VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實)技術(shù)作為近年來快速發(fā)展的一項新技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景，支持融合人工智能、機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)更加智能化、個性化的應(yīng)用。在電力能源領(lǐng)域，VR 技術(shù)在高性能計算機和專有設(shè)備支持下，已被應(yīng)用于變電站的培訓(xùn)和安全管理。大力提升了變電站的運行效率和安全性，以及作業(yè)人員的培訓(xùn)效果與安全意識。

正泰集團作為我國工業(yè)電器龍頭企業(yè)和新能源領(lǐng)軍企業(yè)，產(chǎn)業(yè)覆蓋“發(fā)、輸、變、配、用、儲”電力設(shè)備全產(chǎn)業(yè)鏈。為高度響應(yīng)時代數(shù)字化進程，正泰電力公司與圖撲軟件攜手共建“ VR 變電站事故追憶反演數(shù)字孿生系統(tǒng)”。整體采用現(xiàn)代化的 VR 技術(shù)與設(shè)備，參考現(xiàn)實業(yè)務(wù)場景，通過數(shù)據(jù)實時采集和變電站數(shù)據(jù)建模等方式，詮釋變電站虛擬仿真業(yè)務(wù)的三維場景。

用戶使用 VR 設(shè)備即可身臨其境般了解變電站的整體布局，借助 VR 手柄，與設(shè)備進行交互操作，真實反饋分合閘的聲音、旋鈕狀態(tài)變化、控制面板指示燈變化、小車進出等交互體驗。圖撲 HT 數(shù)字孿生變電站場景，能讓用戶避免真實場景中的安全隱患，達到訓(xùn)練目的。

圖撲基于 WebXR 標(biāo)準(zhǔn)，令用戶可以通過 VR 設(shè)備，在虛擬變電站中實現(xiàn) 360° 漫步，對變電站的各類設(shè)備，進行實時交互操作。沉浸式感受變電站各電壓室、主控室的位置方向，以及模擬不同電柜的狀態(tài)信息演示互動。圖撲 VR 技術(shù)現(xiàn)已適配 HTC Vive、Oculus、Qeust2、Pico 等各種 VR 設(shè)備。

變電站全景漫游

基于圖撲自研強大的 3D 渲染引擎 HT for Web 搭建的 VR 變電站，是將變電站的三維模型集成到虛擬現(xiàn)實場景中，實現(xiàn)對變電站整體的巡視功能，令作業(yè)人員以第一人稱視角在場景內(nèi)走動，實現(xiàn)視角切換等交互模式，同時可以完成變電站各個場景之間的切換功能。使員工對站內(nèi)高危設(shè)施、各類建筑等信息得以掌握，降低人員進入高壓區(qū)域的風(fēng)險，以及減少對設(shè)備的損耗。

操作交互訓(xùn)練

圖撲 HT 支持在三維仿真場景內(nèi)與實體設(shè)備交互操作，工作人員在虛擬環(huán)境下對變電站內(nèi)電柜進行分/合閘等一系列模擬訓(xùn)練操作，規(guī)避風(fēng)險，減少訓(xùn)練成本，確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠運行。

主控室交互訓(xùn)練

主控室是變電站中的一個重要區(qū)域，它是變電站的核心控制中心，用于監(jiān)控、控制和保護變電站的各種設(shè)備和系統(tǒng)。主控室承擔(dān)著操控和監(jiān)視的功能，可以對不同配電室、開關(guān)站的線路連接接線圖進行展示，對不同事故狀態(tài)的進行模擬遙控，便于工作人員進行事故修正訓(xùn)練。

系統(tǒng)圖切換：手柄點擊主控室五個座位上的電腦屏幕，可切換對應(yīng)系統(tǒng)圖頁面投影到墻上大屏；

事故模擬選擇：選中事故模擬系統(tǒng)后，在主控室大屏上對不同的事故模擬狀態(tài)進行轉(zhuǎn)換選擇。點擊開始模擬，則可以將變電站所有開關(guān)柜設(shè)置為對應(yīng)的事故狀態(tài)，屆時進行當(dāng)前事故模擬的訓(xùn)練。

