CN104751693A - 评估高压套管绝缘状态的三维仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统。包含有多台服务器，以及人机交互平台，该培训系统架构分为多层，从下至上依次为为数据资源层、数据驱动层、状态评估反演平台、功能应用层；数据资源层包括：CAD模型库、场景模型库、装配模型库、规范标准；数据驱动层包括：碰撞干涉检查，场景管理，状态控制等三个模块；状态评估反演平台包括：状态监测数据、故障案例库、专家知识库；功能应用层包括：运行状态模块，故障状态评估模块，检修状态模块。本发明培训成本低、培训主动、故障类型广、故障原因及部位展示精细、提供故障可操作化，能够促进运维检修人员对高压套管的电气绝缘性能的了解，培训运维检修人员的设备检修和操作评估能力。

Description

评估高压套管绝缘状态的三维仿真培训系统

技术领域

本发明涉及电力行业输变电技术领域，具体涉及到一种基于介损和电容量测量技术评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统。

背景技术

在大中型变压器检修时，均进行介损和电容量的测量，若介损或电容量与出厂或上次测量偏差较大，则表明变压器可能出现受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥等缺陷。然而在实际应用中，介损和电容量试验只能发现变压器的整体分布性缺陷，因为局部集中性缺陷所引起的损失增加值占很小部分，即套管缺陷引起的介损或电容值变化对变压器整体测量的介损值或电容值的影响很小，因此要检测套管的绝缘状况，应单独测量套管的介损和电容量。

电力企业中，高压套管中多采用电容屏均压的电容式套管，以若干串接的电容芯子作为主绝缘，其主绝缘是否受潮或者劣化等，通过测量绝缘电阻和介损来判断，其若干串接的电容屏有否击穿，通过测量电容量来判断。由于受到场地受限、培训成本高、故障单一等缺陷，可供培训学员学习、识别的典型故障、缺陷类型有限，再加上现场检修人员由于对高压套管的内部结构缺乏了解，导致了检修人员对于介损超标或者电容量变化量较大的套管故障类型及原因的判断大部分来自于长期日常检修经验的积累，虽然运检部门进行了相关培训，但是传统依赖于书本上的理论知识及有限的现场操作培训等面授式的培训手段难以有效提高其对高压套管故障分析判断及检修能力，该现象造成诸多现场运维检修人员难以根据介损和电容值的变化有效判断套管质量状态。

为了低成本下提升检修人员分析判断故障原因的能力，需要设计一种新的虚拟仿真技术，营造沉浸式的培训环境，实现高压套管绝缘状态评估的三维仿真培训。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种培训成本低、培训主动、故障类型广、故障原因及部位展示精细、提供故障可操作化，含有多种的故障案例库，配有专家分析系统，可实现反复式个体化的教学培训，达到提高培训效率，促进运维检修人员对高压套管的电气绝缘性能的了解，培训运维检修人员的设备检修和操作评估能力的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，包含有多台服务器，以及人机交互平台，其特征在于：该培训系统架构分为多层，从下至上依次为为数据资源层、数据驱动层、状态评估反演平台、功能应用层；

其中所述的数据资源层包括高压套管各种零部件模型的CAD模型库、运行及检修场景数据库、装配数据库、规范标准库及电气接线原理图；其中各种零部件模型按照实际场景中的状态进行渲染，用于模拟仿真高压套管运行、故障、检修状态；

所述的数据驱动层包括：碰撞干涉检查，场景管理，状态控制等三个模块，数据驱动层实施对功能应用层各种状态进行管理与控制。

所述的状态评估反演平台包括：状态监测数据、故障案例库、专家知识库，状态监测数据包括有高压套管出厂、现场交接后、运行中及检修后多次介损和电容量的测量值，通过状态监测数据形成设备故障诊断模型。

功能应用层包括：运行状态模块，故障状态评估模块，检修状态模块。

在上述方案中，所述的数据资源层中的CAD模型库是通过对高压套管实际运行、故障、检修状态下各种模型比例建模，并按照实际状态进行渲染后，形成模拟设备状态的模型库；调用数据库中各种设备的零部件特征，零部件之间的相对位置关系、连接方式及连接顺序，形成装配数据库；根据系统不同功能的设置需要，结合设备模型的比例，按照现实场景布局进行虚拟仿真建模，形成场景数据库；电气接线图是包含了各种介损及电容的测量方法的接线原理图。

在上述方案中，所述的数据驱动层中各个模块根据数据资源层中各种已经存在的资源，能够调用数据资源层中储存的各种规范标准、电气接线图，完成功能引用层中各种状态的建立、管理与控制。

在上述方案中，所述的状态评估反演平台能够对高压套管的绝缘状态进行评估，它包含了多种高压套管的故障案例，利用高压套管的状态监测数据，结合专家知识库对比修正，诊断故障点及故障原因，结合套管的结构精细展示故障原因及位置，实现高压套管绝缘状态的评估，并提供对于不同的故障所对应的工艺处理方案；该平台也可以根据培训人员设置的套管故障，展示其介损、电容的变化趋势。

在上述方案中，所述的功能应用层中的运行状态模块主要实现的是高压套管正常运行时的状态展示，其中包括套管内部结构展示；故障状态评估模块实现的是基于介损和电容量测量对于高压套管故障原因的剖析，包括故障的成因及其表现形式；检修状态模块主要实现针对故障套管的原因，利用专家知识库，提出针对性的检修方案及工艺处理措施，并详细展示工艺处理过程。

本发明的有益效果在于：

本发明系统培训成本低、培训主动、故障类型广、故障原因及部位展示精细、提供故障可操作化，并详细展示高压套管电气绝缘性能，促进运维检修人员对高压套管的电气绝缘性能的了解，培训运维检修人员的设备检修和操作评估能力。

