本項目是一個可人機交互的三維可視化的以某工廠供配電系統運行維護虛擬實訓 系統。多維度、全流程、全范圍虛擬某工廠供配電系統的各個環節和主要生產設備，并 提示相關信息，使學生能夠通過人機交互方式身臨其境的全程參與到工廠供配電系統運 行維護過程中，熟悉具體安全規范，明確操作中的危險點與事故臨界點，控制虛擬場景 中對應的設備進行各項操作作業，能實現自由操作，具備學員自 由練習、考核認證等功 能，具有安全經濟、效果直觀、提高學習樂趣的特點，滿足學員從事工廠供配電系統調 試及運行等相關工作的工程實踐要求，能培養相關工程實踐能力。

一、軟件仿真培訓系統規格

1.規格：多用戶協同安裝版

2. 系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。 3.配備使用說明書、備件、其它相關資料。

二、軟件內容和功能

主要內容(包括以下實驗)：

( 1)供-配- 電系統全景漫游；

(2)供-配- 電系統與設備認知學習；

(3)變壓器拆裝

(4)供配電系統巡檢

(5)倒閘操作

(6)電氣接線圖(與下面部分實驗相結合)；

(7)供配電系統繼電保護；

(8)模擬系統短路實驗；

(9)供配電系統無功補償；

( 10)備用電源自動投入裝置實驗。

1.工廠供配電系統全景漫游

( 1)工廠供配電系統全景漫游：可實現在仿真范圍內的全站漫游功能，通過漫游了解 工廠供配電系統的建筑布局、主要設備、生產工藝等，對工廠供配電系統全貌建立感性 認識。

(2)漫游模式：分為行走模式和飛行模式。用戶在進行場景漫游時，可以在電氣設備 的任意空間和位置進行漫游行走、環視，還可以調整行走速度，在場景中按          “W”“A”“S”“D”前進、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 意合適的視角來進行觀察設備，按“E”上升，按“Q”下降；按住鼠標右鍵移動，進行視角 的調整。

(3)設備和系統學習：點擊相關設備或系統顯示出其簡介、圖片及工作原理及相關操 作規程文字界面、操作規范等，使學生進行設備的認知。

(4)安全教育：廠區內設置危險標志牌及護欄，注重培養學生的安全意識及按流程規 范操作的意識。

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

主接線模式是在主接線圖上選擇對應的斷路器、開關、主變等并移動至設備位置。

2.工廠供配電系統與設備認知學習

通過3D 虛擬建模技術對工廠供配電系統設備結構進行仿真，工廠內所有事物都以

三維虛擬數據圖形的形式展現在計算機上，虛擬圖形與現實世界中的各個事物的相對比 例一致，位置、形狀、顏色一致，具有真實性、沉浸性、交互性和易實現等特點。點擊 相關設備或系統顯示簡介，通過輪廓線、高亮顯示等手段，突出該設備。從廠站級、系 統級、設備級三個不同層面讓學生詳細理解工廠供配電系統的運作流程、專業組成和工 作原理。軟件中的設備包含工廠的整體場景，包括廠內的總降壓變電所、總配電所，各

分廠內的低壓變電所、配電所以及電氣設備(例如變壓器、斷路器、開關等)。

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、設備零部件的介紹和 作用、工作原理介紹。

4.供配電系統巡檢

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

5.工廠供配電系統電氣接線圖

6.倒閘操作

主要對供配電線路進行停送電操作。

7 、供配電系統繼電保護

實驗中，學生可查看實驗說明進行原理性學習，對整個系統進行短路電流計算、高 壓配電室定制計算、變電所定值計算。進行整定值的計算后，并整定到繼電保護裝置中 進行實驗。選擇故障線路、故障距離、故障類型、運行方式等，然后進行測試，觸發繼 電保護，展示繼保內部邏輯。

8.模擬系統短路實驗

實驗中，學生可查看實驗說明進行原理性學習，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.供配電系統無功補償

實驗中，學生可查看實驗說明進行原理性學習，可進行手動控制和自動控制兩種無 功補償控制方式。對于手動控制，能查看初始狀態和每投入一組電容器后的功率因數值、 電壓值、電流值等相關變量。對于自動控制，系統能根據初始狀態的功率因數值， 自動 控制投入電容器的個數，使功率因數達到 0.9 以上，實驗后，能查看初始狀態和補償后 的功率因數值。

10.備用電源自動投入裝置實驗

主要模塊內容有裝置接線模塊、主接線圖設計、保護邏輯、設備調試等內容。

該實驗能模擬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 置狀態和備自投是否投入；

11.知識點系統：

工藝講解：在虛擬現實場景對生產講解及操作方法進行講解

自 由漫游： 了解整體布局，設備分布等，對工廠有一個整體的認識。

安全規范：包含應急預案、關鍵控制點、安全隱患、衛生規范、安全標準、職業危 害、安全文明生產措施等相關內容

設備原理：在虛擬現實場景中清晰地展現了工廠中一些設備的結構、工作原理、應用案例，使學員對設備的內部結構有一個更主觀的認識，全面的了解設備的工作運行過 程。

12.任務系統：

軟件中如同游戲一般設有豐富的任務，學生通過領取交接任務，任務引導來參觀和 認識工廠，幫助更快的熟悉軟件操作。學生通過和 NPC 對話領取任務后，按照任務提 示進行操作，過程附帶明顯的提示，例如下一操作點高亮，前方有箭頭提示等等。

13.地圖

支持縮放與觀看全景地圖。當前任務位置與人物角色位置在地圖中明顯標識，支持 全景地圖模式下人物快速移動。

14.天氣系統

支持模擬晴天、多云等不同的天氣狀態。

15.智能評分系統

對虛擬現實場景中的操作和工藝參數進行實時評定，可導出、打印成績。