高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室建設的實踐與探討

支崇玨

【摘 要】高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室能夠對變電運行人員進行運行監視、設備巡視、倒閘操作、兩票辦理、事故處理等專業技能培訓，而且還可以對變電站運行人員進行技能培訓與考核，技能競賽，開展自主學習，進行設備改造研究等。為高速鐵路牽引供電專業運維人員提供全范圍、全過程、全方位的培訓環境，降低培訓成本，增強培訓效果，提高培訓效率。

【關鍵詞】高速鐵路；牽引變電所；仿真；實訓室

1 建設牽引變電所仿真運行實訓室的必要性

為了開展高速鐵路牽引變電所運行和檢修課程的教學，大部分的院校都選擇在校園內建設一套模擬變電所的設備，投資巨大而且占地面積也非常大，并且考慮到資金以及安全的因素，只能采用一次設備模擬，二次設備真實的方式來建設。但是模擬變電所建成后，無法模擬故障，更無法進行故障排除的講解。對于學生來說動手訓練機會少，既有設備拆解后還原難度大。也無法判斷學生是否理解電路接線圖等重要變配電知識。因此模擬變電所對于開展牽引變電所課程的教學還是具有一定的局限性。為了解決上述問題，在模擬變電所的基礎之上，我校建設了高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室。

高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室可以彌補實驗設備、師資等教學條件的不足，無需硬件投資，可大大降低實訓室的建設成本，并且開展虛擬實驗實訓安全可靠，能避免學生在實訓過程中發生意外事故。作為模擬變電所的補充，學生的學習效果得到明顯提升，還可以促進教學觀念的改進，對提高實踐教學的質量，有著十分重要的意義。

2 牽引變電所仿真運行實訓室的功能

我院建設的高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室以京滬高鐵的牽引變電所為模型，建立仿真的牽引變電所，建設完成的高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室具有以下功能：

2.1 變電運行培訓功能

高速鐵路牽引變電所仿真系統中所有設備的外觀、操作方式、顯示及其操作等均與參照對象保持一致。學生可通過全三維虛擬變電所系統對變電所設備進行認知學習，可在三維虛擬變電所內漫游，可以熟悉設備的布局，部件的位置。

1） 監視巡視

（1）牽引變電所仿真系統能完全、逼真地模擬各種環境和運行工況下的高速鐵路牽引變電所，動畫逼真，操作簡單，方便快捷，易于運行人員掌握。

（2）牽引變電所仿真系統能能按照相關規程規定要求，對所內設備的狀態、動作信號和異常信號進行監視。

（3）牽引變電所仿真系統應用三維交互式漫游系統，能對仿真牽引變電所的各類設備按照相關規范及現場運行規程的要求，進行全方位的設備巡視。

（4）學生按照部頒與現場制定的運行規程對站內外設備和回路進行巡視，并選擇巡視所用的所有專用工具。

2） 運行操作

牽引變電所仿真系統能直觀地模擬變電運行人員的操作環境，在綜自和常規等不同方式實現對牽引變電所內仿真對象的操作。

（1）牽引變電所仿真系統的運行操作不僅涵蓋牽引變電所典型倒閘作業票中的所有操作，還包括操作前后的接聽調令、模擬操作、安全操作工具的準備和使用、操作匯報、安全設施設置、辦理工作票等。

（2）牽引變電所仿真系統能對仿真牽引變電所的各類仿真設備按照相關規范及現場運行規程的要求進行虛擬操作，完成仿真站內設備的各種運行操作工作。

（3）牽引變電所仿真系統具備一、二次設備的防誤操作報警功能。

3）倒閘作業票辦理

牽引變電所仿真系統中建立了典型倒閘作業票票庫，變電運行人員在牽引變電所仿真系統中能按照相關規程規定的要求，完成倒閘作業票的填寫、辦理、終結等工作。能實現對變電運行人員辦理全過程的仿真培訓，并能對變電運行人員在辦理過程中的錯誤進行警示。

4）事故處理演練

牽引變電所仿真系統能夠進行各種電氣設備及其相關故障的處理演練，運行人員通過相應的操作進行故障的處理，處理成功可恢復系統正常運行；若處理錯誤，將造成故障無法排除或進一步擴大。通過事故處理演練能培訓牽引變電所運行人員及時發現問題，并依據進行故障處理的能力。

（1）牽引變電所仿真系統以模擬牽引變電所內事故為主，能夠模擬各種事故的故障過程。

（2）對于由運行人員誤操作產生的故障，仿真系統將根據當時的運行工況和誤操作產生的后果自動進行響應，能對運行人員的處理繼續進行監視。

（3）教師可以人為加入指定設備故障，由學生來逐步進行故障原因的查找，使學生的實際動手能力得以提高。

5）記錄評分

仿真系統能對變電運行人員進行的仿真操作演練全過程記錄；能對受訓人員操作演練的過程進行評價；能對操作的關鍵步驟進行量化分值，對受訓人員的操作成績進行打分。

6）實踐教學管理

教師機擁有功能如下：運行/凍結、工況快存、工況選擇、故障控制、就地操作功能、外部參數、監視變量、操作記錄、自動評分等。教師機操作簡便，界面友好，有利于教師開展實踐教學。

3 高速鐵路牽引變電所仿真實訓室建設成效

高速鐵路牽引變電所仿真實訓室仿真實現了變電所所有的功能。在學生的實訓過程中能有效地對學生在牽引變電所中相關的工作進行針對性的訓練。

1）訓練學生電路分析能力

仿真系統能夠實時、動態的顯示變電所的電路原理圖。在電路原理圖上，設置相應的操作按鈕，用以對各原理圖的瀏覽與查看。電路原理圖應能夠根據保護盤、GIS柜等設備的操作變化，實時發生相應的變化，學生能夠在電路原理圖上清晰的觀察到開關設備的變化情況及電路的得失電情況。

2）訓練學生對工具的使用能力

學生能夠對工具的外觀進行認知，在檢修的過程中，學生需選擇正確的工具才能進行作業。當選擇錯誤時，系統能夠給出提示。

3）訓練學生檢修項目的工作流程

學生能夠進行按照真實的檢修作業流程，進行檢修工作的演練。系統在全三維環境下，能夠對檢修項目中的設備進行檢查，學生通過對變電所各類設備狀態進行觀察，并給出判斷的結果。

4）訓練學生故障處理的能力

牽引變電所仿真系統能夠再現現場常見的事故和現象，特別是對于那些在實際牽引變電所很少發生而又必須正確判斷、快速進行處理的故障。 有些故障在實際現場很難遇到，但學生可以在仿真系統中預先進行故障處理的訓練，能力提升效果顯著。

4 結論

高速鐵路牽引變電所仿真運行實訓室為高速鐵路牽引供電專業運行、維護等人員提供全范圍、全過程、全方位的培訓環境，通過仿真實訓室的建設，降低了實踐教學的成本，增強了實踐訓練的效果，提高實訓效率，解決了高鐵牽引供電專業受場地限制，同時經費有限無法采購大量高壓設備，及電壓過高不利于開展實踐教學的難題，也為高速鐵路牽引供電職工培訓提供新的思路，取得了新突破。

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[責任編輯：張濤]