35kV 室開關(guān)柜交互訓(xùn)練

開關(guān)柜介紹

35kv 室開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，具有多種功能。其中一類開關(guān)柜可以將電力系統(tǒng)中的不同供電源與主母線進行連接或切換，實現(xiàn)供電的靈活性和可靠性。還能提供對主母線的監(jiān)測、測量和保護，如過電流保護、短路保護等。

在 35kV 室開關(guān)柜中常見的開關(guān)包括斷路器和刀閘，用于隔離電路、切換供電源和保護主母線及相關(guān)設(shè)備。通常使用遠方/就地旋鈕、分閘/合閘旋鈕這兩類控制裝置控制開關(guān)柜的操作和狀態(tài)。

1.在 35kV 室開關(guān)柜中常見的開關(guān)包括斷路器和刀閘，用于隔離電路、切換供電源和保護主母線及相關(guān)設(shè)備。通常使用遠方/就地旋鈕、分閘/合閘旋鈕這兩類控制裝置控制開關(guān)柜的操作和狀態(tài)。

2.遠方/就地旋鈕是用于切換開關(guān)柜的遠方操作模式和就地操作模式的裝置。當(dāng)旋鈕處于遠方位置時，表示開關(guān)柜處于遠程操作狀態(tài)，可以通過遠程控制系統(tǒng)進行操作；而當(dāng)旋鈕處于就地位置時，表示開關(guān)柜處于本地操作狀態(tài)。

模型圖示意:

分閘操作

案例這里以分閘操作模擬進行動圖演示說明，合閘操作模擬與分閘操作是顛倒的操作邏輯：

1.原始運行狀態(tài)：操控儀面板上的斷路器上觸頭指示燈、斷路器分合閘指示燈、斷路器下觸頭指示燈呈紅色連接狀態(tài)；旋鈕朝遠方，為鎖定狀態(tài)，其他旋鈕均居中，無法操作；下方接地設(shè)備為閉鎖分開狀態(tài)。

2.運行轉(zhuǎn)熱備操作：旋鈕擰到就地位置，為解鎖狀態(tài)，并擰旋鈕分閘彈回；操控儀面板中間斷路器分合閘指示燈傾斜變綠色，為分閘斷開狀態(tài)。

3.熱備轉(zhuǎn)冷備操作：打開小車搖進搖出搭扣，小車左擰分（解鎖），搖把逆時針旋轉(zhuǎn)，小車搖出；操控儀面板斷路器上觸頭指示燈和斷路器下觸頭指示燈均變綠色；之后按試驗分閘按鈕，操控儀面板中間斷路器分合閘指示燈變綠色。

4.冷備轉(zhuǎn)檢修操作：開門，小車?yán)觥?/p>

110kV 開關(guān)站的線路電柜交互訓(xùn)練

開關(guān)柜介紹

開關(guān)站的線路電柜通常由金屬外殼、斷路器、降壓器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、保護和控制裝置等部分組成，用于控制和分配 110kV 電力系統(tǒng)中的電能，并保護相關(guān)設(shè)備免受過電流、短路等電氣故障的損壞。該電柜有效地管理和控制電力系統(tǒng)中電流的流動和供電，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

在 110kV 開關(guān)站的線路電柜中，涉及到的開關(guān)主要包括斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)，這些開關(guān)設(shè)備在 110kV 開關(guān)站的線路電柜中起著關(guān)鍵的作用，用于控制電路的連接和斷開，以保證電力系統(tǒng)的正常運行和設(shè)備的安全性。

合閘操作

默認所有開關(guān)均為綠色斷開狀態(tài)，打開電柜門，分別點擊 1111、1112、11101、111、11102、1113、11103 號開關(guān)旋鈕進行合閘操作訓(xùn)練，過程伴隨合閘儲能音效。合閘操作前幾個開關(guān)對應(yīng)的顯示屏中線路均為綠色未閉合狀態(tài)，對其進行合閘操作，可發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的線路狀態(tài)變?yōu)榧t色閉合狀態(tài)，表示回復(fù)電路供電，結(jié)束操作后關(guān)閉電柜門。

