專利名稱：電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)，特別是涉及一種電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法。
背景技術(shù)：
高壓電流互感器是電力系統(tǒng)、大型城市電網(wǎng)可靠供電的關(guān)鍵設(shè)備。高壓電流互感器介質(zhì)損耗測試是電流互感器出廠測試、運(yùn)行中事故診斷的必備測試項(xiàng)目。因此，在設(shè)備制造企業(yè)、科技研發(fā)機(jī)構(gòu)、電力系統(tǒng)、大型用戶變電站、大型城市電網(wǎng)開展電流互感器介質(zhì)損 耗測試儀器的開發(fā)、運(yùn)行中高壓電流互感器缺陷定位的檢測、技術(shù)人員的培訓(xùn)極為必要。上述工作都需要來對電流互感器介質(zhì)損耗進(jìn)行仿真測試。目前，電力系統(tǒng)仿真系統(tǒng)已經(jīng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，基于不同仿真平臺實(shí)現(xiàn)的數(shù)字仿真的技術(shù)，數(shù)字仿真系統(tǒng)不但可以用于電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)的仿真分析研究，它還可以提供電力系統(tǒng)一次設(shè)備，各類控制系統(tǒng)，各種電力系統(tǒng)自動化設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)字仿真測試的閉環(huán)測試環(huán)境。這類電力系統(tǒng)數(shù)字仿真器，由高速計(jì)算機(jī)及信號輸入輸出通道，結(jié)合被仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)仿真算法、良好的人機(jī)接口，并配以性能優(yōu)良的電壓/電流等功率放大部件的綜合組成?？梢暬?Visualization)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)圖形、圖像之間的轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。自20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)以來，目前已經(jīng)在各個領(lǐng)域受到廣泛重視和飛速發(fā)展，近年來，在電力系統(tǒng)中也是開始得到深入的研究，隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)可視化的需求也是在不斷增加，目前在電力系統(tǒng)調(diào)度方面的成效顯著、效益明顯，而對于在電力自動化設(shè)備以及其測試仿真技術(shù)，雖然基于不同仿真平臺實(shí)現(xiàn)的數(shù)字仿真的技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到了極其強(qiáng)的功能，通過建立完善的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行各種測試的仿真，但其在仿真測試過程中，可視化程度低，仿真測試人員仍然是要面對大量繁雜的數(shù)據(jù)，這些繁雜的數(shù)據(jù)，要求仿真測試人員必須是個專業(yè)技術(shù)人員才可以了解，同時(shí)，處理這些繁雜的數(shù)據(jù)也會導(dǎo)致仿真測試的效率低，這些缺陷也是其可視化程度低所致。綜上所述，傳統(tǒng)的電流互感器介質(zhì)損耗仿真測試技術(shù)，已經(jīng)無法適應(yīng)不斷增加的電力系統(tǒng)可視化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對傳統(tǒng)的電流互感器介質(zhì)損耗仿真測試技術(shù)，已經(jīng)無法適應(yīng)不斷增加的電力系統(tǒng)可視化的需求的問題，提供一種電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法?！N電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，包括如下步驟建立可視化的電流互感器模型利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立電流互感器三維模型，導(dǎo)入被測電流互感器的電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述電流互感器三維模型與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系;建立可視化的儀器模型利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立用于檢測所述被測電流互感器的儀器三維模型，導(dǎo)入電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的儀器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；執(zhí)行可視化的仿真測試運(yùn)行仿真系統(tǒng)，調(diào)入所述電流互感器模型和儀器模型進(jìn)行可視化的仿真測試。

上述電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與電流互感器介質(zhì)損耗仿真測試技術(shù)相結(jié)合，通過建立可視化的電流互感器模型和儀器模型，在仿真測試過程中可以實(shí)現(xiàn)可視化的展示，極大提高了電流互感器介質(zhì)損耗仿真測試的可視化程度，大幅度地提高了仿真測試中人機(jī)交互界面的可視化程度，減少了仿真測試人員對繁雜數(shù)據(jù)的處理過程，提高了仿真測試操作的準(zhǔn)確性和工作效率，滿足了日趨增加的電力系統(tǒng)可視化需求，具有極高的推廣價(jià)值。


