[发明专利]基于虚拟现实的电气设备放电检测仿真装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气设备仿真装置及其实现方法，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的电气设备放电检测仿真装置及其实现方法，属于电力系统仿真技术领域。

背景技术

开关柜是供电系统、大型变电站中使用最为广泛的设备之一。由于其内部绝缘结构复杂、电场和热场不均匀分布以及常年不间断带电工作等原因，事故率相当高，直接影响着整个供电系统的供电可靠性。因此，在供电系统、大型变电站开展开关柜的局部放电监测是极其重要的。开关柜在经过一定时间的运行后，由于器件老化、损坏等原因，其运行中的一些参数会发生变化，从而存在故障隐患。对开关柜的在线检测已经成为运行检修人员最繁重的日常工作之一。通过对开关柜的局部放电进行检测仿真，可以实现对其运行工况的监测，从而对开关柜进行故障预测，避免事故的发生。

目前，常用的开关柜局部放电检测仿真技术，一般是基于物理设备而建立的仿真环境。这些技术虽然能实现逼真的仿真效果，但由于配备各种物理设备需要极大的成本，而且物理设备仿真中存在需要带电、在高电压条件下进行测试的问题，干扰大、安全性差、效率低，使得其难以成为普遍性的仿真技术，无法满足当前不断发展的电网业务需求。

以高度的沉浸感和良好的交互性为特征的虚拟现实技术，能够实现逼真的人工模拟环境，有效模拟人在自然环境中各种感知系统的行为，在仿真培训、虚拟实验等领域得到了广泛应用。在申请号为201210258835.8、201210258700.1的中国发明专利申请中分别公开了一种开关柜局部放电检测方法。这两者都采用虚拟现实技术实现开关柜设备的三维仿真，同时实现了PDM03局部放电测试仪的仿真功能和适用于该仪器的局部放电故障模型。但是，这些技术方案所提供的仿真方法、测试步骤和局部放电故障模型只适用于利用PDM03进行局部放电检测的仿真装置，不具备普遍适用性。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于虚拟现实的电气设备放电检测仿真装置及其实现方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一方面，本发明提供一种基于虚拟现实的电气设备放电检测仿真装置，包括

虚拟检测场景单元、虚拟局部放电检测单元、局部放电故障仿真单元、虚拟检测过程控制单元；其中，

所述虚拟检测场景单元模拟物理检测环境；

所述虚拟局部放电检测单元读取所述局部放电故障仿真单元中的故障模型，按虚拟检测过程控制单元的操作序列表虚拟测试所述虚拟检测场景单元并进行显示。

其中较优地，所述虚拟检测场景单元包括虚拟金属门/窗和虚拟局部放电开关柜。

其中较优地，所述虚拟局部放电检测单元是虚拟UltraTEV Plus＋检测仪器。

另一方面，本发明还提供一种基于上述电气设备放电检测仿真装置的仿真实现方法，包括如下步骤：

建立虚拟电气设备、虚拟局部放电检测仪器以及局部放电故障模型；

读入虚拟电气设备、虚拟局部放电检测仪器及局部放电故障模型的参数，生成针对电气设备局部放电的虚拟检测场景单元，产生电气设备局部放电故障的模拟测量示值；

在虚拟场景中进行局部放电在线检测，获得仿真检测数据并显示检测值，分析测试结果。

其中较优地，所述局部放电故障模型是按照背景值、设备运行状态、典型测量示值建立的。

其中较优地，所述模拟测量示值包括：局部放电超声波测量示值和局部放电超声波测量示值；

所述模拟测量示值通过下式进行计算：

局部放电超声波测量示值＝A＋（B－A）×RAND()；

局部放电超声波测量示值＝C＋（D－C）×RAND()；

其中，[A，B]是电气设备当前运行状态下，局部放电对地电压测量示值的取值范围，[C，D]是电气设备当前运行状态下，局部放电超声波测量示值的取值范围。

其中较优地，所述在虚拟场景中进行局部放电在线检测，获得仿真检测数据的步骤进一步包括：

读入虚拟局部放电开关柜局部放电检测的操作序列，建立操作序列列表；

虚拟检测场景单元接收用户操作事件，虚拟检测过程控制单元根据操作序列判断当前操作事件是否可执行；

如果操作事件与操作序列的当前操作事件不一致，则丢弃操作事件；

如果操作事件与操作序列的当前操作事件相同，则按照操作事件的具体操作对象处理用户操作事件并且当前操作事件累加一步。