專利名稱：一種直流輸電技能培訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為涉及電力系統(tǒng)控制保護(hù)設(shè)備、通信技術(shù)、教育、考試考核等應(yīng)用的直流輸電技能培訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
近年來我國高壓直流輸電領(lǐng)域發(fā)展迅速，多項端對端高壓直流輸電工程和背靠背高壓直流輸電工程已投入運行、在建或擬建，發(fā)展高壓直流輸電，符合我國的能源發(fā)展新格局，符合建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的新要求，也必然為直流輸電技術(shù)領(lǐng)域開展人才培養(yǎng)尤其是生產(chǎn)技能人才培養(yǎng)提出了新的要求。然而，目前對于直流輸電生產(chǎn)運行等技能人才的培養(yǎng)方式還比較滯后，直流輸電仿真系統(tǒng)也只應(yīng)用于試驗，真正用于技能培訓(xùn)的模擬直流輸電生產(chǎn)全過程全范圍的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)卻鮮有應(yīng)用實例。計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，為本培訓(xùn)方式的實施和培訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)將提供有力支撐。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提供一種直流輸電技能培訓(xùn)裝置，可在多媒體環(huán)境下， 教練員與學(xué)員在虛擬生產(chǎn)現(xiàn)場的操作場景中進(jìn)行互動式教學(xué)實踐，具有教練員講解模式、 學(xué)員自主練習(xí)模式、考試考核模式等，具有培訓(xùn)簡單直觀、效果好的優(yōu)點。為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種直流輸電技能培訓(xùn)裝置，其特征在于，所述培訓(xùn)裝置包括教練員站、學(xué)員站、 服務(wù)器、交換機(jī)和多媒體；所述的教練員站、學(xué)員站、交換機(jī)由計算機(jī)組成，交換機(jī)、服務(wù)器連接教練員站和學(xué)員站。上述的培訓(xùn)裝置，所述的教員站并聯(lián)設(shè)有多臺。上述的培訓(xùn)裝置，所述的培訓(xùn)裝置包括兩套整流站培訓(xùn)裝置和逆變站培訓(xùn)裝置， 所述的培訓(xùn)裝置包括各自相應(yīng)連接的教練員站、學(xué)員站、服務(wù)器、交換機(jī)和多媒體。上述的培訓(xùn)裝置，所述的整流站培訓(xùn)裝置的服務(wù)器、交換機(jī)與逆變站服務(wù)器、交換機(jī)連接。上述的培訓(xùn)裝置，所述的多媒體包括八臺投影儀，每四臺合成一個大屏幕形成150 度立體空間。上述的培訓(xùn)裝置，所述每臺教練員站由兩個顯示輸出接口，采用單機(jī)雙顯配置。本實用新型的有益效果表現(xiàn)在本培訓(xùn)裝置可仿真直流輸電的各種信息，教練員站和教員站的通過服務(wù)器和交換機(jī)的有機(jī)結(jié)合，總體培訓(xùn)時，可實現(xiàn)教練員站對教員的現(xiàn)場仿真演示和解說，教員單獨訓(xùn)練時，可模擬和仿真各種培訓(xùn)技巧，同時教練員站可對學(xué)員站進(jìn)行監(jiān)盤和指導(dǎo)，培訓(xùn)速度快、 效果好。由此可見，采用本培訓(xùn)裝置的培訓(xùn)方式注重對直流輸電運行與管理人員的技能操作訓(xùn)練，針對受訓(xùn)人員的實際需要，在培訓(xùn)功能的設(shè)計方面，充分考慮調(diào)度員的組織、指揮、 指導(dǎo)、協(xié)調(diào)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行以及運行人員的監(jiān)盤、常規(guī)操作、設(shè)備巡視和事故處理等工作，同時對交直流一、二次設(shè)備及回路、保護(hù)和自動裝置的狀態(tài)變化實現(xiàn)遠(yuǎn)方與就地的同步互傳，使受訓(xùn)人員得到從理論知識到操作技能的全面詳實的系統(tǒng)培訓(xùn)，科學(xué)靈活的培訓(xùn)方式，大大提高學(xué)習(xí)興趣，提高培訓(xùn)效果。

圖1為本培訓(xùn)裝置結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實施方式
