芻議變電檢修仿真系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)

摘 要：隨著時代的進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，為了滿足人們的用電需求，提高供電質(zhì)量，變電站設(shè)備也在不斷的更新和改造中，這樣就對變電檢修人員提出了更高的要求，需要適時革新檢修工藝和設(shè)備故障處理技術(shù)。文章簡要分析了變電檢修仿真系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關(guān)鍵詞：變電檢修；仿真系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TM74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0106-02

變電設(shè)備檢修仿真系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，可以對故障現(xiàn)象、故障診斷以及故障處理等進行有效模擬，作為一種培訓專家系統(tǒng)，通過對各種類型的故障進行模擬，來促使檢修人員在實際檢修中，在較短的時間內(nèi)結(jié)合預(yù)警信息來對故障進行判斷和處理。

1 變電設(shè)備檢修仿真系統(tǒng)的主要功能及模塊

在主要功能方面：要將數(shù)字化建模技術(shù)充分應(yīng)用進來，以此來對變電設(shè)備故障進行有效模擬，其中數(shù)字化建模技術(shù)具體指的是構(gòu)建設(shè)備正常、異常、故障以及缺陷等三維實體模型，要知道，變電設(shè)備檢修仿真系統(tǒng)的質(zhì)量將會直接受到模型構(gòu)建質(zhì)量的直接影響。本系統(tǒng)的建模是針對變電站的所有一次設(shè)備進行的，如變壓器、斷路器、電抗器、電容器以及隔離開關(guān)等，那么一個完善的設(shè)備建模庫就形成了，設(shè)備建模庫可以有效描述各個一次設(shè)備的正常狀態(tài)和非正常狀態(tài)的相關(guān)細節(jié)。將計算機應(yīng)用進來，以此來促使仿真系統(tǒng)對變電設(shè)備的安裝過程和檢修過程進行模擬，并且人機交互裝配也可以有效實現(xiàn)，將設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、所有零部件之間的相互關(guān)系等進行直觀準確的表述，通過變電設(shè)備檢修仿真系統(tǒng)，人們還可以瀏覽和分析零部件，有效仿真變電設(shè)備缺陷，測試檢修人員的綜合技能水平等等。

在變電檢修仿真系統(tǒng)中，將先進的多媒體技術(shù)以及三維圖像仿真技術(shù)有效應(yīng)用了進來，涵蓋了多種形式和內(nèi)容，如圖片、文字、視頻、圖形等等，通過在大熒幕上投影變壓器的動態(tài)裝配過程，采用的是3D技術(shù)，可以將變電站一次設(shè)備的動作過程給有效的展現(xiàn)出來，還可以讓檢修人員對設(shè)備運行狀態(tài)進行科學的了解和充分的把握。

本文所講的變電檢修仿真系統(tǒng)將DirectX9.0c作為基礎(chǔ)平臺，來進行3D圖形引擎的構(gòu)建，對虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)進行開發(fā)，利用C++語言來完成其他的核心內(nèi)容，如零部件缺陷仿真、零部件數(shù)字建模、動態(tài)裝配仿真和實景平臺等等，對于系統(tǒng)用戶界面的處理，是利用MFC來完成的。

在功能模塊方面，本變電仿真中心借助于VR平臺，構(gòu)建了變電設(shè)備樣本模型庫，將仿真數(shù)據(jù)倉庫中的檢修仿真算法充分利用了起來，在構(gòu)建的時候，是依據(jù)設(shè)備類型和型號來進行的，并且將生產(chǎn)廠家充分納入了考慮范圍；對各類設(shè)備的常見故障和解決措施進行了模擬；在對變電設(shè)備的檢修過程進行模擬時，從常規(guī)檢修和故障檢修兩個方面來進行。仿真中心在對用戶控制命令進行接收以及將結(jié)果數(shù)據(jù)返回去的時候，利用的是算法接口和輸入輸出接口。人機交互功能也是檢修訓練中心所具備的，用戶要想執(zhí)行各類訓練動作，只需要將各類終端設(shè)備給利用起來，然后將各類檢修操作指令從輸入輸出接口發(fā)送給虛擬現(xiàn)實的界面，數(shù)據(jù)的交互是利用算法接口和檢修仿真中心實現(xiàn)的，這樣就可以更好的培訓檢修人員，在演示的基礎(chǔ)上，還可以促使人員進行交互操作。

