水电站机组检修工作是一项专业性强、工期长、任务紧、人员杂、涉及面广、不安全因素难预控的工程,如何完成检修工作,确保安全、确保检修质量、确保检修进度满足整体要求是一个复杂工程。
水电站数字孪生检修平台依据水电站机组检修实际需求,按照机组检修过程中机组拆解的先后顺序,采用虚拟现实与计算机仿真等技术,构建电站与机组全景模型与检修流程数字化模型,再融合电站其他业务系统数据,实现检修全过程仿真再现。可开展检修全景、标准化检修作业、检修项目库、检修评估等检修全流程仿真培训,不仅可直观形象地展示水电机组设备结构以及各零部件间的关联关系;而且能为教职工及学员开展机组检修培训提供科学、精细化的全面指导,提高水电机组安装与检修等方面课程的教学效果和安全性。
1. 检修全景
水电站数字孪生检修平台的检修全景功能由【了解电站】【电站行走】【电站漫游】三个子模块组成,为用户提供了全面、直观的电站检修体验。
1.1 了解电站
了解电站模块的三维场景为地下厂房入口,用户可以通过鼠标和键盘操作对场景进行初步浏览。界面右侧设有信息展示栏,用户可点击查看电站宣传片及电站简介内容,从而对电站有个初步的了解。
1.2 电站行走
进入电站行走子模块,页面会分为树形菜单、三维场景和信息展示栏三个部分。在左侧的树形菜单中,用户可以通过鼠标点击选择电站的区域地点,三维场景会随之跳转。然后,用户使用鼠标和键盘操作即可对场景区域进行行走浏览。这种交互方式使得用户能够自由选择感兴趣的区域进行详细查看,仿佛置身于真实的电站环境中。
1.3 电站漫游
进入电站漫游子模块,页面布局与电站行走相同。在左侧的树形菜单中,用户可以通过鼠标点击选择电站的漫游路线,三维场景会跟随选择的路线进行动画路径漫游。在漫游的过程中,用户还可以通过右侧的导航图界面查看当前漫游的行走路径。这样的设计让用户可以轻松地按照预设路线进行全面的电站参观,无需手动操作即可了解电站的各个部分。同时,导航图界面的存在也使用户能够随时掌握自己的位置和漫游进度,方便用户进行规划和调整。
2. 检修知识库
检修知识库模块用于存储水泵水轮机及其附属设备、发电发动机及其附属设备、励磁系统、发电机电压设备、继电器保护系统、极端及监控系统、机组检修后整机启动试验、尾水事故闸门系统等系统的详细检修项目及其验收标准等信息。
3. 检修实施
水电站数字孪生检修平台的检修实施功能为检修工作提供了有力的支持和保障,该功能由【标准化作业】【精细化模型】【作业推演】三个子模块组成。
3.1 标准化作业
标准化作业主要分对水泵水轮机和发电电动机的标准化检修作业流程进行分解。对在作业系统调查分析的基础上,将现行作业方法的每一操作程序和每一动作进行分解,对作业过程进行改善,从而形成一种优化作业程序,逐步达到安全、准确、高效、省力的作业效果。
标准化作业的页面包含树形菜单、三维场景、信息展示栏三大块组成,进入标准化作业模块,在左侧的树形菜单,可使用鼠标点击选择所需要查看的检修流程。此时右侧的信息展示栏会对应展示当前选择流程的检修参数。
3.2 精细化模型
通过精细化模型,用户可以展开【水泵水轮机】【发电电动机】【工器具】全景。这一功能使得用户能够深入了解水电站关键设备的详细结构和组成。对于水泵水轮机,用户可以清晰地看到其各个部件的布局和连接方式,有助于准确判断可能出现的故障点和维修需求。发电电动机的精细化模型则展示了其内部复杂的电气和机械结构,为检修人员提供了重要的参考依据。此外,工器具的全景展示方便用户快速找到所需的工具,提高检修工作的效率。
3.3 作业推演
作业推演包含【顶盖】【上机架】【转子】【下机架】【水轮机轴】【转轮】六大部件吊入 / 吊出共 12 个推演流程。这些推演流程通过动画模拟的方式,生动地展示了各个部件在检修过程中的吊装操作步骤。例如,在顶盖的吊出推演中,用户可以清楚地看到起吊设备的布置、吊索的连接方式以及吊装过程中的安全注意事项。对于上机架、转子等重要部件的吊入 / 吊出推演,同样为检修人员提供了详细的操作指导,确保检修工作的安全、高效进行。通过作业推演功能,检修人员可以在实际操作前进行充分的预演和规划,减少因操作不当而导致的事故风险。
4. 检修评估
水电站数字孪生检修平台的检修评估功能为检修工作的效果评估提供了重要的支持,该功能由【检修评估】【指标体系】两个子模块组成。
4.1 检修评估
检修评估结果包含总体评估结果、分项评估分数变化率、各层级修前修后评估分数与柱状图。总体评估结果能够让用户快速了解整个系统在检修后的综合性能表现。分项评估分数变化率则可以直观地看出各个具体项目在检修前后的改进程度。各层级修前修后评估分数以及柱状图的展示形式,使得数据更加清晰易懂,方便用户进行对比分析。
4.2 指标体系与原始数据
评估指标体系为用户提供了一套完整的评估标准和框架,使得检修评估工作更加科学、规范。用户可以根据不同的评估需求,选择相应的指标体系进行评估。
原始数据查看功能允许用户查看评估过程中所使用的原始数据,确保评估结果的真实性和可靠性。同时,用户还可以上传新的原始数据,以更新评估结果或进行新的评估分析。
5. 仿真培训考核
水电站数字孪生检修平台的仿真培训考核功能为提升工作人员的专业技能和知识水平提供了有效途径,主要包含设备认知考核与设备检修仿真考核。
5.1 设备认知考核
设备认知考核主要针对主机、辅机设备的外观、名称以及所在位置的认知考核,在考核过程中,系统会显示当前认知考核的设备名称,考生需在水电站内找到当前考核设备,点击确认,系统会根据用户的选择判断是否正确并记录得分。
5.2 设备检修仿真考核
设备检修仿真考核,主要针对机组关键部件检修工艺进行考核,系统后台会按照正确检修工艺流程编译操作步骤以及每个步骤对应的分值,在考核过程中,考生需按正确的检修工序依次操作场景中设备的工器具开展相关检修处理,检修完成后,系统会根据用户的操作判断是否正确并记录得分。
水电站数字孪生检修平台通过检修全景、标准化检修作业、检修项目库、检修评估等功能,不仅为教职工及学员开展机组检修培训提供了科学、精细化的全面指导,而且极大地提高了水电机组安装与检修等方面课程的教学效果和安全性。
推荐案例:灵图互动水电站机组数字化检修仿真培训系统