一、学校变电站仿真研发历程简介

我校电气工程及其自动化学院虚拟仿真教学研发工作起步较早，早在2007年就和企业联合开发110千伏变电站二维仿真系统，2010年又开发了发电厂仿真系统，2011年成立虚拟仿真中心，2013年开发220千伏变电站三维仿真系统，2018年建立仿真实物模型实验室，2019年开发变电站虚拟仿真（VR）系统，拥有扎实的研发基础和丰富的教学经验。

二、硬件基础

目前拥有220千伏变电站三维仿真实验室1个，发电厂仿真实验室1个，电力综合仿真实验室1个，变电站虚拟现实（VR）实验室1个。拥有微机180台，教学用15㎡大型3D显示屏及定位设施一套，VR设备50套，可同时满足200人的仿真教学需要。

VR实验室图片

三、研发团队

变电站虚拟仿真实验项目，由河南工学院电气工程及其自动化实验教学团队进行研发建设，该团队共有成员成员近20人（其中企业技术人员6人），成员中拥有“河南省教学名师”，“河南省学术技术带头人”等荣誉称号，荣获河南省教学成果一等奖，河南省科技进步二等奖等多项教学科研成果。

四、项目意义

变电站倒闸操作是指电气设备由一种状态变换到另一种运行状态，由一种运行方式转变为另一种运行方式的一系列有序的操作，是变电运行的重点、难点工作之一，是电气工程专业实践教学核心内容之一。该项技能在电力企业培训存在着安全风险高、操作机会少、故障处理机会少、高成本、针对性不强等多方面的问题。而在学校建立真实的变电站环境，设备造价昂贵，占地面积大，成本高昂，且同样存在安全风险。

五、项目目的

本虚拟仿真项目主要针对《发电厂电气部分》课程及变电运行工程训练环节开设，可提供真实变电站操作场景，针对性地开发常见倒闸操作和故障处理练习，避免了现场高电压的安全风险，且针对性强，学生可自主练习，大大降低培训成本，提升培训效率，同时还可解决培训设备不能紧跟行业发展及时更新的问题。

六、项目主要功能模块

根据实验教学需要，本项目主要包括变电站电气设备结构认知、变电站巡视、变电站倒闸操作、变电站故障处理、变电站高压试验五个方面的实验内容，共计32个学时。包含教学、练习和考核三种模式，可实现无教师参与的自主式教学及考评。

本项目以真实的变电站为仿真对象，让学生掌握主要设备的结构与作用、通过系统平台发布操作任务，填写工作票和操作票，并在仿真机上实现相关倒闸操作，训练学生正确操作设备，考核学生对电力知识及技能的掌握情况，然后生成实验报表。

七、申报实验内容

本次申报的实验项目为变电站倒闸操作中的其中1项实验：110千伏母线及PT由运行转检修，共2学时，操作票20余项，操作步骤近50步，主要使学生掌握变电站母线及PT由运行转检修操作的工作原理和操作技能。

八、实验过程

学生首先登录账号，然后学习实验须知，并预习实验原理，预习后。可进行倒闸操作的测试，测试通过后可开始实验。实验分为三个模式，先根据教学模式自主完成操作过程学习，然后在练习模式下，根据语音提示进一步巩固学习内容，练习熟练后可进入考评模式，完成实验后系统将根据步骤的正确程度自动评分，完成考评，并生成操作学习记录及实验报告。

九、运行成效

变电站虚拟仿真实验运行3年以来，已供我校1682名学生使用，目前该项目已扩展至企业专业技术人才培养领域，同时与部分高校及机构开展合作。未来我们将继续研发电力系统相关的虚拟仿真教学内容，进一步提高学生及相关技术人员技能，提升工程实践素养，为电力行业培养更多优秀人才。