Тренажер оперативного персонала

Тренажер по оперативным переключениям Модус предназначен для моделирования энергетических объектов любого уровня. Это означает, что с использованием одной и той же  программной оболочки тренажера и набора средств подготовки данных можно реализовать модель любого энергообъекта. Отличительной особенностью тренажера Модус является то, что он позволяет создавать максимально реалистичные макеты энергообъектов. Тренажер позволяет тренировать персонал на макетах собственных энергообъектов.

Поэтому покупка коробочной версии тренажера является только первым этапом во внедрении. Далее с использованием программных средств, поставляемых в ее составе, необходимо создать макет именно вашего энергообъекта и произвести настройку особенностей его эксплуатации.
Эта работа может быть выполнена либо силами персонала Вашего предприятия, либо поручена нашей группе внедрения. Работа может оказаться достаточно объемной,  несмотря на то, что разработчики компании постоянно совершенствуют средства подготовки тренажера и стремятся к большей точности моделирования энергообъекта.

Трудоемкость обусловлена большим объемом исходного материала для моделирования и необходимостью учитывать особенности, которые, как показывает практика, неизбежно присутствуют на каждом энергопредприятии. Специалисты нашей группы имеют многолетний опыт внедрения, поэтому производство макетов поставлено на поток. В случае их привлечения к работе по макету Вы получаете гарантированно успешный результат ввода в эксплуатацию программного продукта.

При рассмотрении варианта внедрения собственными силами мы настоятельно рекомендуем учесть несколько моментов. Во-первых, рекомендуется обучение персонала, занимающегося внедрением, на специализированных учебных курсах. Такие курсы функционируют с 2000 г. в г. С-Петербурге, обучение проводится три раза в год, длительность курса – 1 неделя. Во-вторых, для персонала, занимающегося внедрением, необходимо выделить достаточное количество времени, которое они будут посвящать исключительно работе с тренажером. Хороший результат может быть достигнут, если в работе принимают участие двое – специалист-технолог, хорошо разбирающийся в особенностях энергообъекта и переключений на нем, и специалист ИТ, для которого не представляет сложности освоение программного продукта.

Приведенные цифры могут применяться к работе обученного специалиста группы внедрения. При освоении программного продукта своими силами необходимо добавить время на освоение ПО. Также необходимо учесть, что с ростом сложности моделируемого объекта (подстанция 500кВ, электростанция) возрастает вероятность того, что встретятся особенности, которые не могут быть разрешены стандартной версией ПО (какие-либо особенности поведения защит, схемы постоянного тока, возбуждения и т.п.). В этом случае потребуется доработка стандартного комплекса. В случае привлечения группы внедрения Модус ее специалисты в контакте с разработчиками быстрее смогут отреагировать на особые требования заказчика. В этом случае, как правило, доработки производятся без дополнительной оплаты.

Таким образом, внедрение тренажера по Вашему энергообъекту, хотя и является трудоемким процессом, однако при правильной организации работы может привести к 100% гарантированному успешному результату.

Тренажер по оперативным переключениям для предприятий электроэнергетики состоит условно из трех частей:

• ПО Модус «Оболочка» тренажер
• Макет разрабатываемого энергообъекта
• Список упражнений для выполнения тренировки

При создании пакета тренировок основной объем работы заключается в создании адекватного макета энергообъекта в графическом редакторе и аниматоре. При подготовке макета должна быть создана модель схемы первичных присоединений энергообъекта, панелей щита управления и защит и др.

Для подготовки макета энергообъекта требуется собрать исходные данные: 

• Нормальная схема энергообъекта;
• Фотографии панелей управления, защит и автоматики, ячеек 6-10кВ.
• Карта уставок защит;
• Журнал нормального положения органов управления защитами;
• Фотографии высоковольтного оборудования;
• Виды экранов АРМ 
• Типовые бланки переключений.
• Дополнительная информация (по необходимости)

Для обеспечения адекватного поведения макета энергообъекта, необходима настройка данных следующих моделей:

• Коммутационная модель
• Контроля и управления 
• Релейной защиты и автоматики
• Блокировок

Важной особенностью наших схем является автоматическое построение топологических связей между элементами на основе графического рисунка схемы. На основе топологических связей строится электрическая модель, определяются электрические узлы и их текущее состояние - наличие напряжения. Схема представляется в виде набора цепей и узлов, связанных между собой силовыми элементами. Режим автоматически переопределяется при изменении положения любого коммутационного аппарата.

Модель РЗиА.