下面以結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖和對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述如圖1所示，一種直流輸電技能培訓(xùn)裝置，由一臺整流側(cè)教練員站1、一臺逆變側(cè)教練員站2、若干臺整流側(cè)學(xué)員站3、若干臺逆變側(cè)學(xué)員站4、兩臺服務(wù)器5、兩臺交換機(jī)6和四臺投影機(jī)7及音效設(shè)備組網(wǎng)而成。每臺教練員站提供兩個顯示輸出接口，采用單機(jī)雙顯配置，每臺顯示器分別連接一臺投影機(jī)，其中一臺顯示監(jiān)控仿真畫面，一臺顯示換流站三維虛擬場景。本培訓(xùn)裝置可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，使用8臺投影機(jī)，每4臺投影機(jī)融合成一個大屏幕，形成150度的立體空間，將三維虛擬現(xiàn)實場景無縫投射到大屏幕，受訓(xùn)者可以佩戴立體眼鏡，體會三維場景帶來的全新的體驗。軟件部分包括直流輸電監(jiān)控仿真模塊、三維虛擬場景模塊、理論及技能考核模塊、 兩票訓(xùn)練模塊、資料查詢模塊、學(xué)員管理模塊組成。三維虛擬場景模塊、理論及技能考核模塊、兩票訓(xùn)練模塊、資料查詢模塊及學(xué)員管理模塊與直流輸電監(jiān)控仿真模塊的接口由數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)完成，在教練員教學(xué)模式、學(xué)員練習(xí)模式、考試及考核模式變換時、各個設(shè)備操作引起的設(shè)備狀態(tài)、電流電壓等數(shù)據(jù)變換時、故障發(fā)生前后各個設(shè)備狀態(tài)、電流電壓等數(shù)據(jù)變換時采用服務(wù)器程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本培訓(xùn)裝置可實現(xiàn)以下功能( 1)正常監(jiān)盤和倒閘操作技能培訓(xùn)可實現(xiàn)換流站運行人員的監(jiān)盤工作，包括對電壓、電流、有功、無功、頻率、信號、光字牌、保護(hù)及自動裝置的運行狀態(tài)等的監(jiān)視工作。涵蓋換流站所有典型操作，可對一次系統(tǒng)所有斷路器、隔離開關(guān)、刀閘以及二次回路各種刀閘、 按鈕、連片、切換壓板、電流端子、保險等進(jìn)行操作，并包括驗電操作、各種自動裝置、保護(hù)的投切及其液晶面板的操作、保護(hù)定值調(diào)整等操作。各種操作受控部分，其儀表信號燈及位置指示器均實時響應(yīng)。同時，系統(tǒng)具有操作票、工作票自動生成與培訓(xùn)功能。(2)設(shè)備巡視技能培訓(xùn)三維虛擬場景包括整流站及逆變站所有一、二次設(shè)備，包括正常、異常、事故工況下的景象和聲音，走近或點擊某設(shè)備后，出現(xiàn)該設(shè)備的詳細(xì)仿真圖片，極其逼真地仿真了設(shè)備的正常與異常狀態(tài)，如變壓器、電抗器的油溫、油位、油色、吸潮顏色、高低壓線接頭是否發(fā)熱、冷卻系統(tǒng)運行情況，電容器的外殼有無變形，熔絲、接頭、套管是否完好，斷路器的破碎與閃絡(luò)等。學(xué)員進(jìn)入三維場景，可以進(jìn)行設(shè)備巡檢(晴天、雨天、 雪天、霧天，白天、晚上等不同環(huán)境下可以表現(xiàn)出不同的設(shè)備狀態(tài))、正常操作、故障設(shè)置與處理練習(xí)，操作或故障引起的設(shè)備狀態(tài)變化均能正確地在場景中反映，且三維場景系統(tǒng)實現(xiàn)與其他功能模塊的數(shù)據(jù)交互。(3)事故處理技能培訓(xùn)培訓(xùn)系統(tǒng)不但可以復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)和換流站常見的事故現(xiàn)象，而且可以仿真現(xiàn)場難以見到的事故象，特別是對于發(fā)生幾率小而又必需正確判斷、迅速準(zhǔn)確處理的故障，運行人員可在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中靈活地、反復(fù)地進(jìn)行訓(xùn)練，不斷積累處理事故的經(jīng)驗。受訓(xùn)人員還可以自己預(yù)想在某種運行方式下發(fā)生的各種事故，達(dá)到自我培訓(xùn)，自我提高的目的。(4)資料查詢功能。系統(tǒng)可以實現(xiàn)學(xué)員自主學(xué)習(xí)、資料查詢功能，可以方便地查詢預(yù)先錄入的設(shè)備資料、圖紙、規(guī)程等。使用本培訓(xùn)裝置可實現(xiàn)以下工作模式。(1)教員教學(xué)模式在培訓(xùn)服務(wù)器上啟動服務(wù)器軟件和數(shù)據(jù)仿真軟件，每站分別單獨啟動，教練員站和學(xué)員站只需啟動客戶端軟件即可。整流側(cè)和逆變側(cè)的教練員站分別連接到各側(cè)的服務(wù)器即可。此時系統(tǒng)可提供兩種模式一是教練員的所有操作都會在學(xué)員站上顯示，學(xué)員站無權(quán)操作，只有瀏覽權(quán)限；二是教練員的所有操作在投影上輸出，學(xué)員在學(xué)員站上跟隨操作。