氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法
2023-05-16 04:37:46 1
專利名稱：氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法
技術領域：
本發明涉及電力系統仿真技術，特別是涉及一種氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法。
背景技術：
氧化性避雷器是電力系統進行防雷保護的關鍵設備。放電記錄器不合格缺陷會造 成不能正常統計氧化鋅避雷器是否按照預定設計要求起到防雷保護的作用。因此，在氧化性避雷器製造企業、電力系統開展氧化性避雷器放電記錄器的例行校驗、技術人員培訓極為必要。放電記錄器校驗也是電力系統防雷保護研究、運行缺陷校驗、實施狀態檢修的重要手段，是國家規定的設備預防性維修試驗項目。目前，電力系統仿真系統已經在電網系統中得到廣泛的應用，基於不同仿真平臺實現的數字仿真的技術，數字仿真系統不但可以用於電力系統實時的仿真分析研究，它還可以提供電力系統一次設備，各類控制系統，各種電力系統自動化設備實時數字仿真校驗的閉環試驗環境。這類電力系統數字仿真器，由高速計算機及信號輸入輸出通道，結合被仿真系統的數學模型，實時仿真算法、良好的人機接口，並配以性能優良的電壓/電流等功率放大部件的綜合組成。可視化(Visualization)是利用計算機圖形學和圖像處理技術，實現數據圖形、圖像之間的轉換，並進行交互處理的理論、方法和技術。自20世紀80年代後期出現以來，目前已經在各個領域受到廣泛重視和飛速發展，近年來，在電力系統中也是開始得到深入的研究，隨著電力系統的規模不斷擴大，電力系統可視化的需求也是在不斷增加，目前在電力系統調度方面的成效顯著、效益明顯，而對於在電力自動化設備以及其試驗仿真技術，雖然基於不同仿真平臺實現的數字仿真的技術已經可以達到了極其強的功能，通過建立完善的數學模型，進行各種試驗的仿真，但其在仿真校驗過程中，可視化程度低，仿真校驗人員仍然是要面對大量繁雜的數據，這些繁雜的數據，要求仿真校驗人員必須是個專業技術人員才可以了解，同時，處理這些繁雜的數據也會導致仿真校驗的效率低，這些缺陷也是其可視化程度低所致。綜上所述，傳統的氧化鋅避雷器放電記錄器校驗仿真校驗技術，已經無法適應不斷增加的電力系統可視化的需求。
發明內容
基於此，有必要針對傳統的氧化鋅避雷器放電記錄器校驗仿真校驗技術，已經無法適應不斷增加的電力系統可視化的需求的問題，提供一種氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法。一種氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，包括如下步驟建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型利用虛擬實境技術建立氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型，導入被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的記錄器仿真數學模型，建立所述氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型與所述記錄器仿真數學模型的對應關係；建立可視化的儀器模型利用虛擬實境技術建立用於校驗所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的儀器三維模型，導入氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的儀器仿真數學模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數學模型的對應關係；執行可視化的仿真校驗運行仿真系統，調入所述氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型進行可視化的仿真校驗。上述氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，將虛擬實境技術與氧化鋅避 雷器放電記錄器校驗仿真校驗技術相結合，通過建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型，在仿真校驗過程中可以實現可視化的展示，極大提高了氧化鋅避雷器放電記錄器校驗仿真校驗的可視化程度，大幅度地提高了仿真校驗中人機互動界面的可視化程度，減少了仿真測試人員對繁雜數據的處理過程，提高了仿真校驗操作的準確性和工作效率，滿足了日趨增加的電力系統可視化需求，具有極高的推廣價值。
圖I為一個實施例的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法的具體實施方式
作詳細描述。圖I示出了一個實施例的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法流程圖，主要包括如下步驟步驟S100，建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型利用虛擬實境技術建立氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型，導入被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的記錄器仿真數學模型，建立所述氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型與所述記錄器仿真數學模型的對應關係；步驟S200，建立可視化的儀器模型利用虛擬實境技術建立用於校驗所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的儀器三維模型，導入氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的儀器仿真數學模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數學模型的對應關係；步驟S300，執行可視化的仿真校驗運行仿真系統，調入所述氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型進行可視化的仿真校驗。為了更清晰本發明的技術，下面闡述較佳實施例。