牽引變電所三維演示培訓系統的研究與實現

張陳擎宇， 陳德明(西南交通大學 電氣工程學院，四川 成都　610031)

0　引　言

變電站是電力系統中的貴重關鍵設備，其涉及電力供應安全與否，對國民經濟發展與人民生活影響重大。而變電站的特殊環境必然使得技術人員不可能通過停用實際設備來進行學習，這就使得工人在正常操作和事故判斷和處理方面的專業能力難以提高。隨著計算機科學的飛速發展，變電站仿真培訓系統(Substation Training Simulator)作為變電站培訓的一種新型的有效手段，其實用性得到行業各界的認可[1-3]。傳統的變電站仿真培訓系統通常以接線圖、數字圖表、設備照片和現場錄像方式等常規多媒體方式作為表現手段，缺少場景互動，難以調動學員的積極性。基于虛擬現實技術(Virtual Reality, VR)的變電站仿真培訓系統創造了沉浸式的三維虛擬環境，豐富的交互式功能能讓學員產生濃厚學習興趣，使培訓質量得到極大保障。就目前來看，加拿大已經開發出較為成熟的虛擬變電站三維仿真培訓系統[4]，我國在這方面研究也取得了一定的成果[5-7]。

現今的VR環境變電站培訓系統仍存在一定的缺陷，如環境建模粗糙、交互功能不夠完善、運行和故障原理演示動畫的缺失等。本文針對這些不足展開研究工作，并取得了初步的成果。

1　培訓系統總體設計

本文開發的系統主要涉及牽引變電所室外設備的三維仿真及其相關交互功能，對一次側的主要電氣設備如變壓器、斷路器、互感器、隔離開關、避雷器等進行……