一种变电设备检修仿真培训方法与流程

本发明属于电力培训技术领域，具体涉及一种变电设备检修仿真培训方法。

背景技术：

随着电力系统自动化技术的发展、变电设备的更新以及高新技术的应用，国家电网已进入“特高压时代”。由于电力系统的快速发展和变电设备技术的不断提高，电力系统中出现的事故和异常的几率越来越少，因此，维护人员和检修人员实际处理事故和异常的机会也越来越少，导致缺少实际处理故障和异常的经验，更无法反复操作和强化训练。

目前对电力系统的维护人员和检修人员进行培训的方法是：采用理论教学、实训室实践操作培训、课件教学等方法。 现有的培训方法有如下缺点 ：

首先，理论培训虽然是基础，但是单纯的理论学习往往不能与实际问题相结合，且事故和异常现象出现的周期长，无法为维护人员和检修人员提供较多的实践经验，一旦遇到事故或异常时，降低了解决事故或异常现象的速度。

其次，实训室实践操作需要特定的实践场地和相应的设备，成本高，不利于大规模开展，已经远不能满足实际社会生产的需要，急需对现有变电设备检修培训方法、手段进行改进升级。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的不足之处，本发明的目的是提供一种安全、高效、低成本的变电设备检修仿真培训方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种变电设备检修仿真培训方法，包括以下步骤：

S1：学员以自己的账号和姓名登录进入三维仿真系统；

S2：选择所要检修的变电设备的种类和型号；

S3：选择检修所述变电设备所需要的工具；

S4：选择进入的系统模式；

S5：学员在仿真场景中按照所述系统模式的要求完成操作。

优选的，步骤S2中所述变电设备的种类包括断路器、隔离开关、GIS设备和高压开关柜。

优选的，步骤S3中所述工具包括工器具、仪器和人物着装。

优选的，步骤S4中所述系统模式包括学习模式、练习模式和考试模式。

优选的，如果学员选择学习模式，所述步骤S5的具体方法为：

选择进入操作步骤功能区，将弹出检修所述变电设备需要的所有步骤；鼠标点击其中任意一步骤的触发按钮后，视角将自动移动至指定操作位置，被操作物体则呈现红色闪烁状态，同时，系统页面将提示操作当前步骤所需要的工器具；打开工具包，参考系统页面的工具提示，从工具包中选取对应的工器具，选取完成后在当前工具区域将显示所选择的工器具；用鼠标左键点击红色闪烁物体，表示用对应的工器具对待检修部件进行检修处理，点击完成后，三维场景中将会显示对应的虚拟人物对待检修部件进行检修工作模拟；检修过程中，系统页面将弹出对应的知识点讲解，用户通过鼠标按钮来切换知识点；在学习过程中，学员根据需要回放操作动画，查询帮助文档，对解说音量、背景音乐和视角渲染半径进行设置，以及恢复它们的初始设置，同时操作记录子模块存储仿真操作步骤及每一步骤的操作分数，以此来记录学员的操作过程及得分。

优选的，如果学员选择练习模式，步骤S5的具体方法为：

在练习模式下，操作步骤将从第一步开始执行，直到操作至最后一步为止顺序完成所有检修内容：首先通过控制虚拟人物到达当前步骤指定的操作地点，此时系统页面将提示进入指定区域，同时将显示当前步骤操作所需要的工器具，打开工具包，根据提示选取对应的工器具对闪烁物体进行操作；选好工器具并点击闪烁操作物体后，虚拟人物开始对设备进行检修处理；该步骤检修完成后，以相同的操作方式进入下一步骤的检修操作；当选取了错误的操作工具对物体进行操作时，系统将会弹出错误的操作提示，此时，系统将会在操作记录中对应的步骤上扣除一分，学员通过操作记录查看自己的最终仿真操作得分；在练习过程中下，学员根据需要在第一人称视角与第三人称视角间切换，查询帮助文档，对解说音量、背景音乐和视角渲染半径进行设置，以及恢复它们的初始设置，同时操作记录子模块存储仿真操作步骤及每一步骤的操作分数，以此来记录学员的操作过程及得分。

优选的，如果学员选择考试模式，步骤S5的具体方法为：

首先下载试卷，试卷下载成功后即可进行考试操作，在考试模式下，当虚拟人物操作时，操作结束后页面右端将弹出考试题目，学员对题目进行作答并提交，所述学员对题目进行作答的操作方式与练习模式下的操作方式相同；操作完成后，在操作记录中查看个人的仿真操作得分与试卷答题得分；当完成所有步骤操作及所有题目答题后，将数据进行存储。

本发明的有益效果是：较传统的培训方式，变电设备检修仿真培训方法在形象化、规范化等方面具有明显优势，可在降低现场培训风险的同时，使培训工作摆脱天气、空间影响，提高变电设备检修培训效率，降低培训成本，全面提升培训效果，具有较强的针对性和实用性。

附图说明

图1为本发明一种变电设备检修仿真培训方法的流程图。

图2为本发明提出的三维仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的实施例作进一步详细的描述和说明。

如图1所示，一种变电设备检修仿真培训方法，包括以下步骤：

S1：学员以自己的账号和姓名登录进入三维仿真系统；

图2为三维仿真系统的结构示意图。如图2，任何用户都必须通过用户管理单元注册后才能成为合法用户，合法用户在用户管理单元的登录界面输入已经注册好的账号和姓名，就可以登录三维仿真系统。