圖I為一個實(shí)施例的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。圖I示出了一個實(shí)施例的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法流程圖，主要包括如下步驟步驟S100，建立可視化的電流互感器模型利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立電流互感器三維模型，導(dǎo)入被測電流互感器的電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述電流互感器三維模型與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系;步驟S200，建立可視化的儀器模型利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立用于檢測所述被測電流互感器的儀器三維模型，導(dǎo)入電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的儀器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；步驟S300，執(zhí)行可視化的仿真測試運(yùn)行仿真系統(tǒng)，調(diào)入所述電流互感器模型和儀器模型進(jìn)行可視化的仿真測試。為了更清晰本發(fā)明的技術(shù)，下面闡述較佳實(shí)施例。對于步驟S100，主要是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立可視化的電流互感器模型，可以包括如下步驟第一，以所述被測電流互感器為原型，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)并根據(jù)設(shè)定的比例在計(jì)算機(jī)上虛擬出包括A、B、C三相設(shè)備的電流互感器三維模型；具體地，根據(jù)被測電流互感器的長度、連接方式等，按其原型以縮小的比例，采用3DMAX商業(yè)軟件虛擬出電流互感器三維模型，虛擬出A相設(shè)備模型，根據(jù)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(jìn)行排列，組合成包括A、B、C三相的電流互感器三維模型。第二，建立一個平面坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)定所述電流互感器三維模型的A、B、C三相設(shè)備的外接區(qū)域?yàn)槭髽?biāo)事件的作用范圍，用于響應(yīng)鼠標(biāo)輸入指令，進(jìn)行三相間的選擇和展示功能；

第三，分別建立所述電流互感器三維模型A、B、C三相設(shè)備與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型中A、B、C三相模型的對應(yīng)關(guān)系；通過上述步驟，可以將電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型與電流互感器A、B、C三相的有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，在電流互感器三維模型實(shí)現(xiàn)可視化的展示當(dāng)前測試中的A、B、C三相的狀態(tài)。對于步驟S200，主要是調(diào)入3DMAX制作儀器的三維外殼、三維部件，定義儀器上控件的作用范圍，并設(shè)定相應(yīng)的功能。下面以KD9000型全自動抗干擾介質(zhì)損耗檢測儀器為例進(jìn)行闡述，步驟S200包括如下步驟a、根據(jù)電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的外部結(jié)構(gòu)虛擬儀器的三維外殼；具體地，采用3DMAX商業(yè)軟件按照KD9000型全自動抗干擾介質(zhì)損耗檢測儀器的長、寬、高的比例關(guān)系建立檢測儀器三維外殼；依據(jù)顯示屏的長、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。b、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(jù)按鍵排列順序在儀器正面制作三維按鍵、三維顯示屏；另外，進(jìn)一步地還可以按照連接頭等部件的排列順序在儀器側(cè)邊制作三維連接頭等其它三維部件。c、建立一個平面坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)定所述仿真部件的外接區(qū)域?yàn)槭髽?biāo)事件的作用范圍；具體地，以儀器正面矩形的左下角為原點(diǎn)，建立平面坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系內(nèi)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范圍用于響應(yīng)鼠標(biāo)事件；以鼠標(biāo)點(diǎn)擊該矩形范圍為設(shè)定事件的觸發(fā)指令。d、建立所述仿真部件與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；主要包括以下兩個方面，其一，建立所述三維按鍵與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型輸入的操作指令之間的對應(yīng)關(guān)系；其二，建立所述三維顯示屏與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型輸出的數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系；具體地，以三維按鍵代替選擇鍵和數(shù)據(jù)輸入框等，使得儀器仿真數(shù)學(xué)模型的指令、數(shù)據(jù)輸入都通過以實(shí)際按鍵為原型的三維按鍵來進(jìn)行輸入，同時(shí)，將儀器仿真數(shù)學(xué)模型的輸出數(shù)據(jù)在三維顯示屏外接所確定的坐標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行顯示，通過上述方式，實(shí)現(xiàn)了對儀器操作高度的可視化展示，解決了傳統(tǒng)的選擇按鍵、輸入框等可視化低的缺陷。對于步驟S300，主要是在進(jìn)行仿真測試過程中，調(diào)用上述建立的電流互感器模型和儀器模型來進(jìn)行控制指令、數(shù)據(jù)輸入及輸出數(shù)據(jù)顯示，從而實(shí)現(xiàn)仿真測試的高度可視化，作為一個實(shí)施例，首先將電流互感器三維模型和儀器三維模型導(dǎo)入到基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬場景中；其中，該虛擬場景是以電流互感器所在的場景為原型，采用3DMAX商業(yè)軟件進(jìn)行仿真的三維場景模型。