專利名稱：高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中所用到的裝置，名稱為高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，屬于高壓電氣試驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，利用該裝置能實(shí)現(xiàn)對該領(lǐng)域內(nèi)的檢修人員、試驗(yàn)人員、運(yùn)行維護(hù)人員以及營銷人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，拓展實(shí)際操作技能。
背景技術(shù)：
隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，為滿足電力安全運(yùn)行中設(shè)備的各種故障狀態(tài)檢修的需要，供高壓電氣檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)的設(shè)備提供顯得非常必要。傳統(tǒng)的高壓電氣試驗(yàn)培訓(xùn)一般采用的是現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)的方式，這種方式提供的設(shè)備就是現(xiàn)場的真實(shí)高壓電氣設(shè)備(如電力變壓器、斷路器、氧化鋅避雷器等)，這種培訓(xùn)方式的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)員接觸的是真實(shí)的現(xiàn)場條件，因而很容易有感性認(rèn)識，所謂百聞不如一見，學(xué)員相對比較容易接受相關(guān)知識；這種培訓(xùn)方式的缺點(diǎn)是現(xiàn)場設(shè)備大多處于運(yùn)行狀態(tài)，不能為 學(xué)員提供隨時(shí)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，高壓電氣試驗(yàn)培訓(xùn)很重要的一個(gè)方面就是試驗(yàn)結(jié)果與故障間的關(guān)系，由于現(xiàn)場高壓電氣設(shè)備一般都是處于正常狀態(tài)，就算遇到有故障的設(shè)備，但由于高壓電氣設(shè)備故障的種類繁多，也無法為學(xué)員提供全面系統(tǒng)的演示。軟件仿真培訓(xùn)是最近幾年倡導(dǎo)的另一種培訓(xùn)方式，《CN 102054377 A 變壓器電氣試驗(yàn)遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)系統(tǒng)》就公布了一種利用軟件的電氣試驗(yàn)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件建立與試驗(yàn)環(huán)境一致的虛擬仿真環(huán)境來達(dá)到培訓(xùn)效果。這種培訓(xùn)方式的優(yōu)點(diǎn)是相對于現(xiàn)場培訓(xùn)，能為學(xué)員提供更多的培訓(xùn)機(jī)會(huì)、降低培訓(xùn)成本、降低培訓(xùn)過程中可能接觸高壓的風(fēng)險(xiǎn)性；這種培訓(xùn)方式的缺點(diǎn)是沒有真實(shí)的現(xiàn)場環(huán)境，學(xué)員接觸不到實(shí)體的高壓電氣設(shè)備，在軟件虛擬的狀態(tài)下單純利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，以計(jì)算機(jī)游戲的模式進(jìn)行學(xué)習(xí)，就像在電腦上會(huì)玩賽車游戲并不代表會(huì)開汽車一樣，單純的計(jì)算機(jī)軟件仿真培訓(xùn)不能完全解決學(xué)員實(shí)際動(dòng)手能力問題。如何為學(xué)員提供真實(shí)的現(xiàn)場環(huán)境，讓學(xué)員在實(shí)體高壓電氣設(shè)備上接受培訓(xùn)，創(chuàng)造更多的培訓(xùn)機(jī)會(huì)，同時(shí)讓學(xué)員在培訓(xùn)時(shí)接觸到各種電氣設(shè)備故障，對于改善電力檢修工的實(shí)際動(dòng)手能力、加強(qiáng)培訓(xùn)效果顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為從事高壓電氣領(lǐng)域內(nèi)各類人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)提供一種理想的培訓(xùn)條件，本發(fā)明能制造出一種實(shí)體仿真裝置，該裝置為學(xué)員提供相對真實(shí)的電氣設(shè)備外觀，同時(shí)模擬出各種電氣設(shè)備故障并給出各項(xiàng)電氣試驗(yàn)項(xiàng)目的模擬測試結(jié)果。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，包括高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I、人機(jī)對話界面單元2、MCU處理單元3及通訊單元4等部分組成。高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I為與真實(shí)高壓電氣設(shè)備外觀相似的仿真模型，可以為真實(shí)高壓電氣設(shè)備改裝，也可按真實(shí)高壓電氣設(shè)備等比例制作，亦可設(shè)計(jì)為與真實(shí)高壓電氣設(shè)備近似的形狀。高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I可以為電力變壓器、斷路器、避雷器、互感器、刀閘、套管、絕緣子等設(shè)備實(shí)體模型。人機(jī)對話界面單元2由顯示部分5和輸入部分6組成，輸入部分6可通過計(jì)算機(jī)指令對高壓電氣設(shè)備的各種故障狀態(tài)和其他相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；顯示部分5用于高壓電氣設(shè)備各種故障狀態(tài)和對應(yīng)的各項(xiàng)電氣試驗(yàn)結(jié)果電氣指標(biāo)值的模擬顯示。MCU處理單元3由MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9等部分組成，用于模擬故障與模擬電氣試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算、人機(jī)對話、通訊等相關(guān)事務(wù)的綜合調(diào)度與處理。通訊單元4與計(jì)算機(jī)或其他仿真培訓(xùn)設(shè)備聯(lián)接通訊，既可以將模擬的相關(guān)各種故障狀態(tài)和電氣試驗(yàn)結(jié)果傳出，也可以接受計(jì)算機(jī)或其他仿真培訓(xùn)設(shè)備的設(shè)置。