GIS 室控制柜交互訓(xùn)練

控制柜介紹

GIS 室的控制柜是指安裝在高壓氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（GIS）室內(nèi)的用于就地操控氣體設(shè)備、電源設(shè)備、繼電保護設(shè)備等各類設(shè)備線路的控制柜，主要功能是實現(xiàn)對這些設(shè)備的就地操作和控制，它包括了各種操作按鈕、顯示器、儀表和控制信號接口，以方便操作員對設(shè)備進行接通、斷開等操作。

分閘操作

默認 1022、102、1023 為合閘連接狀態(tài)，打開電柜門，分別點擊 1022、102、1023 號開關(guān)旋鈕進行分閘操作訓(xùn)練，并伴有分閘音效，分閘操作前對應(yīng)的顯示屏中右方表示線路閉合狀態(tài)的紅色指示燈亮，對其進行分閘操作，可發(fā)現(xiàn)對應(yīng)線路顯示屏上的紅色指示燈變?yōu)楸硎揪€路斷開狀態(tài)的右方綠色指示燈，結(jié)束操作后關(guān)閉電柜門。

10kV 室開關(guān)柜交互訓(xùn)練

開關(guān)柜介紹

10kV 室開關(guān)柜是一種用于配電系統(tǒng)的中壓室內(nèi)開關(guān)設(shè)備，用于控制和保護 10kV 電網(wǎng)的供電和配電設(shè)備，包括了各種開關(guān)、保護器件、儀表和控制信號接口等部分，方便操作員對 10kV 配電設(shè)備的操作和監(jiān)測，有五種常見的操作功能，分別為接通和斷開 10kV 電網(wǎng)的供電電路功能，控制和調(diào)節(jié)負荷開關(guān)狀態(tài)功能，實現(xiàn)對電網(wǎng)過載、短路、接地等方面的保護功能，進行故障診斷和故障信息顯示功能，檢測電網(wǎng)電壓、電流、頻率等參數(shù)的功能，通過對不同類型的開關(guān)操作，對功能進行實現(xiàn)和顯示。

10kV 室開關(guān)柜的開關(guān)用于連接和切斷電源電路、控制負荷開關(guān)狀態(tài)已經(jīng)實現(xiàn)保護功能；分斷路器（分閘/合閘開關(guān)）：用于切斷或連接 10kV 電源電路，它具備斷開負載電流和提供過載保護的能力；遠方/就地開關(guān)：通過遠程信號控制開關(guān)的操作狀態(tài)，旋鈕轉(zhuǎn)向就地時，才可對其他開關(guān)進行操作。

模型圖示意:

分閘操作

1.正常運行：遠方就地旋鈕在左側(cè)，分合閘旋鈕居中，試驗位指示燈滅，工作位指示燈亮，儲能指示燈亮，分閘指示燈滅，合閘指示燈亮。

2.分閘操作：遠方就地旋鈕，左擰遠方，右擰就地，右擰后其他操作有效；左擰分合閘旋鈕，儲能指示燈熄滅，合閘指示燈滅，左擰儲能按鈕彈回后儲能指示燈亮起，分閘指示燈亮，合閘指示燈滅；小車推出后試驗位指示燈亮，工作位指示燈滅，按分閘旋鈕分閘合閘指示燈滅。

3.冷備狀態(tài)：遠方就地旋鈕在左側(cè)，分合閘旋鈕居中，試驗位指示燈、儲能指示燈、分閘指示燈亮，工作位指示燈、合閘指示燈滅。

4.合閘操作：小車推進，試驗位指示燈、合閘指示燈滅、工作位指示燈、儲能指示燈、分閘指示燈亮，擰分合閘旋鈕彈回，儲能指示燈熄滅，擰儲能按鈕彈回后儲能指示燈亮起，分閘指示燈滅，合閘指示燈亮。

VR 事故模擬

變電站作為電力系統(tǒng)中尤為關(guān)鍵的組成部分，能有效避免事故發(fā)生后，可造成供電中斷、設(shè)備損壞或人員傷亡等嚴(yán)重后果。使用 VR 技術(shù)進行事故模擬，能夠提高變電站操作員應(yīng)對事故的準(zhǔn)備能力和應(yīng)急響應(yīng)水平，是一種十分有效的低成本培訓(xùn)手段。VR 事故模擬適用于多種類型的變電站事故，如火災(zāi)、電弧故障、短路等，覆蓋各種電氣設(shè)備和安全管理方面的情況。

