專利名稱：基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法
技術領域：
本發明涉及電力系統仿真技術，特別是涉及一種基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法和系統。
背景技術：
開關柜是電力系統、大型用戶變電站可靠供電的關鍵設備。統計表明，因局部放電缺陷造成的開關柜事故占到了相當大比率。因此，在電力系統、大型用戶(如高鐵、地鐵、機場等)變電站開展開關柜局部放電的監測是極其重要的，由于開關柜設備等在經過一定時間的運行后，如器件老化、損壞等原因，其運行中的一些參數會發生變化，而存在故障隱患，通過對開關柜的局部放電進行檢測仿真，可以獲取其運行工況的監測，可以對開關柜進行故障預測，避免事故的發生。 目前，常用的開關柜局部放電檢測仿真技術，一般是基于物理設備而建立的仿真環境，這些技術雖然能達到逼真的仿真效果，但由于配備各種物理設備需要極大的成本，而且物理設備仿真中需要帶電、在高電壓條件下進行測試的問題，干擾大、安全性差、效率低，使得其難以成為普遍性仿真技術在當前電力系統的應用中推廣開來，無法滿足當前不斷發展的電網業務需求。
發明內容
基于此，有必要針對基于物理的開關柜局部放電檢測仿真技術成本高、干擾大、安全性差、效率低的問題，提供一種基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法。一種基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，包括如下步驟根據開關柜的局部放電檢測定位實測的典型數據建立局部放電模型；以局部放電檢測儀器為原型，利用虛擬現實技術建立用于檢測所述開關柜的檢測儀器模型；調用所述局部放電模型和所述檢測儀器模型進行局部放電檢測仿真檢測，獲得仿真檢測數據；利用所述仿真檢測數據對所述開關柜的運行工況進行監測。上述基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，將虛擬現實技術與開關柜局部放電檢測相結合，分別虛擬開關柜局部放電模型、測試儀器模型，開關柜的局部放電檢測仿真通過計算機完成，無需配備物理設備，仿真成本低、干擾小、安全性好、效率高，具有極高的推廣價值。
圖I為一個實施例的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真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基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法流程圖，主要包括如下步驟步驟一根據開關柜的局部放電檢測定位實測的典型數據建立局部放電模型；在一個實施例中，針對于開關柜局部放電產生的電磁輻射及其在空氣中的傳播特性，虛擬開關柜的局部放電模型，主要包括如下步驟 S101，讀入開關柜局部放電檢測定位檢測的典型 數據，并根據所述典型數據建立電磁輻射模型；其中，所述電磁輻射模型包括局部放電點的電磁輻射與距離的對應關系；如表I所示，表I是IOkV開關柜局部放電檢測定位實驗中獲得的實測數據，描述了典型開關柜局部放電時產生的電磁輻射強度及其傳播特性，將該數據進行計算機仿真，獲得作為IOkV開關柜局部放電模型的電磁輻射模型。表I:
距離(cm) I 15 I 20 I 25 30 35 40 45 50 60場強(V/m) 2.63 I 2. I I 1.69 1.44 1.22 1.09 0.97 0.88 6X1CT8S102，計算以所述局部放電點為中心的空間內電磁輻射強度分布的擬合公式；優選地，在仿真建立電磁輻射模型后，利用差值法對實測數據進行處理，擬合出以局部放電點為中心的空間內，電磁輻射強度分布與距離之間的擬合公式，具體如下首先，定義實測數據的典型數據；例如，定義表I中IOkV開關柜局部放電檢測定位的實測數據的典型數據，將實測數據表示成“距離，場強度”結點，并保存在一個線性數組中，數組的第一個值為[15，2. 63]，最后一個為[60，6X10_8]。然后，對線性數組中的結點進行線性插值計算；例如，根據表I中的實測數據能夠獲得9個結點，根據設定的插值數量，在每兩個結點之間的距離進行插值計算，進而可以獲得更多“距離”點所對應的“電磁輻射強度”。優選地，考慮到局部放電點的電磁輻射強度分布中，離局部放電點較遠或較近時電磁輻射強度變化不大的特性，主要對局部放電點的電磁輻射強度隨距離變化較大的距離范圍內進行插值計算。具體地，對于由表I得到線性數組進行插值計算，包括如下過程SDi小于或等于15cm，則認為該點無限接近放電點，其輻射強度Vi取第一點的輻射強度，即取Vi=2. 63 ；若Di大于或等于60cm，則認為該點距離放電點較遠，其輻射強度Vi取最后一點的福射強度，即取1=6X10'若Di在15cnT60Cm之間，則采用線性插值法計算其電磁輻射強度，設Di大于Dj式小于h+1，則輻射強度Vi的計算公式如下Vi = Vj------公式(I)