Построенная на основании графического отображения, система защит предназначена для моделирования поведения реальных устройств защиты и автоматики энергообъекта. Система автоматически разбивает схему объекта на зоны, и для каждой зоны автоматически создает набор РЗиА в зависимости от основного присоединения в данной зоне.

Для Воздушных линий:

• ДФЗ (ВЧ) — дифференциально-фазовая, или высокочастотная защита линии;
• ДЗЛ — дистанционная защита;
• МТЗНП — максимально-токовая защита нулевой последовательности;
• МФТО — межфазовая токовая отсечка.

Для трансформаторов:

• ДЗТ — дифференциальная защита трансформатора;
• ГЗТ — газовая защита трансформатора;
• ДЗ — дистанционная защита трансформатора;
• МТЗНП — максимально-токовая защита нулевой последовательности;
• МФТО — межфазовая токовая отсечка;
• МТЗ – максимальная токовая защита для низших классов напряжения;
• ДЗОШ – дифференциальная защита ошиновки для всех классов напряжения;
• КИВ – контроль изоляции вводов (для трансформаторов и реакторов 220 кВ и выше);
• Пожаротушение;
• Потеря охлаждения.

Для шин:

• ДЗШ – дифференциальная защита шин (с учетом нарушения фиксации присоединения);
• ДЗШТ – дифференциальная защита шин с торможением;
• АПВШ – автоматическое повторное включение шин.

Для генераторов:

• ДЗГ – дифференциальная защита генераторов;
• ЗЗГ – земляная защита генераторов;
• АГП – автомат гашения поля;
• Гидромеханические защиты. 

В программном комплексе Модус устройства защиты дифференцированы по виду КЗ: защиты, чувствительные к КЗ на землю, к межфазному КЗ и универсальные защиты, чувствительные к любому виду КЗ.
В случае отказа силового коммутационного оборудования в модели РЗиА предусмотрена имитация работы УРОВ.
Управление защитами, как и на реальном объекте, осуществляется путем установки в соответствующее положение накладки, ключа, испытательного блока и других органов управления. Как и на реальных энергопредприятиях, существует два типа сигнализации: визуальная и звуковая. В качестве визуальной сигнализации используются различные табло, сигнальные лампы и указательные реле (блинкер). Также для полной имитации реальной работы сигнализации используется два типа звуковой сигнализации: аварийная и предупредительная, отличающиеся друг от друга по типу звукового сигнала.
Кроме того, система защит выполняет автоматические операции по восстановлению питания, поэтому кроме защитных устройств в программе предусмотрены устройства автоматики — автоматическое повторное включение линии (однократное) и автоматический ввод резервного питания от другого источника. Модель релейной защиты и автоматики может имитировать срабатывание релейной защиты при ошибках стажера или при обыгрывании аварийных ситуаций.

Средства подготовки. Исходные данные.

Тренажер позволяет проводить тренировки не только на абстрактных учебных макетах, но и на модели конкретного энергообъекта, например, на котором работает обучаемый. Для этого в поставку программного комплекса включены средства подготовки макета:

• Графический редактор;
• Аниматор схем;
• Редактор упражнений;
• Редактор курсов;
• Просмотр результатов.

Тренажер позволяет вести базу данных (локальную или сетевую) по обучаемым и хранить архив результатов тренировок с возможностью вывода и распечатки протокола по каждой.
При создании пакета тренировок основной объем работы заключается в создании адекватного макета энергообъекта в Графическом редакторе и Аниматоре. При подготовке макета должна быть создана модель схемы первичных присоединений энергообъекта, панелей щита управления и защит и др.
Для подготовки макета энергообъекта требуется собрать следующие исходные данные:

• Нормальная схема энергообъекта;
• Фотографии панелей управления, защит и автоматики, ячеек 6-10 кВ;
• Карта уставок защит;
• Журнал нормального положения органов управления защитами;
• Схемы релейной защиты;
• Фотографии высоковольтного оборудования;
• Типовые бланки переключений.

Сетевой тренажер.