對於步驟S100，主要是利用虛擬實境技術建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型，可以包括如下步驟第一，分別以所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器A相設備、B相設備、C相設備為原型，利用虛擬實境技術並根據設定的比例在計算機上虛擬出氧化鋅避雷器放電記錄器A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備的三維模型；具體地，根據被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的外形、連接方式等，按其原型以縮小的比例，採用3DMAX商業軟體虛擬出氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型，每一相設備都包括均壓圈、接線端、瓷瓶、引線端子、接地線、支架等部件，且能模擬放電記錄器正常、異常兩種狀態。第二，將A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型按照相同的比例和設定的間距排列，生成氧化鋅避雷器放電記錄器模型；具體地，根據被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器，按其原型以縮小的比例，採用3DMAX商業軟體虛擬出電流互感器三維模型，虛擬出A相設備模型，根據A相模型來虛擬出B、C相模型，將三相模型按比例的間距進行排列，組合成包括A、B、C三相的電流互感器三維模型。 第三，建立一個平面坐標系，在該坐標系內設定所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型的外接區域為滑鼠事件的作用範圍；用於響應滑鼠輸入指令，進行三相間的選擇和展示功能。 第四，分別建立所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型與所述電流互感器仿真數學模型中A、B、C三相模型的對應關係。通過上述步驟，可以將記錄器仿真數學模型與被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器A、B、C三相的有關的數據進行實時轉換，在氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型實現可視化的展示當前測試中的A、B、C三相的狀態。對於步驟S200，主要是調入3DMAX製作儀器的三維外殼、三維部件，定義儀器上控制項的作用範圍，並設定相應的功能。下面以YJS-I型氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器為例進行闡述，步驟S200包括如下步驟首先，根據氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的外部結構虛擬儀器的三維外殼；具體地，採用3DMAX商業軟體按照YJS-I型氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的長、寬、高的比例關係建立校驗儀器三維外殼；依據顯示屏(電壓表、電流表等)的長、寬比例及在儀器上的位置，在儀器的三維外殼上帖深色底圖。其次，在所述三維外殼上虛擬儀器的仿真部件；其中，所述仿真部件包括三維按鍵、三維顯示屏；具體地，依據按鍵排列順序在儀器正面製作三維按鍵、三維顯示屏；另外，進一步地還可以按照連接頭等部件的排列順序在儀器側邊製作三維連接頭等其它三維部件。第三，建立一個平面坐標系，在該坐標系內設定所述仿真部件的外接矩形區域為滑鼠事件的作用範圍；具體地，以儀器正面矩形的左下角為原點，建立平面坐標系，在該坐標系內定義為每個三維按鍵、三維顯示屏定義一個矩形去作為作用範圍用於響應滑鼠事件；以滑鼠點擊該矩形範圍為設定事件的觸發指令。第四，建立所述仿真部件與所述儀器仿真數學模型的對應關係；主要包括以下兩個方面，第一，建立所述三維按鍵與所述儀器仿真數學模型輸入的操作指令之間的對應關係；第二，建立所述三維顯示屏與所述儀器仿真數學模型輸出的數據之間的對應關係；具體地，以三維按鍵代替選擇鍵和數據輸入框等，使得儀器仿真數學模型的指令、數據輸入都通過以實際按鍵為原型的三維按鍵來進行輸入，同時，將儀器仿真數學模型的輸出數據在三維顯示屏外接矩形所確定的坐標範圍內進行顯示，通過上述方式，實現了對儀器操作高度的可視化展示，解決了傳統的選擇按鍵、輸入框等可視化低的缺陷。對於步驟S300，主要是在進行仿真校驗過程中，調用上述建立的氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型來進行控制指令、數據輸入及輸出數據顯示，從而實現仿真校驗·的高度可視化，作為一個實施例，首先將氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型和儀器三維模型導入到基於虛擬實境技術虛擬場景中；其中，該虛擬場景是以避雷器所在的場景為原型，採用3DMAX商業軟體進行仿真的三維場景模型。然後在該三維場景模型中使用儀器三維模型對氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型進行仿真校驗，具體包括如下(I)當檢測到所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型有滑鼠點擊時，根據所點擊的A相、B相或C相從記錄器仿真數學模型中選擇對應的三相模型進行仿真校驗；通過上述步驟，可以在仿真校驗過程中實現A、B、C三相可視化切換的功能。(2)當檢測到所述記錄器仿真數學模型中三相模型正在進行仿真校驗時，在對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域進行閃爍、高亮顯示；通過上述步驟，可以在仿真校驗過程中實現A、B、C三相的可視化展示功能。(3)當檢測到所述記錄器仿真數學模型進行仿真校驗輸出校驗數據時，根據預設的校驗數據表對所述校驗數據進行判斷，若所述校驗數據為非正常數據，則將對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域以紅色進行顯示，若所述校驗數據為正常數據，則將對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域以綠色進行顯示；通過上述步驟，可以實現A、B、C三相仿真校驗結果的可視化展示功能。(4)當檢測到所述三維按鍵上有滑鼠點擊時，根據該三維按鍵的生成相應的操作指令輸入至所述儀器仿真數學模型；例如，當需要開始校驗時，可以通過三維按鍵輸入該控制指令，觸發設定的事件，輸出對應的操作指令至儀器仿真數學模型，從而進行仿真校驗操作，相對於通過選擇按鍵的形式，更具有逼真的可視化效果。(5)當檢測到所述儀器仿真數學模型有輸出的顯示數據時，將所述顯示數據在所述三維顯示屏的區域內進行顯示；具體地，顯示放電記錄器的正常狀態(正常動作)和異常狀態(不動作)，其數據顯示如表I、表2所示表I