S2：选择所要检修的变电设备的种类和型号；

在一个电力系统中，所涉及的变电设备种类有很多，每一种类的变电设备又有很多的型号，而每一种型号的变电设备其检修的方法、重点和参数都有所不同，这就要求用户在登录系统后首先要通过设备选取单元选择即将要检修的变电设备的具体种类和型号。本实施例中，变电设备的种类有断路器、隔离开关、GIS设备和高压开关柜，每种变电设备有若干个不同的型号，选择不同种类、不同型号的变电设备，所呈现出来的内容也不同。变电设备的种类和型号可以根据实际的需要进行增加或删减。

S3：选择检修所述变电设备所需要的工具；

检修需要用到工具，且检修不同的变电设备、操作不同的步骤都需要不同的设备，学员可通过检修工具选取模块选取相应的工具。本实施例中，检修工具选取分为三部分，即工器具、仪器、人物着装，分别对应检修所选择的变电设备时需要用到的工器具、仪器、人物着装等。在操作过程中，点击鼠标右键同时拖动鼠标，即可从任意角度观看所选中工具的三维视图。为方便起见，系统内置的所有工器具、仪器和人物着装等都需要选取，才可继续进行操作。

S4：选择进入的系统模式；

如图2所示，本发明可选择的系统模式包括学习模式、练习模式和考试模式。选择不同的模式，系统呈现的内容和功能有所不同。当选择进入学习模式时，此时页面呈现的是与所选择的变电设备检修相关的教学内容，学员可以根据这些内容学习与变电设备检修相关的知识；当选择进入练习模式时，学员可以在虚拟场景中练习与变电设备检修相关的操作；当选择进入考试模式时，学员可以在虚拟场景中进行与变电设备检修相关的考试，学员可以根据个人的需要选择相应的模式进入系统。

S5：学员在仿真场景中按照所述系统模式的操作要求完成操作；

（1）如果用户选择进入学习模式，为便于操作控制，此模式下，鼠标与键盘操作方式对应如下：

q-上移，w-前进，e-下移，a-坐移，s-后退，d-右移，左边Shift键-加速；

鼠标左键-选取操作，鼠标中键-视角拉近/拉远，鼠标右键-方向控制

学员选择进入操作步骤子模块，系统页面将弹出检修所述变电设备需要的所有步骤；鼠标点击其中任意一步骤的触发按钮后，视角将自动移动至指定操作位置，被操作物体则呈现红色闪烁状态，同时，系统页面右上角将提示操作当前步骤所需要的工器具；打开工具包，参考系统页面右上角的工具提示，从工具包中选取对应的工器具，选取完成后在当前工具区域将显示所选择的工器具；用鼠标左键点击红色闪烁物体，表示用对应的工器具对待检修部件进行检修处理，点击完成后，三维场景中将会显示对应的虚拟人物对待检修部件进行检修工作模拟；检修过程中，系统页面右侧将弹出对应的知识点讲解，用户通过鼠标按钮来切换知识点；在学习过程中，学员根据需要回放操作动画，查询帮助文档，对解说音量、背景音乐和视角渲染半径进行设置，以及恢复它们的初始设置，同时操作记录子模块存储仿真操作步骤及每一步骤的操作分数，以此来记录学员的操作过程及得分。

（2）如果用户选择进入练习模式，此模式下，鼠标与键盘操作方式对应如下：

q-视角位置切换，w-前进， a-左移，s-后退，d-右移，左边Shift键-加速，左边Ctrl键-蹲下/站立切换，空格键-跳跃；

鼠标左键-选取操作，鼠标中键-视角拉近/拉远，鼠标右键-方向控制

在练习模式下，操作步骤将从第一步开始执行，直到操作至最后一步为止顺序完成所有检修内容：首先通过控制虚拟人物到达当前步骤指定的操作地点，此时系统页面右上角将提示进入指定区域，同时将显示当前步骤操作所需要的工器具，打开工具包，根据系统页面提示选取对应的工器具对闪烁物体进行操作；选好工器具并点击闪烁操作物体后，虚拟人物开始对设备进行检修处理；该步骤检修完成后，以相同的操作方式进入下一步骤的检修操作；当选取了错误的操作工具对物体进行操作时，系统将会弹出错误的操作提示，此时，系统将会在操作记录中对应的步骤上扣除一分，学员通过操作记录查看自己的最终仿真操作得分。在练习过程中下，学员根据需要在第一人称视角与第三人称视角间切换，查询帮助文档，对解说音量、背景音乐和视角渲染半径进行设置，以及恢复它们的初始设置，同时操作记录子模块存储仿真操作步骤及每一步骤的操作分数，以此来记录学员的操作过程及得分。

（3）如果用户选择进入考试模式，则首先下载试卷，试卷下载成功后即可进行考试操作，在考试模式下，当虚拟人物操作时，操作结束后页面右端将弹出考试题目，学员对题目进行作答并提交，学员对题目进行作答的操作方式与练习模式下的操作方式相同；操作完成后，在操作记录中查看个人的仿真操作得分与试卷答题得分；当完成所有步骤操作及所有题目答题后，将数据进行存储。考试过程中的其他操作与练习模式下的操作相同。