然后在該三維場景模型中使用儀器三維模型對電流互感器三維模型進(jìn)行仿真測試，具體包括如下I)當(dāng)檢測到所述電流互感器三維模型上A、B、C三相設(shè)備有鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)，根據(jù)所點(diǎn)擊的具A相、B相或C相從電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型中選擇對應(yīng)的三相模型；具體地，通過上述步驟，可以在測試過程中實(shí)現(xiàn)A、B、C三相可視化切換的功能。2)當(dāng)檢測到所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型在對A相、B相或C相進(jìn)行介質(zhì)損耗仿真測試時(shí)，在所述電流互感器三維模型上的A相、B相或C相外接區(qū)域進(jìn)行閃爍、高亮顯示；

具體地，通過上述步驟，可以在測試過程中實(shí)現(xiàn)A、B、C三相的可視化展示功能。3)當(dāng)檢測到所述三維按鍵上有鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)，根據(jù)該三維按鍵的生成相應(yīng)的操作指令輸入至所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型；例如，當(dāng)需要開始測試時(shí)，可以通過三維按鍵輸入該控制指令，觸發(fā)設(shè)定的事件，輸出對應(yīng)的操作指令至儀器仿真數(shù)學(xué)模型，從而進(jìn)行仿真測試操作，相對于通過選擇按鍵的形式，更具有逼真的可視化效果。4)當(dāng)檢測到所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型有輸出的顯示數(shù)據(jù)時(shí)，將所述顯示數(shù)據(jù)在所述三維顯示屏的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行顯示；其顯示數(shù)據(jù)參考表I、表2所示表I、設(shè)備正常時(shí)顯示的典型數(shù)據(jù)；
tg δ Cxl (pf) tg δ Cx2 (pf) tg δ Cx3(pf) tg δ Cx4 (pf) tg δ Cx5 (pf)
O. 375535 O. 367 532 O. 345 331 0.249 339 0.268 342表2、設(shè)備異常時(shí)顯示的典型數(shù)據(jù)；
tg δ Cxl (pf) tg δ Cx2 (pf) tg δ Cx3 (pf) tg δ Cx4 (pf) tg δ Cx5(pf)Τ7 535 1.47 532 I~6 3322 0 339I. 34 345例如，當(dāng)需要顯示在仿真實(shí)驗(yàn)中的檢測時(shí)，將檢測數(shù)據(jù)跟隨三維顯示屏的顯示范圍內(nèi)進(jìn)行顯示，相對于固定的顯示，更具有逼真的可視化效果。需要說明的是，所運(yùn)行的仿真系統(tǒng)不限定于上述仿真系統(tǒng)，通過該仿真系統(tǒng)可以建立與電流互感器模型和儀器模型之間的對應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步地，對于步驟S300，還可以根據(jù)所述可視化的仿真測試獲得的A、B、C三相仿真測試數(shù)據(jù)，監(jiān)測所述被測電流互感器三相的運(yùn)行工況及故障狀態(tài)；具體地，通過電力系統(tǒng)專用的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，可以方便地構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)置參數(shù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真測試獲得仿真測試數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測被測電流互感器A、B、C三相的運(yùn)行狀況，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測其故障狀態(tài)，為故障預(yù)測和異常分析提供了重要的參考。本發(fā)明的技術(shù)方案以高度的沉浸感和良好的交互性為特征的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，獲取逼真的人工模擬環(huán)境，有效地模擬人在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中各種感知系統(tǒng)的行為，把原來各種各樣的數(shù)據(jù)和操作指令與以實(shí)際的設(shè)備為原型的三維模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，大幅度地提高了仿真測試中人機(jī)交互界面的可視化程度，避免了仿真測試人員與大量的繁雜數(shù)據(jù)處理，有助于仿真測試人員的輸入數(shù)據(jù)和操作指令的準(zhǔn)確性，并提高了仿真測試的工作效率，滿足了日趨增加的電力系統(tǒng)可視化需求。目前，本發(fā)明的技術(shù)已經(jīng)在電網(wǎng)系統(tǒng)的多個仿真中得到廣泛應(yīng)用，并且已經(jīng)取得了相當(dāng)好的效果，例如，在仿真測試安全培訓(xùn)教育方面，能帶來更好的培訓(xùn)效果，在對電流互感器的運(yùn)行工況及故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測方面，具有積極的意義。