Ответ на вопрос – является ли тренажер Модус сетевым, часто вызывает путаницу из-за большого количества вариантов развертывания комплекса для разных задач, поэтому необходимо четко понимать, какие из его функций  можно считать сетевыми.
1.    Расположение исполняемых файлов и исходных данных тренировок на сервере для их последующего запуска: Да, это возможно и в этом смысле базовый тренажер является сетевым.
2.    Хранение на сервере базы данных результатов тренировок: Да, базовый тренажер можно настроить на хранение результатов в сети. Обучаемые одновременно могут выполнять независимые тренировки на своих рабочих местах.
3.    Использование сетевой лицензии на тренажер: Да, базовый тренажер  может использовать сетевую лицензию.
4.    Взаимодействие несколькими обучаемыми при проведении одной тренировки: Да, такая возможность есть, необходимо на каждом рабочем месте использовать базовый тренажер + продукт «Сервер коллективной тренировки» на сервере.
5.    Отслеживание действий обучаемых по сети инструктором: Да, такая возможность есть, для ее осуществления используется базовый тренажер + продукт «Управление тренажерным классом» на рабочем месте инструктора.
6.    Проведение одной и той же тренировки с разных рабочих станций и тем же обучаемым (например на одной рабочей станции развернут макет подстанции, а на другом имитация АРМ). Такая связка внешне похожа на упрощенный вариант 4. Для реализации используется базовый тренажер + интегратор схем. Выделенного сервера не требуется. Роль сервера выполняет приложение базового тренажера.

 Список подключенных рабочих меств программе Тренажерный класс

Итак, основными сетевыми приложениями тренажерного комплекса считаются программы:
•    Управление тренажерным классом
•    Сервер коллективной тренировки

ПО Управление тренажерным классом (рабочее место инструктора) предназначено  для проведения тренировок по локальной сети в тренажерных классах. Несколько обучаемых выполняют свои задачи, каждый  на своем рабочем месте. Со своего рабочего места руководитель тренировки может запускать задания на компьютере обучаемого, проводить мониторинг его действий, а также дистанционно вмешиваться в ход тренировки (например, вносить повреждения в схему, которые  могут приводить к аварийной ситуации). Тренировки на рабочих местах обучаемых (на одной и той же или разных схемах) проходят независимо друг от друга.

ПО рабочего места инструктора взаимодействует по сети с тренажерами (базовой комплектации), установленными на рабочих местах стажеров. Подключение к каждому рабочему месту и взаимодействие с ним производится независимо от других рабочих мест. Выделенного сервера для такой конфигурации не требуется.

Функции мониторинга позволяют получать информацию о:
•    Зарегистрированном на данном рабочем месте стажере.
•    Выполняемой в данный момент задаче.
•    Текущем состоянии схемы.
•    Сообщениях технологических подсистем (о нарушениях правил переключений, сработавших защитах и т.п.).
•    Выполненных действиях в виде протокола, сценария тренировки и расхождения между ними. Статистике выполнения и протоколе законченных тренировок.
При просмотре протокола инструктор может синхронизировать состояние схемы, в соответствии с любым выбранным шагом.

Функции управления позволяют:  
•    Запускать задачи на рабочем месте стажера.
•    Прерывать ход задачи.
•    Вмешиваться в ход выполнения задачи (например, скрытно создавать неисправности на схеме).
 

Коммутационно-режимный тренажер.

На базе тренажера по оперативным переключениям можно построить коммутационно-режимный тренажер. Для отображения текущих режимных параметров на схеме необходимо производить расчет установившегося режима. При действиях пользователя режим должен пересчитываться (например, при коммутациях в схеме).
Открытая архитектура комплекса Модус позволяет подключить практически любое существующее ПО расчета режима к схемам Модус и использовать уже подготовленные расчетные модели при проведении тренировок с тренажером по оперативным переключениям, пересчитывая режим по мере выполнения задания тренирующимся, и отображая полученные результаты графическими средствами отображения тренажера.
В настоящее время используются расчетные модели Модус и интеграция с режимным тренажером Феникс.

Расчет режима. Режимный тренажер Феникс, собственное ПО.

Функция расчета режима необходима при проведении тренировок диспетчеров. Благодаря открытой архитектуре комплекса Модус, имеется возможность подключения практически любого существующего ПО расчета режима к схемам Модус, используемых в Тренажере. Наша методика позволяет использовать уже подготовленные расчетные модели при проведении тренировок с Тренажером по оперативным переключениям, пересчитывая режим по мере выполнения задания тренирующимся, и отображая полученные результаты графическими средствами отображения Тренажера. Далее совокупность данных режимной модели и программного обеспечения для расчета режима будут называться РМС (расчетная модель сети).
В 2006 – 2007 годах по заказу ОАО ФСК ЕЭС была осуществлена стыковка тренажеров Модус и Феникс, что дало возможность получить объединенный продукт с функциональностью тренажеров по оперативным переключениям и режимного.

