状态的功率因数值， 自动 控制投入电容器的个数，使功率因数达到 0.9 以上，实验后，能查看初始状态和补偿后 的功率因数值。

10.备用电源自动投入装置实验

主要模块内容有装置接线模块、主接线图设计、保护逻辑、设备调试等内容。

该实验能模拟明备用和暗备用两种接线方式下，备自投和断路器的动作情况。1)模 拟工作电源线路失电，备用电源线路有电情况下，两条线路断路器的位置状态和备自投 是否投入；2)模拟工作电源线路失电，备用电源线路无电情况下，两条线路断路器的位 置状态和备自投是否投入；

11.知识点系统：

工艺讲解：在虚拟现实场景对生产讲解及操作方法进行讲解

自 由漫游： 了解整体布局，设备分布等，对工厂有一个整体的认识。

安全规范：包含应急预案、关键控制点、安全隐患、卫生规范、安全标准、职业危 害、安全文明生产措施等相关内容

设备原理：在虚拟现实场景中清晰地展现了工厂中一些设备的结构、工作原理、应用案例，使学员对设备的内部结构有一个更主观的认识，全面的了解设备的工作运行过 程。

12.任务系统：

软件中如同游戏一般设有丰富的任务，学生通过领取交接任务，任务引导来参观和 认识工厂，帮助更快的熟悉软件操作。学生通过和 NPC 对话领取任务后，按照任务提 示进行操作，过程附带明显的提示，例如下一操作点高亮，前方有箭头提示等等。

13.地图

支持缩放与观看全景地图。当前任务位置与人物角色位置在地图中明显标识，支持 全景地图模式下人物快速移动。

14.天气系统

支持模拟晴天、多云等不同的天气状态。

15.智能评分系统

对虚拟现实场景中的操作和工艺参数进行实时评定，可导出、打印成绩。