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在于，包括以下步驟 建立可視化的電流互感器模型 利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立電流互感器三維模型，導(dǎo)入被測電流互感器的電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述電流互感器三維模型與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；建立可視化的儀器模型 利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立用于檢測所述被測電流互感器的儀器三維模型，導(dǎo)入電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的儀器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系； 執(zhí)行可視化的仿真測試 運(yùn)行仿真系統(tǒng)，調(diào)入所述電流互感器模型和儀器模型進(jìn)行可視化的仿真測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在于，所述建立可視化的電流互感器模型步驟具體包括 以所述被測電流互感器為原型，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)井根據(jù)設(shè)定的比例在計(jì)算機(jī)上虛擬出包括A、B、C三相設(shè)備的電流互感器三維模型； 建立ー個平面坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)定所述電流互感器三維模型的A、B、C三相設(shè)備的外接區(qū)域?yàn)槭髽?biāo)事件的作用范圍； 分別建立所述電流互感器三維模型A、B、C三相設(shè)備與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型中A、B、C三相模型的對應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在于，所述建立可視化的儀器模型步驟具體包括 根據(jù)電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的外部結(jié)構(gòu)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(biāo)系，在該坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)定所述仿真部件的外接區(qū)域?yàn)槭髽?biāo)事件的作用范圍； 建立所述仿真部件與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在于，所述建立所述仿真部件與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系步驟具體包括 建立所述三維按鍵與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型輸入的操作指令之間的對應(yīng)關(guān)系； 建立所述三維顯示屏與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型輸出的數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在干，所述執(zhí)行可視化的仿真測試步驟包括 當(dāng)檢測到所述電流互感器三維模型上A、B、C三相設(shè)備有鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)，根據(jù)所點(diǎn)擊的具A相、B相或C相從電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型中選擇對應(yīng)的三相模型； 當(dāng)檢測到所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型在對A相、B相或C相進(jìn)行介質(zhì)損耗仿真測試時(shí)，在所述電流互感器三維模型上的A相、B相或C相外接區(qū)域進(jìn)行閃爍、高亮顯示； 當(dāng)檢測到所述三維按鍵上有鼠標(biāo)點(diǎn)擊時(shí)，根據(jù)該三維按鍵的生成相應(yīng)的操作指令輸入至所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型； 當(dāng)檢測到所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型有輸出的顯示數(shù)據(jù)時(shí)，將所述顯示數(shù)據(jù)在所述三維顯示屏的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，其特征在于，所述執(zhí)行可視化的仿真測試步驟還包括根據(jù)所述可視化的仿真測試獲得的A、B、C三相仿真測試數(shù)據(jù)，監(jiān)測所述被測電流互感器三相的運(yùn)行エ況及故障狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電流互感器介質(zhì)損耗可視化仿真測試方法，該方法包括利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立電流互感器三維模型，導(dǎo)入被測電流互感器的電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述電流互感器三維模型與所述電流互感器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立用于檢測所述被測電流互感器的儀器三維模型，導(dǎo)入電流互感器介質(zhì)損耗測試儀器的儀器仿真數(shù)學(xué)模型，建立所述儀器三維模型與所述儀器仿真數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系；運(yùn)行仿真系統(tǒng)，調(diào)入所述電流互感器模型和儀器模型進(jìn)行可視化的仿真測試。本發(fā)明的技術(shù)，提高了仿真測試操作的準(zhǔn)確性和工作效率，滿足了日趨增加的電力系統(tǒng)可視化需求，具有極高的推廣價(jià)值。
文檔編號G01R27/26GK102768308SQ201210278139
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者劉宇, 劉建成, 吳海宏, 張顯聰, 張琦, 方健, 楊柳, 林昌年, 熊俊, 王勇, 裴利強(qiáng), 陳俊 申請人:廣州供電局有限公司