Алгоритм взаимодействия тренажера Модус и тренажера Феникс

При проведении тренировки, дежурный, производя переключения на макете своей подстанции, воздействует на состояние схемы сети. Данные об изменении состояния коммутационной модели подстанции передаются по локальной сети на сервер, где запущен тренажер Феникс, рассчитывающий параметры в окружающей сети. Результаты расчета можно просматривать через интерфейс диспетчера тренажера Феникс; они же отображаются с помощью графических средств ПО Модус на рабочих местах всех участников тренировки.

Совместная работа ПО Модус и Феникс в сети.


Отображение синхронизированного состояния схемы в тренажерах на базе ПО Модус и Феникс.

В настоящее время компания Модус является официальным поставщиком режимного тренажера Феникс (ранее поставщиком являлась компания Монитор Электрик).
Мы принимаем также заказы также на разработку расчетных моделей для режимного тренажера Феникс.
Если у заказчика уже эксплуатируется какая-либо программа расчета режима, например программа Растр, то мы можем подключить имеющуюся программу и подготовленные для нее данные к тренажеру по тому же принципу, по которому подключен тренажер Феникс.
Компания Модус осуществляет разработку собственного модуля расчета режима . Это ПО ориентировано на расчет потокораспределения внутри энергообъекта.

Способы внедрения.

Политика компании Модус предусматривает три варианта внедрения ПО Тренажер по оперативным переключениям:

1. Собственными силами предприятия;
2. Собственными силами предприятия с получением комплексных консультаций разработчиков;
3. Выполнение всех работ под ключ.

Компания Модус поставляет все средства для составления макета и обеспечивает обучение их использованию, поэтому часто пользователи ориентируются на внедрение своими силами. Мы приветствуем такой подход, однако часто заказчики принимают такое решение, основываясь на неверной оценке трудоемкости внедрения.
Отчасти в такой недооценке «виноваты» и мы, поставляя Графический редактор, с помощью которого пользователи в рекордно короткие сроки, по сравнению с другими средствами того же назначения, готовят главную схему энергообъекта в виде рисунка.
Поэтому у пользователя создается иллюзия простоты подготовки макета. Основными следствиями являются следующие ошибки:

1. Невыделение достаточного ресурса времени персоналу для подготовки схемы. Для подготовки качественного макета необходимо освобождать сотрудника только для этой работы, как правило на период от нескольких месяцев (в зависимости от объема макета).
2. Поручение работы недостаточно квалифицированному или недобросовестному персоналу.

Примерное распределение объема работ, например, при подготовке макета подстанции, следующее:

• Подготовка главной схемы в виде рисунка. 5%
• Расстановка диспетчерских наименований, выверка топологии главной схемы 5%
• Сбор данных по объекту (включая время проезда) 10%
• Отрисовка щитов управления, панелей РЗиА, ячеек КРУ 15%
• Настройка команд и зависимостей, датчиков. 5%
• Настройка специфических правил, блокировок. 5%
• Привязка и настройка модели РЗиА. 25%
• Составление и отладка упражнений, 10 штук 5%
• Выверка правильности отрисовки макета, модели поведения, заданий, сдача - приемка 25%

Как показывает опыт, наиболее результативным является внедрение ПО «под ключ», как с точки зрения экономической обоснованности, так и с точки зрения технической политики. При выборе внедрения тренажера первыми двумя способами, заказчики, как правило, не полностью учитывают все затраты, которые несут выбрав этот путь. Следует учесть что коробочная версия может не позволять учесть всех особенностей Вашего предприятия, а при заказе под ключ соответствующие доработки тренажера выполняются вне очереди в минимальные сроки.
Стоимость внедрения тренажера формируется в зависимости от:

• Объема моделируемых объектов.
• Подробности представления (подробный, упрощенный макет).
• Дополнительных данных и схем, например схемы освещения.
• Дополнительных функций, например расчет режима.
• Наличия уже подготовленных материалов – схема в Модусе или в электронном виде – стоимость снижается незначительно, можем предоставлять скидку порядка 10%.

Часто пользователи задают вопрос: насколько удешевит работы по тренажеру наличие уже нарисованной схемы в Модусе. Ответ следует из соотношения объемов работ – при заказе полного макета объем работ и стоимость снижается примерно на 5%.