基于圖撲自研 HT 進行輕量化建模以及三維場景搭建技術(shù)，創(chuàng)建一個包括站內(nèi)設(shè)備、電纜、開關(guān)等諸多元素的高度真實虛擬變電站環(huán)境，讓員工通過虛擬環(huán)境熟悉各類事故場景，并學(xué)習(xí)正確的操作流程和處理方法，提高故事應(yīng)對技能和自信心?；玖鞒虨椋簷z查各室開關(guān)柜及電柜狀態(tài)-找到故障原因-進行故障排除-恢復(fù)供電。

Ⅰ 線線路跳閘事故模擬

模擬來自外部開關(guān)站 Ⅰ 線上的電柜發(fā)生跳閘事故，工作人員使用 VR 設(shè)備對線路上電柜進行事故排查和排除演練。具體操作為：檢查 110kV 開關(guān)室線路情況，發(fā)現(xiàn)外部開關(guān)站I線開關(guān)柜出現(xiàn)故障，打開柜門進行故障排除模擬：對柜內(nèi) 1121、112、1123 號開關(guān)進行合閘操作，可聽到合閘音效，關(guān)閉柜門，之后恢復(fù)供電，故障排除。

以 Ⅰ 線線路跳閘事故模報為例，其他線路跳閘事故模擬訓(xùn)練流程與其類似。

第一主變跳閘事故模擬

模擬變電站內(nèi)第一主變壓器關(guān)聯(lián)電柜發(fā)生跳閘事故，工作人員使用VR設(shè)備對變壓器關(guān)聯(lián)電柜進行事故排查和排除演練。具體操作為：檢查 GIS 室內(nèi)主變柜狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)控制柜 1011、101、1013 開關(guān)分閘，操作把手打開柜門，對三個開關(guān)進行合閘操作，可聽到合閘音效，關(guān)閉柜門，之后恢復(fù)供電，故障排除。

以第一主變跳閘事故模擬為例，其他主變跳閘事故模擬訓(xùn)練流程與其類似。

圖撲 HT 還可輕松搭建更多行業(yè) VR 虛擬場景，實現(xiàn)現(xiàn)實場景虛擬化，支持在場景中進行現(xiàn)實場景中所能做到的一系列操作，無需承擔(dān)現(xiàn)實情況中的危險行徑后果，無需關(guān)系鼠標(biāo)、觸屏和 VR 的異構(gòu)接口。支持根據(jù)企業(yè)詳細需求，提供個性化的 VR 應(yīng)用解決方案，提升用戶體驗，以及更加高效、安全的智能化培訓(xùn)平臺。

變電站 VR 可視化優(yōu)勢

提高工作效率和安全性：通過 VR 技術(shù)，電力能源行業(yè)的工人可以在虛擬環(huán)境中進行培訓(xùn)和模擬操作，提高工作效率和減少事故風(fēng)險。

降低成本和風(fēng)險：VR 技術(shù)可以減少實地勘察和施工的必要性，從而降低成本和風(fēng)險。

改善用戶體驗：VR 技術(shù)可以為用戶提供更加直觀和真實的體驗，從而提高用戶的滿意度和忠誠度。

圖撲軟件作為堅持自主創(chuàng)新的高新技術(shù)企業(yè)，不僅提供 BIM、GIS、XR、MR 、2D 組態(tài)、3D 組態(tài)等 Web 可視化應(yīng)用解決方案。還提供 VR/AR 可視化技術(shù)，個性化定制不同產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景，幫助各產(chǎn)業(yè)公司更好地實現(xiàn)其業(yè)務(wù)目標(biāo)，包括設(shè)備維護和故障排除、安全培訓(xùn)和演練、產(chǎn)品展示和銷售等方面，夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)培訓(xùn)訓(xùn)練，助力各產(chǎn)業(yè)體系走向新的管理模式。

審核編輯 黃宇