權利要求
1.一種氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，包括以下步驟 建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型 利用虛擬實境技術建立氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型，導入被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的記錄器仿真數學模型，建立所述氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型與所述記錄器仿真數學模型的對應關係； 建立可視化的儀器模型 利用虛擬實境技術建立用於校驗所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的儀器三維模型，導入氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的儀器仿真數學模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數學模型的對應關係； 執行可視化的仿真校驗 運行仿真系統，調入所述氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型進行可視化的仿真校驗。
2.根據權利要求I所述的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，所述建立可視化的氧化鋅避雷器放電記錄器模型步驟包括 分別以所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器A相設備、B相設備、C相設備為原型，利用虛擬實境技術井根據設定的比例在計算機上虛擬出氧化鋅避雷器放電記錄器A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備的三維模型； 將A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型按照相同的比例和設定的間距排列，生成氧化鋅避雷器放電記錄器模型； 建立ー個平面坐標系，在該坐標系內設定所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型的外接區域為滑鼠事件的作用範圍； 分別建立所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型與所述電流互感器仿真數學模型中A、B、C三相模型的對應關係。
3.根據權利要求I所述的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，所述建立可視化的儀器模型步驟具體包括 根據氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的外部結構虛擬儀器的三維外売； 在所述三維外売上虛擬儀器的仿真部件；其中，所述仿真部件包括三維按鍵、三維顯示屏； 建立ー個平面坐標系，在該坐標系內設定所述仿真部件的外接矩形區域為滑鼠事件的作用範圍； 建立所述仿真部件與所述儀器仿真數學模型的對應關係。
4.根據權利要求3所述的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，所述建立所述仿真部件與所述儀器仿真數學模型的對應關係步驟具體包括 建立所述三維按鍵與所述儀器仿真數學模型輸入的操作指令之間的對應關係； 建立所述三維顯示屏與所述儀器仿真數學模型輸出的數據之間的對應關係。
5.根據權利要求4所述的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，所述執行可視化的仿真校驗步驟包括 當檢測到所述A相設備三維模型、B相設備三維模型、C相設備三維模型有滑鼠點擊吋，根據所點擊的A相、B相或C相從記錄器仿真數學模型中選擇對應的三相模型進行仿真校驗; 當檢測到所述記錄器仿真數學模型中三相模型正在進行仿真校驗時，在對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域進行閃爍、高亮顯示； 當檢測到所述記錄器仿真數學模型進行仿真校驗輸出校驗數據時，根據預設的校驗數據表對所述校驗數據進行判斷，若所述校驗數據為非正常數據，則將對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域以紅色進行顯示，若所述校驗數據為正常數據，則將對應的所述A相設備三維模型、B相設備三維模型或C相設備三維模型的區域以綠色進行顯示； 當檢測到所述三維按鍵上有滑鼠點擊時，根據該三維按鍵的生成相應的操作指令輸入至所述儀器仿真數學模型； 當檢測到所述儀器仿真數學模型有輸出的顯示數據時，將所述顯示數據在所述三維顯示屏的區域內進行顯示。
6.根據權利要求I所述的氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，其特徵在於，所述執行可視化的仿真校驗步驟還包括根據所述可視化的仿真校驗獲得的仿真校驗數據監測所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的運行エ況及故障狀態。
全文摘要
本發明提供一種氧化鋅避雷器放電記錄器可視化仿真校驗方法，該方法包括利用虛擬實境技術建立氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型，導入被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的記錄器仿真數學模型，建立氧化鋅避雷器放電記錄器三維模型與記錄器仿真數學模型的對應關係；利用虛擬實境技術建立用於校驗所述被校驗氧化鋅避雷器放電記錄器的儀器三維模型，導入氧化鋅避雷器放電記錄器校驗儀器的儀器仿真數學模型，建立儀器三維模型與儀器仿真數學模型的對應關係；運行仿真系統，調入氧化鋅避雷器放電記錄器模型和儀器模型進行可視化的仿真校驗。本發明的技術，提高了仿真校驗操作的準確性和工作效率，滿足了日趨增加的電力系統可視化需求，具有極高的推廣價值。
文檔編號G01R35/00GK102778664SQ20121029240
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者葉建斌, 夏永強, 方健, 潘慧文, 王勇, 王志軍, 陳俊, 陳雁 申請人:廣州供電局有限公司