机械自动化技术及其在机械制造中的应用策略分析

　　【摘　要】通过分析变电站仿真培训系统的实现形式，软硬件结构，系统功能和培训项目，设计了虚拟变电站仿真培训系统，以实现多媒体教学，仿真培训和评估培训。

　　【关键词】虚拟变电站；仿真；实训设计

　　一、引言

　　创建虚拟变电站仿真培训的目的是为变电站实践教学提供一个安全，真实的培训环境，使学生熟悉变电站设备，了解变电站运维的操作程序，并增强学生的动手能力，可以作为教师的辅助教学工具，帮助学生了解变电站领域的专业知识，提高教学效果。

　　虚拟变电站模拟培训系统用于标准的110kV变电站多媒体教学，模拟培训和评估培训。该系统使用VR（虚拟现实）仿真技术构建具有沉浸效果的虚拟变电站。虚拟变电站设备在外观，几何结构，机械锁定和操作模式方面与实际设备一致。同时，该系统可真正模拟与变电站设备的电气操作相关的测量，监视和继电保护功能。该系统可用于有效地进行变电站电气操作程序，倒闸操作程序，故障处理，设备维护，继电保护设置，无功补偿和电气测试的实践教学。考虑到学校教学模式中师生比例低以及教师间缺乏实际的现场工作经验，该系统提供了计算机辅助培训功能，允许计算机代替教师来指导和控制学生的培训。处理。它满足了学生自主学习的需求，并帮助教师提高教学效果。同时，计算机执行过程的标准化确保了培训教学过程的标准化。

　　虚拟变电站模拟培训系统的功能设计借鉴了“严肃游戏”的设计与开发理念，力求使每个参与学习的学生都以培训为主体。同时，在实现形式和操作方式上采用了3D。计算机游戏的表现方式可以增强学生的学习兴趣，使学生感到他们已经完成了游戏形式的专业实践训练。通过玩游戏等反复训练，学生将快速了解变电站设备，并熟悉变电站的操作和维护。操作步骤，掌握变电设备维护和典型故障处理技巧，提高实际动手操作能力，大大提高教学效果。

　　二、系统实现形式

　　虚拟变电站仿真培训是在完整软件模式下实现的，其核心是虚拟变电站仿真培训系统。该系统在局域网上运行，由图形工作站的客户端应用程序和服务器应用程序组成。与基于硬件的培训模式相比，它具有培训功能易于扩展和升级，培训过程安全，日常维护简单的优点。虚拟变电站模拟培训系统采用桌面虚拟现实技术，通过键盘和鼠标实现人机交互，无需虚拟显示外部设备，运行维护成本低。该系统操作模式的易用性和用户友好性使用户易于熟练地应用模拟培训系统，而无需用户具有较高的计算机使用水平，并且易于进行实践教学课程。

　　2.1系统硬件配置架构

　　虚拟变电站仿真培训系统的硬件架构包括1台服务器和20台客户端PC。服务器负责管理系统的运行数据，电网仿真数据和培训信息，并实现远程监视功能。它也可以用作训练机。作为学生计算机的客户端PC主要运行系统客户端程序，为学生提供用于虚拟变电站环境的虚拟变电站仿真培训系统的硬件配置图，使学生能够通过人机交互来完成仿真操作练习学习。基于完整软件仿真的虚拟变电站培训室可以支持以两种实施模式进行的实际教学活动。首先是集中培训和集 中使用。服务器和客户端集中在变电站培训教室中；第二种是远程培训，将系统设置为局域网操作模式，具有系统使用权限的用户可以登录系统服务器，以实现远程仿真培训和评估。

　　2.2系统软件结构

　　根据项目需求，考虑系统的功能扩展，系统设计遵循“多次使用和松耦合”的原则，使其具有高度的可维护性和可扩展性。该系统包括三个级别：仿真平台层，仿真逻辑和数据层以及仿真应用程序层。仿真平台层实现了模型图形和图像的实时渲染和人机交互功能；仿真逻辑层和数据层实现了仿真操作项目的仿真操作过程的逻辑控制，并且还包含仿真操作过程数据所需的参数数据和模型。应用层实现系统所需的各种模拟操作功能和辅助训练功能。

　　三．培训项目

　　切换操作是指改变电气设备的操作状态，改变一次系统的操作模式，调节继电保护设置，接通和断开设备，接通次级电路，接通和断开操作的操作。自动装置，并进行实验。

　　流程的总称。

　　（1）倒闸操作。该系统可以训练学生了解设备的正确运行状态，了解设备在各种运行状态下的现象，以及在各种运行状态之间进行切换的操作。

　　（2）更改系统操作模式。该系统使用潮流计算来监视每个电路的状态，并以电气主接线图的形式反映电气参数的变化和相应电路的开关状态。该系统可以训练学生了解各种操作模式的状态变化，并了解切换操作对系统操作模式的影响。

　　（3）设置继电保护。该系统变压器采用过流，速断，过载，不通电，高低压侧零序电流；母线扎带过流，速断，母线扎带后备自动开关保护；线路保护使用过电流，速断，过载，零序电流和重合闸保护； PT采用并联，断线，电压损失和总线接地保护。系统模拟了高压综合保护装置的应用功能，可以训练学生修改保护配置和定值，使学生了解不同继电保护的功能特性，组合方法，配置和定值修改方法。

　　（4）开启和关闭设备以及二次电路切换。该系统可以训练学生切换保护装置中的压力板，软压力板，并了解保护电路的原理，每个压力板的功能以及正确的操作方式。

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