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变电站综合自动化虚拟仿真实训系统

支持平台：PC、WEBGL、AR台、VR

产品概述

变电站综合自动化虚拟仿真实训系统是一款面向电力行业教育培训的三维虚拟仿真平台。系统以 220kV 变电站为原型，构建 1:1 高精度三维场景，结合三维虚拟现实技术与沉浸式人机交互设计，涵盖场景漫游、巡检、运行、故障处理四大核心模块，帮助学员在安全、逼真的虚拟环境中系统掌握变电站设备认知、标准化巡检、倒闸操作、异常处置与故障排查等关键技能，有效提升变电站运维人员的专业技能水平与安全作业意识。

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核心功能

场景漫游模块

  • 1:1 高精度变电站场景：以 220kV 变电站真实布局为蓝本，完整构建户外配电装置区、主变压器区、室内开关柜室、控制室、继保室、蓄电池室、站用电系统等区域

  • 自由漫游与导航：支持第一人称自由行走与定点瞬移两种漫游模式，学员可自主探索变电站各区域，了解设备空间布局与安全通道

  • 设备认知与标识识别：点击任意设备弹出详细参数与功能说明，涵盖主变压器、断路器、隔离开关、CT、PT、避雷器、母线、接地刀闸、继电保护装置、测控装置等主要设备

  • 安全警示标识：场景中嵌入安全警示标识——高压危险、禁止合闸、禁止攀登、安全通道、接地标识等，训练学员识别各类安全标识与警示含义

巡检模块

  • 标准化巡检路线：内置标准化巡检路线，覆盖主变压器、断路器、隔离开关、CT/PT、避雷器、SF6 压力表、油位计、端子箱、汇控柜等关键巡检点位

  • 巡检项目检查：每个巡检点位设定标准检查项目——设备外观、表计读数、声响异常、发热情况、SF6 压力、油位油温、接地线状态等，训练学员按规范逐项检查

  • 巡检工具使用：模拟红外热成像仪、测温枪、对讲机、巡检记录仪等巡检工具的使用，训练学员掌握红外测温、局部放电检测等带电检测技术

  • 巡检记录生成：自动记录巡检路线、巡检时间、检查结果与异常发现，生成标准化巡检记录表

运行模块

  • 倒闸操作仿真：模拟变电站典型倒闸操作流程——线路停送电、母线倒换、主变压器投退、旁路代路操作，严格按照操作票制度执行，操作顺序错误时系统自动拦截

  • 五防联锁验证：完整模拟变电站五防联锁机制——防止误分/误合断路器、防止带负荷拉合隔离开关、防止带电挂接地线、防止带接地线合闸、防止误入带电间隔

  • 运行方式切换：模拟双母线并列/分列运行、单母线分段运行、旁路母线运行等不同运行方式的切换操作

  • 运行参数监控：模拟变电站监控系统界面，实时显示母线电压、线路电流、有功/无功功率、功率因数、主变压器油温、SF6 压力等运行参数

故障处理模块

  • 一次设备故障：模拟主变压器轻/重瓦斯保护动作、断路器拒动/误动、隔离开关发热、CT 二次开路、PT 熔断器熔断等典型一次设备故障

  • 二次设备故障：模拟保护装置异常、测控装置通讯中断、直流系统接地、UPS 故障、故障录波器启动异常等二次系统故障

  • 线路故障：模拟线路单相接地、两相短路、三相短路、重合闸动作等线路故障场景，训练学员通过保护动作信息与录波波形分析故障类型

  • 故障处置流程：每类故障按"故障现象确认→保护动作信息查看→故障录波分析→故障点定位→隔离操作→恢复送电"六步流程引导训练

  • 事故预想与应急演练：支持全站失压、主变过载、母线故障等严重事故的应急演练，训练学员在紧急工况下的快速判断与处置能力

安全操作与防护训练

  • 操作票制度训练：模拟操作票的填写、审核、执行流程，操作前必须持票操作，操作中逐项唱票复诵

  • 安全工器具使用：模拟绝缘手套、绝缘靴、验电器、接地线、安全帽、安全带等安全工器具的检查与正确使用

  • 安全距离训练：学员接近带电设备时系统根据电压等级触发分级报警，强化安全距离意识

  • 误操作拦截：违反五防联锁规则或安全规程的操作被系统自动拦截，并提示正确的操作顺序与安全要求

智能评分与考核管理

  • 多维度评分：从设备认知准确度、巡检规范性、倒闸操作正确性、故障诊断准确率、安全规程执行度五个维度综合评分

  • 操作票评分：对学员填写的操作票进行逐项评分——操作项目完整性、顺序正确性、安全措施完备性

  • 场景化考核：教师可设置不同的故障类型、运行方式、天气条件，考核学员在不同工况下的处置能力

  • 实训报告：自动生成包含操作记录、巡检记录、故障分析报告与评分明细的实训报告

  • 教师后台：支持教师查看班级整体操作数据统计，追踪各模块的掌握度分布

教学价值

解决变电站实训"三难"问题：变电站设备价值高、带运行电压、操作风险大，院校和学生难以进入真实变电站进行实操训练。本系统以 1:1 高精度场景还原真实变电站，实现零风险、不限次数的沉浸式实训。

覆盖"巡视-操作-故障"全岗位技能：从日常巡检、倒闸操作到故障处置，系统完整覆盖变电站运维人员的核心岗位技能要求，适合变配电运维、继电保护、电气自动化等专业教学。

培养标准化作业习惯：操作票制度、五防联锁、安全规程深度嵌入操作流程，违反安全规定的操作被系统强制拦截，帮助学员在校即建立标准化、规范化的安全作业习惯。

对接电力行业职业技能等级认定：系统训练内容对标变电站值班员、变配电运维工等工种的职业技能等级认定要求，可用于岗前培训、在岗技能提升与技能竞赛备赛训练。

技术特色

  • 1:1 高精度变电站建模：以 220kV 变电站真实图纸为蓝本，主变压器、GIS、断路器、隔离开关、CT/PT、开关柜、保护屏等设备按实际尺寸与外观精细建模

  • 五防联锁全面仿真：完整模拟变电站五防联锁逻辑，操作顺序不满足联锁条件时系统强制拦截，还原真实变电站安全约束

  • 保护装置动作仿真：模拟线路保护、主变保护、母线保护等典型保护配置的逻辑动作，保护动作信息与故障录波波形联动显示

  • 操作票全流程管理：支持操作票的填写、审核、执行、归档全流程模拟，操作票模板可自定义配置

  • 桌面端独立部署：不依赖网络环境，适配高校机房与实训室条件，支持批量安装与统一管理

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