В начале 2020 года компания Modum Lab выиграла тендер «Создание виртуальной системы подготовки оперативного персонала» от ПАО «РусГидро». Спустя 2 года появился VR-тренажёр, который позволяет отрабатывать комплексные задачи, связанные с управлением и обслуживанием оборудования станций.
Ежегодно 50% оперативного персонала использует этот тренажерный комплекс для прохождения профессиональной переподготовки и повышения квалификации.
Каких результатов удалось достичь?
В симулятор заложена трёхмерная модель виртуальной ГЭС, гибрид оборудования и устройств релейной защиты и автоматики Саяно-Шушенской и Воткинской ГЭС. Современные технологии позволили максимально реалистично создать виртуальную станцию. Оборудование, использующееся в программе обучения, типично для любой станции – малой или большой ГЭС.
Тренажёр состоит из 9 локаций:
- КРУ (комплектное распределительное устройство);
- две секции 6кВ;
- две секции собственных нужд 0,4кВ;
- ОРУ (открытое распределительное устройство) 110 кВ в составе 15 ячеек;
- релейный щит ОРУ 110кВ;
- центральный пульт управления с главной схемой ГЭС;
- оборудования для управления и наблюдения за работой гидроагрегата;
- шахта турбины;
- подпятник гидрогенератора.
В рамках проекта подготовлено 26 сценариев тренировки оперативного персонала. Проходить их можно как в одиночку, так и с напарником. Доступно два режима: тренировка (с подсказками) и экзамен. Преподаватель может наблюдать за пользователями VR-тренажёра и помогать в режиме реального времени.
С помощью компьютера, шлема HTC Vive Pro Eye и контроллеров работник попадает в виртуальную ГЭС, где всё оборудование подключено к математической модели и достоверно отображает все процессы станции.
Для чего нужна математическая модель?
Математическая модель описывает действия оборудования, размещает данные о связях и протекании гидромеханических и электрических процессов. В проекте у неё есть две основные задачи.
Первая, более простая, – это логическая связь входящих данных с исходящими. Например, при повороте ключа управления выключателя КРУ 6 кВ в сторону «Вкл», включается выключатель 6 кВ и меняется соответственно состояние сигнальной арматуры, загорается сигнальная лампа «Вкл», лампа «Откл» гаснет.
Вторая, более сложная, – это расчёт на основе входящих данных исходящего параметра. Например, по значению напора и открытия направляющего аппарата сначала рассчитывается расход воды через турбину, а потом активная мощность турбины.
За счёт этой модели тренировки оперативного персонала проходят так, как если бы они совершали переключения на реальной ГЭС. Кстати, разработка такой математической модели и её подключение к виртуальному оборудованию – одна из самых сложных и ключевых задач проекта.
Чем эта симуляция отличается от других?
Тренажёр сочетает в себе взаимосвязанные локации ГЭС, сложные механики взаимодействия с виртуальным окружением, работу в сетевом режиме и расчёт реакций на любое управляющее воздействие пользователя вне сценария. Например, в любой момент тренировки пользователь может установить переносное защитное заземление (ПЗЗ) 0,4 кВ на шины под напряжением и увидит короткое замыкание.
Также в нашей системе есть конструктор сценариев. С его помощи заказчик может самостоятельно добавлять новые задания и аварийные ситуации, объединять действия между собой в различной последовательности.
Кроме того, симуляцию можно дополнить объектами из библиотеки — например, ключ или лампочку — задавать им определённые положения и связывать их с математической моделью.
Зачем нужны VR-шлем для тренажёра?
С помощью нашей симуляции сотрудники не просто получают знания, а проживают тренажёрные ситуации, доводя действия до автоматизма. VR-шлем позволяет симулировать присутствие на реальном объекте.
Большинство сценариев предполагают их прохождение одновременно двумя работниками в очках виртуальной реальности, при этом за каждым закрепляется своя роль.
Цель программы не только обучение, но и тестирование, контроль правильности выполнения действий. Помимо прописанных в сценарии действий, обучаемый может подойти к любому другому оборудованию, произвести какие-то операции и увидеть, что это за собою повлечёт.
VR-тренажёр по отработке оперативных переключений в электроэнергетике способствует:
- снижению рисков для здоровья и целостности оборудования;
- увеличению производительности за счёт ускорения адаптации и снижения ошибок персонала;
- экономии на очном обучении, которое не требует остановки оборудования и создания натурных моделей.
Этот проект представили Ассоциации цифровой энергетики. К нему проявили интерес представители других энергокомпаний. В будущем, в условиях широкого распространения VR-технологий в обучении, сценарии тренажеров могут стать универсальными для отрасли из-за схожести энергооборудования и единых регламентов работы на гидростанциях.
