专利名称：高压电气试验实体仿真培训装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压电气试验实体仿真培训系统中所用到的装置，名称为高压电气试验实体仿真培训装置，属于高压电气试验教学领域，利用该装置能实现对该领域内的检修人员、试验人员、运行维护人员以及营销人员的培训学习，拓展实际操作技能。
背景技术：
随着我国电力工业的发展，为满足电力安全运行中设备的各种故障状态检修的需要，供高压电气检修人员进行培训学习的设备提供显得非常必要。传统的高压电气试验培训一般采用的是现场实训的方式，这种方式提供的设备就是现场的真实高压电气设备(如电力变压器、断路器、氧化锌避雷器等)，这种培训方式的优点是学员接触的是真实的现场条件，因而很容易有感性认识，所谓百闻不如一见，学员相对比较容易接受相关知识；这种培训方式的缺点是现场设备大多处于运行状态，不能为 学员提供随时培训的机会，高压电气试验培训很重要的一个方面就是试验结果与故障间的关系，由于现场高压电气设备一般都是处于正常状态，就算遇到有故障的设备，但由于高压电气设备故障的种类繁多，也无法为学员提供全面系统的演示。软件仿真培训是最近几年倡导的另一种培训方式，《CN 102054377 A 变压器电气试验远程仿真培训系统》就公布了一种利用软件的电气试验仿真培训系统，通过计算机软件建立与试验环境一致的虚拟仿真环境来达到培训效果。这种培训方式的优点是相对于现场培训，能为学员提供更多的培训机会、降低培训成本、降低培训过程中可能接触高压的风险性；这种培训方式的缺点是没有真实的现场环境，学员接触不到实体的高压电气设备，在软件虚拟的状态下单纯利用计算机进行操作，以计算机游戏的模式进行学习，就像在电脑上会玩赛车游戏并不代表会开汽车一样，单纯的计算机软件仿真培训不能完全解决学员实际动手能力问题。如何为学员提供真实的现场环境，让学员在实体高压电气设备上接受培训，创造更多的培训机会，同时让学员在培训时接触到各种电气设备故障，对于改善电力检修工的实际动手能力、加强培训效果显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为从事高压电气领域内各类人员的培训学习提供一种理想的培训条件，本发明能制造出一种实体仿真装置，该装置为学员提供相对真实的电气设备外观，同时模拟出各种电气设备故障并给出各项电气试验项目的模拟测试结果。本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是高压电气试验实体仿真培训装置，包括高压电气设备实体模型单元I、人机对话界面单元2、MCU处理单元3及通讯单元4等部分组成。高压电气设备实体模型单元I为与真实高压电气设备外观相似的仿真模型，可以为真实高压电气设备改装，也可按真实高压电气设备等比例制作，亦可设计为与真实高压电气设备近似的形状。高压电气设备实体模型单元I可以为电力变压器、断路器、避雷器、互感器、刀闸、套管、绝缘子等设备实体模型。人机对话界面单元2由显示部分5和输入部分6组成，输入部分6可通过计算机指令对高压电气设备的各种故障状态和其他相关参数进行设置；显示部分5用于高压电气设备各种故障状态和对应的各项电气试验结果电气指标值的模拟显示。MCU处理单元3由MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9等部分组成，用于模拟故障与模拟电气试验结果计算、人机对话、通讯等相关事务的综合调度与处理。通讯单元4与计算机或其他仿真培训设备联接通讯，既可以将模拟的相关各种故障状态和电气试验结果传出，也可以接受计算机或其他仿真培训设备的设置。高压电气试验实体仿真培训装置的通讯单元4的接口，可以选为有线方式的485、232、CAN、以太网、光纤，或者无线方式的wife、无线电、GPRS、蓝牙、红外、3G、zigbee，进行相 关数据的设置与传输。高压电气试验实体仿真培训装置，既可以用于独立实体仿真培训，亦可以与软件仿真培训系统结合使用。用于独立实体仿真培训时，去掉通讯单元4不影响本装置的完整性；用于与软件仿真培训系统结合使用时，去掉人机对话界面单元2亦不影响本装置的完整性。本发明的有益效果是通过提供与真实高压电气设备外观近似的实体仿真装置，能为电力系统内从事高压电气领域的各类人员提供身临其境的高压试验培训，培训效率高，模型安全、可靠、可操作性强，让学员能在接近现场环境的条件下，学习各种故障现象与电气试验结果间的关系，增强学员的实际动手能力，真正做到将高压电气设备独立实体仿真模型与软件仿真培训系统相互结合。
下面通过结合附图描述本发明的构思和具体实施方式
，本发明的优点将变得更加显而易见和易于理解。图I是本发明的结构示意图。图2是本发明具体实施实例应用电力变压器实体仿真模型外观示意图。图3是本发明应用于实体仿真培训与软件仿真培训系统配合使用示意图。图I中，是本发明高压电气试验实体仿真培训装置结构示意图，包括高压电气设备实体模型单元I、由显示部分5和输入部分6组成的人机对话界面单元2、由MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9组成的MCU处理单元3及通讯单元4。图2中，是本发明高压电气试验试验实体仿真培训装置具体实施实例应用，电力变压器实体仿真模型10的外观示意图，该模型外形安装人机对话界面单元2中的显示部分5和输入部分6，按键11、12为输入部分6的组成部分，IXD13为显示部分5的部件。图3中，是本发明应用于实体仿真培训与软件仿真培训系统配合使用示意图，包括变压器仿真模型14、断路器仿真模型15，避雷器仿真模型16，PT仿真模型17等多种高压电气设备仿真模型，还包括软件仿真培训系统18。
