主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统的制作方法

1.本发明属于仿真模拟培训领域，尤其是涉及一种主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统。


背景技术：

2.220kv及以上电压等级主变压器作为电力网中的核心设备之一，其运行的安全性、稳定性会直接影响到电网运行的安全和稳定。随着变电设备检修工作的日益增多，对主变压器检修技能培训需求越来越大。现存市场上的一些仿真软件存在资源版本较老，设备及结构仿真不完善，最新规程规定融入不全，与实际工作内容有较大差距，学员不能沉浸体验，直观性和体验感不足等问题，实际效果与教学要求不匹配。
3.在当前技术条件下，上述岗位人员的能培训仍存在如下问题：1)设备的结构原理学习手段匮乏、掌握程度不够。2)现场作业标准化、规范性不足。3)工匠岗位技能传承困难。4)现有变电检修实训室内仿真资源版本过时，不能满足当前主变压器结构原理及检修技能的培训需求。
4.而且，三维仿真培训的应用模式目前主要有两种，一种是基于计算机桌面显示器的桌面应用模式(简称桌面模式)，另一种是基于头戴式显示器的沉浸式应用模式(简称沉浸模式)。桌面模式优点是硬件要求低、占地面积小、学员适应性好，能以较低的成本实现更多的学员同时应用；缺点是没有沉浸感，只能得到知识技能的学习，不能带来更为深入的体验。沉浸模式优点是有完全的沉浸感，在得到知识技能学习的同时，还能加强体验，学习效果得到显著提升；缺点是部分学员不能耐受长时间的使用，一般会与桌面模式相结合，用于桌面模式学习后的体验提升。
5.综上所述，针对从事500kv、220kv主变压器检修、试验、运维等专业的工作负责人、安全负责人以及各级作业工岗位，需要形成一套包含有足够功能，能够支撑从业员工以桌面 vr双模式应用的三维虚拟交互仿真形式，进行主变压器设备结构原理学习研究、典型检修标准化作业工序工艺学习和设备缺陷故障诊断处理学习，为一线人员变压器检修人员培训提供良好的硬件基础。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统，以解决传统培训中实训场地受限、实训设备受限、危险性高、培训效果不佳的问题。
7.第一方面，本发明实施例提供了一种主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统，包括三维模型构建模块、原理展示教学模块、仿真培训模块，
8.所述三维模型构建模块用于确定仿真的主变压器型号、结构；
9.所述原理展示教学模块用于对主变压器结构原理的仿真讲解；
10.所述仿真培训模块用于对各项仿真课件资源的开发制作。
11.进一步的，所述三维模型为装配级设备三维模型，尺寸与真实主变压器的尺寸比
例为1：1，其内外构造与真实主变压器保持一致。
12.进一步的，所述主变压器型号为500kvodfpsz-250000和220kv sfpsz10-180000。
13.进一步的，所述原理展示教学模块包括主变压器设备结构自由拆解、构造部件功能讲解以及运行原理运转过程演播。
14.进一步的，所述原理展示教学模块为桌面应用模式和沉浸式应用模式的双模式三维交互仿真。
15.进一步的，所述仿真培训模块包括典型检修作业项目和设备缺陷故障的处理项目。
16.进一步的，具体方法步骤为：
17.编制典型任务标准化作业指导书，梳理典型检修作业项目和设备缺陷故障的处理项目，输出最终版本标准化作业指导书；
18.开发装配级设备三维模型，进行设备模型的1比1还原开发；
19.编制仿真课件开发脚本，以标准化作业指导书和设备装配级三维模型为基础，完成设备各项仿真脚本的编写；
20.开发仿真培训课件，以设备装配级三维模型和仿真脚本为基础，完成各项仿真课件资源的开发制作，并在虚拟交互平台上完成交互程序的开发和最终的课件封装。
21.本发明实施例带来了以下有益效果：
22.本发明通过开发装配级变压器模型，增加主变压器设备结构自由拆解、构造部件功能讲解、运行原理运转过程演播等结构原理仿真培训内容；梳理主变压器检修维护或故障处理的常见典型作业项目，结合当地变压器检修的模式特色，完成虚拟仿真标准化检修流程，辅助变电检修一线班组实现更为规范标准、更加高效有效地知识技能培训，最大程度保障培训安全进行，同时能够使学员充分了解主变压器结构的基本原理以及典型检修作业顺序、操作内容等技能专业知识，提升培训质效。
23.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
25.图1为本发明的实施例提供的主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统的结构示意图；
26.图2为本发明的实施例提供的主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统的步骤流程图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
28.基于此，本发明实施例提供的一种主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统，以解决传统培训中实训场地受限、实训设备受限、危险性高、培训效果不佳的问题。
29.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种主变压器结构原理及检修作业仿真培训系统进行详细介绍，包括三维模型构建模块、原理展示教学模块、仿真培训模块，
30.所述三维模型构建模块用于确定仿真的主变压器型号、结构；
31.所述原理展示教学模块用于对主变压器结构原理的仿真讲解；
32.所述仿真培训模块用于对各项仿真课件资源的开发制作。
33.在本实施例中，确定仿真的主变压器型号为500kvodfpsz-250000和220kvsfpsz10-180000，三维模型为装配级设备三维模型，尺寸与真实主变压器的尺寸比例为1：1，其内外构造与真实主变压器保持一致。
34.在本实施例中，原理展示教学模块完成对主变压器设备结构自由拆解、构造部件功能讲解以及运行原理运转过程演播的桌面模式和沉浸式模式的双模式三维交互仿真。
35.进一步的，所述仿真培训模块包括典型检修作业项目和设备缺陷故障的处理项目。