高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的通訊單元4的接口，可以選為有線方式的485、232、CAN、以太網(wǎng)、光纖，或者無線方式的wife、無線電、GPRS、藍(lán)牙、紅外、3G、zigbee，進(jìn)行相 關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置與傳輸。高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，既可以用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)，亦可以與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合使用。用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)時(shí)，去掉通訊單元4不影響本裝置的完整性；用于與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)，去掉人機(jī)對話界面單元2亦不影響本裝置的完整性。本發(fā)明的有益效果是通過提供與真實(shí)高壓電氣設(shè)備外觀近似的實(shí)體仿真裝置，能為電力系統(tǒng)內(nèi)從事高壓電氣領(lǐng)域的各類人員提供身臨其境的高壓試驗(yàn)培訓(xùn)，培訓(xùn)效率高，模型安全、可靠、可操作性強(qiáng)，讓學(xué)員能在接近現(xiàn)場環(huán)境的條件下，學(xué)習(xí)各種故障現(xiàn)象與電氣試驗(yàn)結(jié)果間的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)員的實(shí)際動(dòng)手能力，真正做到將高壓電氣設(shè)備獨(dú)立實(shí)體仿真模型與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)相互結(jié)合。


下面通過結(jié)合附圖描述本發(fā)明的構(gòu)思和具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見和易于理解。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明具體實(shí)施實(shí)例應(yīng)用電力變壓器實(shí)體仿真模型外觀示意圖。圖3是本發(fā)明應(yīng)用于實(shí)體仿真培訓(xùn)與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)配合使用示意圖。圖I中，是本發(fā)明高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I、由顯示部分5和輸入部分6組成的人機(jī)對話界面單元2、由MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9組成的MCU處理單元3及通訊單元4。圖2中，是本發(fā)明高壓電氣試驗(yàn)試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置具體實(shí)施實(shí)例應(yīng)用，電力變壓器實(shí)體仿真模型10的外觀示意圖，該模型外形安裝人機(jī)對話界面單元2中的顯示部分5和輸入部分6，按鍵11、12為輸入部分6的組成部分，IXD13為顯示部分5的部件。圖3中，是本發(fā)明應(yīng)用于實(shí)體仿真培訓(xùn)與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)配合使用示意圖，包括變壓器仿真模型14、斷路器仿真模型15，避雷器仿真模型16，PT仿真模型17等多種高壓電氣設(shè)備仿真模型，還包括軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)18。
具體實(shí)施方式
該發(fā)明可用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)使用，如圖I所示，應(yīng)用這種方式，本發(fā)明高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的內(nèi)部通訊單元4可以不工作。
具體實(shí)施例方式設(shè)置高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I為電力變壓器仿真模型14，現(xiàn)場試驗(yàn)培訓(xùn)操作人員通過人機(jī)對話界面單元2的輸入部分6，向電力變壓器仿真模型14輸入故障狀態(tài)A這一指令，當(dāng)故障狀態(tài)A這一指令輸送至MCU處理單元3后，MCU處理單元3通過內(nèi)部的MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9組合設(shè)置這一指令，指令設(shè)置完成后，反饋給人機(jī)對話界面單元2的顯示部分5顯示故障狀態(tài)A，MCU處理單元3再次通過內(nèi)部的MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9結(jié)合運(yùn)算出故障狀態(tài)A所引起的電氣指標(biāo)，然后經(jīng)人機(jī)對話界面2的顯示部分5對電氣指標(biāo)值進(jìn)行模擬顯示，現(xiàn)場試驗(yàn)人員對這一顯示結(jié)果進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)分析，這樣就完成一次實(shí)體培訓(xùn)測試任務(wù)。同樣的，斷路器仿真模型15、避雷器仿真模型16、PT仿真模型17等都可通過這種實(shí)施方式進(jìn)行對現(xiàn)場試驗(yàn)人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，操作方式相同，都可獲得很好的培訓(xùn)學(xué)習(xí)效果。該發(fā)明還可用于與軟件仿真系統(tǒng)結(jié)合使用，如圖I、圖3所示，應(yīng)用這種方式，本發(fā) 明高壓電氣試驗(yàn)試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置內(nèi)部的人機(jī)對話界面2可以不工作。