具体实施方式
该发明可用于独立实体仿真培训使用，如图I所示，应用这种方式，本发明高压电气试验实体仿真培训装置的内部通讯单元4可以不工作。
具体实施例方式设置高压电气试验实体仿真培训装置的高压电气设备实体模型单元I为电力变压器仿真模型14，现场试验培训操作人员通过人机对话界面单元2的输入部分6，向电力变压器仿真模型14输入故障状态A这一指令，当故障状态A这一指令输送至MCU处理单元3后，MCU处理单元3通过内部的MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9组合设置这一指令，指令设置完成后，反馈给人机对话界面单元2的显示部分5显示故障状态A，MCU处理单元3再次通过内部的MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9结合运算出故障状态A所引起的电气指标，然后经人机对话界面2的显示部分5对电气指标值进行模拟显示，现场试验人员对这一显示结果进行记录和数据分析，这样就完成一次实体培训测试任务。同样的，断路器仿真模型15、避雷器仿真模型16、PT仿真模型17等都可通过这种实施方式进行对现场试验人员进行培训学习，操作方式相同，都可获得很好的培训学习效果。该发明还可用于与软件仿真系统结合使用，如图I、图3所示，应用这种方式，本发 明高压电气试验试验实体仿真培训装置内部的人机对话界面2可以不工作。
具体实施例方式设置高压电气试验实体仿真培训装置的高压电气设备实体模型单元I可以为电力变压器仿真模型14或断路器仿真模型15或避雷器仿真模型16或PT仿真模型17等多种高压电气设备仿真模型，现场培训试验操作人员通过软件仿真培训系统18的内嵌功能，对各种设备模型输入设置为故障状态B，所选故障状态B这一指令经通讯单元4反馈给高压电气试验实体仿真培训装置的MCU处理单元3，MCU处理单元3通过内部的MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9相互结合，据故障状态B运算出各项电气指标值，再次通过通讯单元4传输给软件仿真培训系统18显示，现场培训人员对这一显示结果进行记录和数据分析，这样就完成一次高压电气试验实体仿真培训装置与计算机软件培训系统结合的培训测试任务。在实际应用中，可结合前两者的方式交互进行，学员能更加多方面多层次掌握高压电力系统相关知识，更好的熟悉各类高压电力设备的使用和检定工作，以至熟悉整个系统的运作程序，熟悉操作过程和加强分析保护意识，对于今后走上高压电气系统相关岗位能奠定一个良好的基础，能为高压电气系统的安全和稳定提供一份保障。
权利要求
1.高压电气试验实体仿真培训装置，由高压电气设备实体模型单元I、人机对话界面单元、MCU处理单元3、通讯单元4等部分组成，其特征在于 ①高压电气设备实体模型单元I为与真实高压电气设备外观相似的仿真模型； ②人机对话界面单元2由显示部分5和输入部分6组成，输入部分6用于高压电气设备故障状态的设置和其它相关参数的设置，显示部分5用于高压电气设备故障状态和各项电气试验结果电气指标值的模拟显示； ③MCU处理单元3由MCU7、存储器等外围器件8、嵌入式软件9等部分组成，用于模拟故障与模拟电气试验结果计算、人机对话、通讯等相关事务的综合调度与处理； ④通讯单元4与计算机或其它仿真培训设备通讯，既可以将模拟的相关故障状态和电气试验结果传出，也可以接受计算机或其它仿真培训设备的设置。
2.权利要求I所述高压电气试验实体仿真培训装置，高压电气设备实体模型单元I可以为真实高压电气设备改装，也可按真实高压电气设备等比例制作，亦可以设计为与真实高压电气设备近似的形状。
3.权利要求I所述高压电气试验实体仿真培训装置，高压电气设备实体模型单元I可以为电力变压器、断路器、避雷器、互感器、刀闸、套管、绝缘子等。
4.权利要求I所述高压电气试验实体仿真培训装置，其特征是通讯单元4的接口可选为有线方式的485、232、CAN、以太网、光纤，或者无线方式的wife、无线电、GPRS、蓝牙、红外、3G、Zigbee0
5.权利要求I所述高压电气试验实体仿真培训装置，既可以用于独立实体仿真培训，亦可以与软件仿真培训系统结合使用，用于独立实体仿真培训时，去掉通讯单元4不影响本装置的完整性；用于与软件仿真培训系统结合使用时，去掉人机对话界面单元2亦不影响本装置的完整性。
全文摘要
本发明涉及一种高压电气试验实体仿真培训装置，属于高压电气试验教学领域，该装置包括高压电气设备实体模型单元、人机对话界面单元、MCU处理单元及通讯单元，可以应用于独立实体仿真培训，也可用于与软件仿真培训系统的结合。模型安全、可靠、可操作性强，可根据真实高压系统的各种真实设备设置不同的设备模型，模型可设置和输出多种故障状态和多种故障状态下相对应的电气指标值，培训效率高、覆盖面广，对该领域内的试验人员、运行维护人员以及营销人员能够提供全方面、多角度的培训学习条件。
文档编号G09B9/00GK102831793SQ20121032034
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者汪泓 申请人:汪泓