同时也可对电力职工、学生等进行监造、车间实习等方面的培训。

附图说明

图1是本发明实施例综合系统架构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

如图1所示的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，包含有多台服务器，以及人机交互平台，该培训系统架构分为多层，从下至上依次为为数据资源层、数据驱动层、状态评估反演平台、功能应用层；

其中所述的数据资源层包括高压套管各种零部件模型的CAD模型库、运行及检修场景数据库、装配数据库、规范标准库及电气接线原理图；其中各种零部件模型按照实际场景中的状态进行渲染，用于模拟仿真高压套管运行、故障、检修状态；

所述的数据驱动层包括：碰撞干涉检查，场景管理，状态控制等三个模块，数据驱动层实施对功能应用层各种状态进行管理与控制。

所述的状态评估反演平台包括：状态监测数据、故障案例库、专家知识库，状态监测数据包括有高压套管出厂、现场交接后、运行中及检修后多次介损和电容量的测量值，通过状态监测数据形成设备故障诊断模型。

功能应用层包括：运行状态模块，故障状态评估模块，检修状态模块。

在本实施例中，所述的数据资源层中的CAD模型库是通过对高压套管实际运行、故障、检修状态下各种模型比例建模，并按照实际状态进行渲染后，形成模拟设备状态的模型库；调用数据库中各种设备的零部件特征，零部件之间的相对位置关系、连接方式及连接顺序，形成装配数据库；根据系统不同功能的设置需要，结合设备模型的比例，按照现实场景布局进行虚拟仿真建模，形成场景数据库；电气接线图是包含了各种介损及电容的测量方法的接线原理图。

在本实施例中，所述的数据驱动层中各个模块根据数据资源层中各种已经存在的资源，能够调用数据资源层中储存的各种规范标准、电气接线图，完成功能引用层中各种状态的建立、管理与控制。

在本实施例中，所述的状态评估反演平台能够对高压套管的绝缘状态进行评估，它包含了多种高压套管的故障案例，利用高压套管的状态监测数据，结合专家知识库对比修正，诊断故障点及故障原因，结合套管的结构精细展示故障原因及位置，实现高压套管绝缘状态的评估，并提供对于不同的故障所对应的工艺处理方案；该平台也可以根据培训人员设置的套管故障，展示其介损、电容的变化趋势。

在本实施例中，所述的功能应用层中的运行状态模块主要实现的是高压套管正常运行时的状态展示，其中包括套管内部结构展示；故障状态评估模块实现的是基于介损和电容量测量对于高压套管故障原因的剖析，包括故障的成因及其表现形式；检修状态模块主要实现针对故障套管的原因，利用专家知识库，提出针对性的检修方案及工艺处理措施，并详细展示工艺处理过程。

以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (5)

1.评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，包含有多台服务器，以及人机交互平台，其特征在于：该培训系统架构分为多层，从下至上依次为为数据资源层、数据驱动层、状态评估反演平台、功能应用层；

其中所述的数据资源层包括高压套管各种零部件模型的CAD模型库、运行及检修场景数据库、装配数据库、规范标准库及电气接线原理图；其中各种零部件模型按照实际场景中的状态进行渲染，用于模拟仿真高压套管运行、故障、检修状态；

所述的数据驱动层包括：碰撞干涉检查，场景管理，状态控制等三个模块，数据驱动层实施对功能应用层各种状态进行管理与控制；

所述的状态评估反演平台包括：状态监测数据、故障案例库、专家知识库，状态监测数据包括有高压套管出厂、现场交接后、运行中及检修后多次介损和电容量的测量值，通过状态监测数据形成设备故障诊断模型；

功能应用层包括：运行状态模块，故障状态评估模块，检修状态模块。

2.如权利要求1所述的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，其特征在于，所述的数据资源层中的CAD模型库是通过对高压套管实际运行、故障、检修状态下各种模型比例建模，并按照实际状态进行渲染后，形成模拟设备状态的模型库；调用数据库中各种设备的零部件特征，零部件之间的相对位置关系、连接方式及连接顺序，形成装配数据库；根据系统不同功能的设置需要，结合设备模型的比例，按照现实场景布局进行虚拟仿真建模，形成场景数据库；电气接线图是包含了各种介损及电容的测量方法的接线原理图。

3.如权利要求1所述的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，其特征在于，所述的数据驱动层中各个模块根据数据资源层中各种已经存在的资源，能够调用数据资源层中储存的各种规范标准、电气接线图，完成功能引用层中各种状态的建立、管理与控制。

4.如权利要求1所述的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，其特征在于，所述的状态评估反演平台能够对高压套管的绝缘状态进行评估，它包含了多种高压套管的故障案例，利用高压套管的状态监测数据，结合专家知识库对比修正，诊断故障点及故障原因，结合套管的结构精细展示故障原因及位置，实现高压套管绝缘状态的评估，并提供对于不同的故障所对应的工艺处理方案；该平台也可以根据培训人员设置的套管故障，展示其介损、电容的变化趋势。

5.如权利要求1所述的评估高压套管绝缘状态的三维模拟培训系统，其特征在于，所述的功能应用层中的运行状态模块主要实现的是高压套管正常运行时的状态展示，其中包括套管内部结构展示；故障状态评估模块实现的是基于介损和电容量测量对于高压套管故障原因的剖析，包括故障的成因及其表现形式；检修状态模块主要实现针对故障套管的原因，利用专家知识库，提出针对性的检修方案及工艺处理措施，并详细展示工艺处理过程。