如果只是模擬交、直流場的操作，不需要啟動直流系統(tǒng)傳送功率，則可以只啟動一站的培訓(xùn)系統(tǒng)，所有工作站可以只連接到一個服務(wù)器上。(2)學(xué)員練習(xí)模式在此模式下學(xué)員之間兩個一組，模擬兩站的運行人員進(jìn)行配合，完成直流系統(tǒng)的操作。在每臺學(xué)員站上啟動一個服務(wù)程序和一個客戶端程序，每對學(xué)員站上的一臺啟動數(shù)據(jù)仿真程序，客戶端連接到本機(jī)的服務(wù)器，模擬一個換流站的運行人員控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)仿真程序連接到兩個站的服務(wù)程序，模擬整個直流系統(tǒng)的一次、二次設(shè)備。 教練員站可以為所有學(xué)員設(shè)置狀態(tài)或者故障，學(xué)員也可以在本站自主設(shè)置狀態(tài)或者故障進(jìn)行練習(xí)。(3)考核模式在此模式下的系統(tǒng)運行狀態(tài)與學(xué)員練習(xí)模式時狀態(tài)相同，區(qū)別在于在此模式下只有教練員站有對仿真程序設(shè)置狀態(tài)或者故障的權(quán)限，在學(xué)員站上不能對仿真程序進(jìn)行操作，只能在運行人員控制系統(tǒng)客戶端進(jìn)行操作，并完成教練員布置的操作任務(wù)。 考核分為安全知識考核、理論知識考核和操作技能考核等。題庫可進(jìn)行后期擴(kuò)充、更新。(4)考試模式此模式的系統(tǒng)運行狀態(tài)與考核模式相同，另有一套考試系統(tǒng)運行， 可以由教員出指定題目，學(xué)員的考試系統(tǒng)客戶端可以取得當(dāng)前教員所出題目，并記錄學(xué)員的操作過程，在操作完成后把過程記錄提交到考試系統(tǒng)服務(wù)程序。
權(quán)利要求1.一種直流輸電技能培訓(xùn)裝置，其特征在于，所述培訓(xùn)裝置包括教練員站、學(xué)員站、服務(wù)器、交換機(jī)和多媒體；所述的教練員站、學(xué)員站、交換機(jī)由計算機(jī)組成，交換機(jī)、服務(wù)器連接教練員站和學(xué)員站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培訓(xùn)裝置，其特征在于所述的教員站并聯(lián)設(shè)有多臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的培訓(xùn)裝置，其特征在于所述的培訓(xùn)裝置包括兩套整流站培訓(xùn)裝置和逆變站培訓(xùn)裝置，所述的培訓(xùn)裝置包括各自相應(yīng)連接的教練員站、學(xué)員站、服務(wù)器、交換機(jī)和多媒體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的培訓(xùn)裝置，其特征在于所述的整流站培訓(xùn)裝置的服務(wù)器、交換機(jī)與逆變站服務(wù)器、交換機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的培訓(xùn)裝置，其特征在于所述的多媒體包括八臺投影儀， 每四臺合成一個大屏幕形成150度立體空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的培訓(xùn)裝置，其特征在于所述每臺教練員站由兩個顯示輸出接口，采用單機(jī)雙顯配置。
專利摘要本實用新型公開了一種采用計算機(jī)仿真的方式進(jìn)行的直流輸電技能培訓(xùn)裝置，其特征是培訓(xùn)系統(tǒng)由教練員站、學(xué)員站(多臺)、服務(wù)器、交換機(jī)、投影及音效設(shè)備等組網(wǎng)構(gòu)成，教練員站、學(xué)員站、服務(wù)器運行相應(yīng)的功能軟件包、實時通信軟件及數(shù)據(jù)調(diào)度軟件，實現(xiàn)直流輸電監(jiān)控仿真模塊、三維虛擬場景模塊、理論及技能考核模塊、兩票訓(xùn)練模塊、資料查詢模塊、學(xué)員管理模塊之間的數(shù)據(jù)交互，結(jié)合投影及音效設(shè)備為學(xué)員提供形象逼真、三維立體的交直流場一、二次設(shè)備及系統(tǒng)的多媒體培訓(xùn)場景。本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有培訓(xùn)速度快、效果好等優(yōu)點。
文檔編號G09B5/08GK202142208SQ20102064223
公開日2012年2月8日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者丁廣乾, 宋志明, 徐坊降, 李洪戰(zhàn), 王妍, 王婧, 王曉玲, 王煥金, 雷亮, 霍永紅, 高洪雨, 黃東安 申請人:山東省電力學(xué)校