36.在本实施例中，根据电网培训相关的依据文件，管理规定等制度性文件，开发如下典型检修示范性仿真资源包，
37.以500kvodfpsz-250000型单相变压器装配级三维模型为基础开发完成如下16个双模式示范性仿真资源包的开发，
38.1)现场解体检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
39.2)套管更换标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
40.3)套管检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
41.4)升高座检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
42.5)散热器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
43.6)储油柜检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
44.7)压力释放阀检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
45.8)吸湿器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
46.9)气体继电器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
47.10)温度计检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
48.11)油位计检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
49.12)风机检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
50.13)潜油泵更换标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
51.14)真空滤油标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
52.15)冷却装置控制箱检查测试标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
53.16)体内循环滤油标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包。
54.以220kvsfpsz10-180000型强油有载调压变压器装配级三维模型为基础，融入国标导则、管理规范、五通一措等标准规范、管理规定，开发完成如下15个双模式示范性仿真资源包的开发，
55.1)现场解体检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
56.2)套管检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
57.3)套管更换标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
58.4)升高座检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
59.5)波纹式储油柜检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
60.6)散热器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
61.7)分接开关检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
62.8)压力释放阀检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
63.9)吸湿器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
64.10)气体继电器检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
65.11)温度计检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
66.12)油位计检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
67.13)风机检修标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
68.14)潜油泵更换标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包；
69.15)真空滤油标准化作业过程双模式示范性仿真培训资源包。
70.在本实施例中，具体步骤为：
71.1、编制典型任务标准化作业指导书
72.针对2个型号的主变压器，结合近年来培训需求，梳理典型检修作业项目和常见缺陷故障的处理项目，编制标准化作业指导书，并由专家对完成的指导书进行讨论、修订，并输出最终版本标准化作业指导书。
73.2、开发装配级设备三维模型
74.针对本专利的vr虚拟交互应用需求，进行设备模型的1比1还原开发。
75.3、编制仿真课件开发脚本
76.以通过审核的标准化作业指导书为蓝本，结合通过审核的设备装配级三维模型，完成设备各项仿真脚本的编写，对完成的仿真脚本由专家进行审核。
77.4、开发仿真培训课件
78.以通过审核的设备装配级三维模型为基础，按照通过审核的仿真脚本，完成各项仿真课件资源的开发制作，并在虚拟交互平台上完成交互程序的开发和最终的课件封装。封装后的三维仿真课件由专家进行审核，审核通过后方可投入培训应用。
79.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
80.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。