管理監(jiān)控中心也具備較多的功能，可以有效劃分各類設(shè)備部件，并且定義部件之間的邏輯關(guān)系，完成相關(guān)的維護工作；定義故障知識庫中的各類故障現(xiàn)象，找出故障原因，推薦科學的檢修方案；嚴格結(jié)合相關(guān)的技術(shù)要求和標準來科學設(shè)定或者更新檢修流程；并且還需要構(gòu)建培訓檔案和培訓題庫，監(jiān)督和控制培訓過程，回放培訓過程以及考核培訓效果，采用科學措施來統(tǒng)計和分析培訓各類績效指標等等。在管理變電檢修仿真中心各類仿真模型時，主要是通過VR平臺來實現(xiàn)的，將各類算法接口充分應(yīng)用了進來。

2 故障分析功能

一是故障信息：因為在線監(jiān)測功能都是系統(tǒng)所具備的，結(jié)合狀態(tài)檢修系統(tǒng)，對故障信息進行全方位考慮，如故障部件、故障現(xiàn)象以及故障的變化情況等，從而更好地分析和診斷出現(xiàn)的各類故障。如有過熱性故障出現(xiàn)于變壓器上，通過故障分析功能，不僅可以將溫度計上的相關(guān)讀數(shù)獲取到，還可以將溫度在某一個時間段內(nèi)的變化情況給提供出來，在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以對不同時刻內(nèi)油中相關(guān)的氣體含量進行監(jiān)測。

是故障診斷及檢修方法：故障信息出現(xiàn)之后，系統(tǒng)結(jié)合其他聯(lián)合系統(tǒng)的分析結(jié)果，如狀態(tài)檢修系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等，對故障的發(fā)生原因進行分析，然后采取科學的檢修措施。依然以變壓器過熱性故障為例，如果油中的C2H6和C2H4有著過快的增長，那么就可能是變壓器鐵心短路故障導致了這一現(xiàn)象的發(fā)生，那么就可以將鐵心短路的外部表現(xiàn)輸出于系統(tǒng)圖形界面上，用戶結(jié)合故障分析結(jié)果，搜索相關(guān)的檢修策略，就可以有效消除故障。

3 變電設(shè)備仿真檢修系統(tǒng)的特征模型

完成了變電設(shè)備仿真檢修系統(tǒng)的總體設(shè)計之后，就需要設(shè)計相關(guān)的特征模型，在設(shè)計的過程中，需要以確定下來的方案和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，將技術(shù)任務(wù)要求充分納入考慮范圍。因為變電設(shè)備往往有著特別復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且大多都是不規(guī)則的零部件，那么就增加了部件裝配的難度，需要對那些零部件進行模型構(gòu)建。首先進行總體規(guī)劃，對子裝配以及各個零件的安裝順序進行合理確定之后，方可以進行裝配工作。同時，在對裝配順序進行確定時，還需要將變電站的實際安裝程序充分納入考慮范圍。

在變壓器的安裝方面，本系統(tǒng)首先劃分了變壓器的整體結(jié)構(gòu)，將其劃分為幾個組成部分，如油箱、絕緣、線圈、鐵心等，這些部分的連接通過相關(guān)構(gòu)件來實現(xiàn)。變壓器的幾何形狀由型號來進行描述，包括了諸多方面的參數(shù)信息，如額定電壓、額定容量、連接組別等等。而變壓器結(jié)構(gòu)的裝配關(guān)系則可以用部件間的裝配特征來表示，人們通過裝配特征，也可以將裝配過程中的相關(guān)信息有效獲取到。

4 結(jié) 語

通過上文的敘述分析我們可以得知，在時代飛速發(fā)展的今天，變電站在不斷的更新和改造過程中，那么就對變電檢修人員提出了更高的要求。針對這種情況，就可以設(shè)計和應(yīng)用變電設(shè)備檢修仿真系統(tǒng)，通過不斷的訓練和實踐，來促使電力企業(yè)變電檢修人員的專業(yè)技能水平得到提高，對變電站設(shè)備檢修流程進行規(guī)范，促使檢修時間得到大大的節(jié)約，提高供電質(zhì)量，擴大企業(yè)的經(jīng)濟效益，促使電力企業(yè)獲得更快的發(fā)展。本文簡要分析了變電檢修仿真系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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