Внедрение «под ключ»

При внедрении тренажера «под ключ» мы выполняем следующие виды работ:

1. Сбор информации с выездом на энергообъект.
   Специалисты Модус выезжают на ПС и производят фотосъёмку оборудования
2. Разработка графического отображения оборудования ПС для тренажера Модус.
   Этап предусматривает подготовку условно-графических или фотореалистичных макетов следующего оборудования:
   • Главной электрической схемы объекта, включающей все силовое оборудование 6 кВ и выше, а также схемы СН 6-10 кВ;
   • Панелей щитов управления (ГЩУ, БЩУ и пр.) силовым оборудованием 6 кВ и выше;
   • Панелей релейных защит и автоматики силового оборудования 6 кВ и выше;
   • Графической имитации ОИК;
   • Ячеек КРУ (ЗРУ) 6-10 кВ.
3. Разработка анимированного макета ПС для тренажера Модус.
   На данном этапе производится анимация графического макета ПС. Анимация макета подразумевает создание согласованного поведения элементов (управление коммутационными аппаратами от ключей управления, взаимосвязь сигнальной аппаратуры с силовым оборудованием и пр.).
4. Создание коммутационной модели и моделирование устройств РЗиА.
   Во всех предложен-ных вариантах внедрения тренажера возможно использование одной их трех моделей:
   1. Коммутационная модель.
      Стандартный вариант адаптации без количественных расчетов режима сети. На основе графического макета в автоматическом режиме строится коммутационная модель, позволяющая определять участки схемы, находящиеся под напряжением, наличие либо отсутствие нагрузки (количественно не рассчитывается). Модель релейной защиты базируется на логическом анализе защищаемой зоны, срабатывание определенного вида защиты происходит в зависимости от типа по-вреждения.
   2. Коммутационно-режимная модель.
      Коммутационно-режимная модель позволяет производить количественные расчеты текущего режима сети и отображать их на измерительных приборах щита управления, при необходимости на схеме. Модель релейной защиты строится аналогично варианту адаптации на базе коммутационной модели.
   3. Коммутационно-режимная модель с расчетом ТКЗ.
      Данная модель позволяет создать тренажерную систему, максимально приближенную к реальному объекту. Совмещение коммутационно-режмной модели и подсистемы расчета токов короткого замыкания (ТКЗ) позволяет имитировать работу защит не на основе логики, а на основе текущих режимных показателей, рассчитанных значений ТКЗ, удаленности места КЗ.
5. Монтаж, наладка и поставка ПО.
   Доставка до соответствующего филиала программного обеспечения и сопроводительной документации, а также выезд специалистов для установки и настройки коробочной версии программного обеспечения (ПО) на персональные компьютеры (ПК) с предустановленной операционной системой предоставляемые заказчиком.

Установка и настройка ПО включает в себя:

• Установку драйверов и настройку оборудования входящего в поставку;
• Установку и настройку коробочной версии тренажера по оперативным переключениям Модус;
• Установку макета (модели) энергообъекта.

Дополнительные услуги.

Включение в объем работ по тренажерам указанных макетов позволит не только расширить подробность и функциональность тренажеров, но и создать электронный альбом схем с многофункциональной системой поиска и возможностью коллективного доступа, в том числе и через сеть Интернет.
Точная стоимость работ по разработке модели вышеуказанного оборудования в тренажер определяется индивидуально, исходя из объема схем и требуемой подробности. Ориентировочная стоимость выполнения этих работ указана в таблице.

*В стоимость обучения не входят командировочные расходы на 2 преподавателей. Техника и помещения для проведения занятий предоставляются заказчиком.
Тренажер прошел сертификацию в Департаменте Генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей России в соответствии с «Нормами годности программных средств подготовки персонала энергетики» СО 34.12.305-99, успешно применяется на многих соревнованиях, в том числе Всероссийского уровня. Имеется свидетельство Роспатент на регистрацию программного продукта.

Наши заказчики

Тренажер Модус в современном виде уже внедрен на следующих сетевых предприятиях:

• ЦДС ОАО ФСК ЕЭС (в объеме подробных макетов на все (153) подстанции 330-750 кВ);
• МЭС Центра, МЭС Сибири, МЭС Урала, МЭС Северо-Запада, МЭС Волги, МЭС Юга(в объеме упрощенных макетов всех подчиненных объектов);
• Южные ЭС Мосэнерго;
• Ярославские ЭС;
• Восточные ЭС Мосэнерго;
• Красноярскэнерго

Перечислены только те предприятия, на которых мы можем продемонстрировать работоспособность макетов и отвечать за них; распространенность Тренажера гораздо шире.

По желанию заказчика возможна доработка тренажерного комплекса и увеличения его функциональности в части взаимодействия с технологическими системами, перечень, объем и сроки доработки оговариваются отдельно и на его основе составляется смета стоимости работ.

По желанию заказчика могут быть разработаны однопользовательские варианты, а также комбинированные варианты внедрения Тренажера, стоимость которых может быть рассчитана на основе указанных цен.