具體實(shí)施例方式設(shè)置高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I可以為電力變壓器仿真模型14或斷路器仿真模型15或避雷器仿真模型16或PT仿真模型17等多種高壓電氣設(shè)備仿真模型，現(xiàn)場培訓(xùn)試驗(yàn)操作人員通過軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)18的內(nèi)嵌功能，對各種設(shè)備模型輸入設(shè)置為故障狀態(tài)B，所選故障狀態(tài)B這一指令經(jīng)通訊單元4反饋給高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置的MCU處理單元3，MCU處理單元3通過內(nèi)部的MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9相互結(jié)合，據(jù)故障狀態(tài)B運(yùn)算出各項(xiàng)電氣指標(biāo)值，再次通過通訊單元4傳輸給軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)18顯示，現(xiàn)場培訓(xùn)人員對這一顯示結(jié)果進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)分析，這樣就完成一次高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置與計(jì)算機(jī)軟件培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合的培訓(xùn)測試任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，可結(jié)合前兩者的方式交互進(jìn)行，學(xué)員能更加多方面多層次掌握高壓電力系統(tǒng)相關(guān)知識，更好的熟悉各類高壓電力設(shè)備的使用和檢定工作，以至熟悉整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作程序，熟悉操作過程和加強(qiáng)分析保護(hù)意識，對于今后走上高壓電氣系統(tǒng)相關(guān)崗位能奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，能為高壓電氣系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定提供一份保障。
權(quán)利要求
1.高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，由高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I、人機(jī)對話界面單元、MCU處理單元3、通訊單元4等部分組成，其特征在于 ①高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I為與真實(shí)高壓電氣設(shè)備外觀相似的仿真模型； ②人機(jī)對話界面單元2由顯示部分5和輸入部分6組成，輸入部分6用于高壓電氣設(shè)備故障狀態(tài)的設(shè)置和其它相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，顯示部分5用于高壓電氣設(shè)備故障狀態(tài)和各項(xiàng)電氣試驗(yàn)結(jié)果電氣指標(biāo)值的模擬顯示； ③MCU處理單元3由MCU7、存儲(chǔ)器等外圍器件8、嵌入式軟件9等部分組成，用于模擬故障與模擬電氣試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算、人機(jī)對話、通訊等相關(guān)事務(wù)的綜合調(diào)度與處理； ④通訊單元4與計(jì)算機(jī)或其它仿真培訓(xùn)設(shè)備通訊，既可以將模擬的相關(guān)故障狀態(tài)和電氣試驗(yàn)結(jié)果傳出，也可以接受計(jì)算機(jī)或其它仿真培訓(xùn)設(shè)備的設(shè)置。
2.權(quán)利要求I所述高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I可以為真實(shí)高壓電氣設(shè)備改裝，也可按真實(shí)高壓電氣設(shè)備等比例制作，亦可以設(shè)計(jì)為與真實(shí)高壓電氣設(shè)備近似的形狀。
3.權(quán)利要求I所述高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元I可以為電力變壓器、斷路器、避雷器、互感器、刀閘、套管、絕緣子等。
4.權(quán)利要求I所述高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，其特征是通訊單元4的接口可選為有線方式的485、232、CAN、以太網(wǎng)、光纖，或者無線方式的wife、無線電、GPRS、藍(lán)牙、紅外、3G、Zigbee0
5.權(quán)利要求I所述高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，既可以用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)，亦可以與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合使用，用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)時(shí)，去掉通訊單元4不影響本裝置的完整性；用于與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)，去掉人機(jī)對話界面單元2亦不影響本裝置的完整性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓電氣試驗(yàn)實(shí)體仿真培訓(xùn)裝置，屬于高壓電氣試驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，該裝置包括高壓電氣設(shè)備實(shí)體模型單元、人機(jī)對話界面單元、MCU處理單元及通訊單元，可以應(yīng)用于獨(dú)立實(shí)體仿真培訓(xùn)，也可用于與軟件仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)合。模型安全、可靠、可操作性強(qiáng)，可根據(jù)真實(shí)高壓系統(tǒng)的各種真實(shí)設(shè)備設(shè)置不同的設(shè)備模型，模型可設(shè)置和輸出多種故障狀態(tài)和多種故障狀態(tài)下相對應(yīng)的電氣指標(biāo)值，培訓(xùn)效率高、覆蓋面廣，對該領(lǐng)域內(nèi)的試驗(yàn)人員、運(yùn)行維護(hù)人員以及營銷人員能夠提供全方面、多角度的培訓(xùn)學(xué)習(xí)條件。
文檔編號G09B9/00GK102831793SQ20121032034
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者汪泓 申請人:汪泓