Dj式中，Dj和Dp1是線性數組中相鄰的兩點，' 和'+1是該兩點對應的電磁輻射強度。需要說明的是，Di是指檢測點離局部放電點的空間距離，其計算過程可以通過空間坐標系來進行計算。設局部放電點的空間坐標位置為(Xtl, Y0, Ztl),空間中某檢測點的坐標為(Xi, Yi,Zi)，則該檢測點與局部放電點的空間距離Di為
權利要求
1.一種基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，包括以下步驟 根據開關柜的局部放電檢測定位實測的典型數據建立局部放電模型； 以局部放電檢測儀器為原型，利用虛擬現實技術建立用于檢測所述開關柜的檢測儀器模型； 調用所述局部放電模型和所述檢測儀器模型進行局部放電檢測仿真檢測，獲得仿真檢測數據； 利用所述仿真檢測數據對所述開關柜的運行エ況進行監測。
2.根據權利要求I所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述根據開關柜的局部放電檢測定位實測的典型數據建立局部放電模型步驟具體包括 讀入開關柜局部放電檢測定位檢測的典型數據，并根據所述典型數據建立電磁輻射模型；其中，所述電磁輻射模型包括局部放電點的電磁輻射與距離的對應關系； 計算以所述局部放電點為中心的空間內電磁輻射強度分布的擬合公式； 根據所述擬合公式建立電磁輻射強度測試程序。
3.根據權利要求I或2所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述以局部放電檢測儀器為原型，利用虛擬現實技術建立用于檢測所述開關柜的檢測儀器模型步驟具體包括 根據局部放電檢測儀器的結構虛擬儀器的三維外殼； 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鼠標事件的作用范圍； 根據所述作用范圍建立所述仿真部件與設定的計算機程序之間的鏈接。
4.根據權利要求3所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述根據所述作用范圍建立所述仿真部件與計算機程序之間的鏈接步驟具體包括 建立三維按鍵與所述電磁輻射強度測試程序之間的鏈接； 建立三維顯示屏與電磁輻射強度顯示程序之間的鏈接。
5.根據權利要求4所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述調用所述局部放電模型和所述檢測儀器模型進行局部放電檢測仿真檢測，獲得仿真檢測數據步驟包括 在ー個虛擬的開關柜場地中設置ー組包括局部放電點的三維開關柜，其中，所述三維開關柜的局部放電點與所述局部放電模型的局部放電點相對應； 在所述三維開關柜上設置測試點； 響應用戶點擊所述三維按鍵的鼠標響應指令，調用所述電磁輻射強度測試程序計算所述測試點的電磁輻射強度； 調用所述電磁輻射強度顯示程序，將所述電磁輻射強度顯示在所述三維顯示屏的區域內。
6.根據權利要求5所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述計算所述測試點的電磁輻射強度步驟包括 計算所述測試點與所述三維開關柜的局部放電點之間的距離； 將所述距離代入所述電磁輻射強度測試程序中的擬合公式計算所述測試點的電磁輻射強度。
7.根據權利要求I所述的基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，其特征在于，所述利用所述仿真檢測數據對所述開關柜的運行エ況進行監測步驟包括 根據所述仿真檢測數據計算所述開關柜的參數誤差；根據所述參數誤差對所述開關柜的工作參數進行調整。
全文摘要
本發明提供一種基于虛擬現實技術的開關柜局部放電檢測仿真方法，該方法包括根據開關柜的局部放電檢測定位實測的典型數據建立局部放電模型；以局部放電檢測儀器為原型，利用虛擬現實技術建立用于檢測所述開關柜的檢測儀器模型；調用所述局部放電模型和所述檢測儀器模型進行局部放電檢測仿真檢測，獲得仿真檢測數據；利用所述仿真檢測數據對所述開關柜的運行工況進行監測。本發明的技術，開關柜的局部放電檢測仿真通過計算機完成，無需配備物理設備，仿真成本低、干擾小、安全性好、效率高，具有極高的推廣價值。
文檔編號G01R31/12GK102759692SQ201210258700
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者伍衡, 吳海宏, 宋浩永, 張顯聰, 張琦, 楊柳, 林昌年, 熊俊, 王勇, 辛平野, 陸國俊, 黃慧紅, 黃青丹 申請人:廣州供電局有限公司