CN109783705A - 一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法 - Google Patents

一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法 Download PDF

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白凯
赵伟东
罗海
徐磊
尹大伟
孙禹文
张金胜
王波
李德忠
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Abstract

本发明公开了一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,包括以下步骤:步骤1、建立通讯协议采集远动数据;步骤2、转换为报文信息;步骤3、把供变电所设备的设备状态数据传输到三维实景服务器平台中;步骤4、解析处理获得供变电所设备的状态数据信息。步骤5、供变电所电气线路图上所对应的设备显示出不同颜色标注;步骤6、供变电所设备会对应同步发生动作;步骤7、与铁路牵引供变电所设备的实际场景电气线路图的具体状态信息实时同步;步骤8、三维实景服务器平台中供变电所设备的状态信息与供变电所设备的状态信息保持一致。本发明的优越效果是:布置安装简单且操作安全、方便、可靠性。

Description

一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换 方法
技术领域
本发明属于电力和轨道交通技术领域,尤其涉及一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法。
背景技术
目前,牵引变电所技术创新和实践发展的重点方向都是无人值守变电所,并且数字化的变电所计算机远程监控和操作通过变电所的综自改造已成为现实,逐渐形成了无人值守变电所。无人值守变电所已逐渐普及,带来了变电所运行管理模式的变革,包括调度管理、运行管理、设备管理、安全管理和缺陷管理等。目前来看,变电所内各个二次专业的发展也有赖于变电所各项技术的应用,并且,由于供电整体的运行、控制能力大幅提升,完全有能力完成新技术的突破与创新。目前,已经有采用了新型互感器、IEC61850标准、网络通信技术和智能断路器技术的牵引变电所投入应用,这些技术的发展对将来变电所的应用提供了良好的基础。由于这些技术的应用,很多问题得以解决,例如:设备的互操作性差、信息不易共享、二次电缆对系统可靠性的影响、系统不易扩展等。公开号为CN205911831U的专利申请公开了一种基于光纤的无人值守变电所监控系统,包括熔断器阵列、熔断器报警器阵列、主变阵列和主变报警器阵列,熔断器阵列、熔断器报警器阵列、主变阵列和主变报警器阵列分别通过传输光纤与集中器通信连接,集中器与监控管理中心通信连接,监控管理中心通过无线通信模块与无线报警器通信连接。公开号为CN207184157U的专利申请公开了一种变电站智能监控系统,包括UPS电源、数据采集箱、声光电警报器、以太网交换机、显示器、固定板、电脑主机、工控机和打印机,所述UPS电源右侧安装有数据采集箱,所述数据采集箱上方左侧固定安装有声光电警报器,所述数据采集箱上方右侧固定安装有以太网交换机,所述数据采集箱右侧中间固定安装有固定板,所述固定板上方后侧安装有显示器,所述固定板下方右侧安装有电脑主机,所述固定板右侧固定安装有工控机。然而针对牵引变电所本身的3D客观实体,以及变电所运行中的大量数据和信息,目前还没有充分的可视化工具支持。在计算机系统管理系统中,运行管理人员仍然不能用直观高效的一体化方式综合浏览变电所的各类信息,包括变电所3D物理模型、二维接线逻辑、电器运行状态、生产厂商信息、设备检修状态、检测信息等,以及对各类综合信息进行即时的综合查询和比较分析,所内的运行管理工作不能采用3D虚拟变电所可视化交互模式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,用于解决将铁路牵引供变电所电力设备电气线路图同步对应到三维实景服务器平台的技术问题。本发明将虚拟3D技术与变电所现有系统与信息集成起来,实现了变电所各种运行信息的一体化三维展示并为变电所的运行管理提供了高效运行服务。
本发明所述方法包括以下步骤:
步骤1、当铁路牵引供变电所设备运行状态发生变化时,通过建立通讯协议采集铁路牵引供变电所设备的远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息;所述铁路牵引供变电所设备包括:变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备;
步骤2、通讯协议建立后,通过电力通讯规约把远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息转换为报文信息,解析提取遥测数据、遥信数据、遥视数据并存入数据库;
步骤3、当远动数据状态发生变化时,获取变化的远动数据,通过建立通讯协议,把变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的远动数据状态整合并通过通讯协议机制,将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的设备状态数据传输到三维实景服务器平台中;所述三维实景服务器平台是能够生成铁路牵引供变电所设备参数化3D模型库进行空间运算分析并通过特征提取及校准后,采用拼接融合算法从而将铁路牵引供变电所设备运行状态数据以三维实景图像的方式动态直观的显示出来的平台。
步骤4、三维实景服务器平台通过通讯协议接收到变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据并通过解析处理获得变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息;
步骤5、将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息展示在三维实景服务器平台中,供变电所电气线路图上所对应的设备显示出不同颜色标注,用于区分所述设备是关闭或是开启状态、是否为通电模式;
步骤6、三维实景服务器平台接收铁路牵引供变电所设备中的某一设备的信息状态,例如隔离开关设备的分闸、合闸状态;
步骤6.1、同步显示出所述设备是否为通断电模式;
步骤6.2、当变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备状态变化时,变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备会对应同步发生动作;
步骤7、在三维实景服务器平台中点击铁路牵引供变电所设备中的某个设备;切换进入到三维实景服务器平台视角画面中,并显示出所述设备在三维实景服务器平台中的位置;
步骤7.1、切入三维实景服务器平台并显示出对应设备的具体状态信息;与铁路牵引供变电所设备的实际场景电气线路图的具体状态信息实时同步;
步骤8、当通电模式状态改变时,三维实景服务器平台对应变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的通电状态信息;
步骤8.1、三维实景服务器平台中的铁路牵引供变电所设备的状态信息与供变电所现场的变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态信息保持一致。
本发明的优越效果是:提高了监控和管理的工作效率,弥补了以二维方式离散展示信息的缺陷,利用三维实景模型作为载体,能够满足使用者对数据的分析、对比、查询的功能,并且能够以一体可视化的形式把数据呈现给使用者,进而为应急处理、故障分析、领导决策、操作计划、仿真培训的日常运行管理提供可视化的数据展示和交互,实现信息的一体可视化多维展示。本发明将三维实景和可视化技术结合起来应用于变电所的生产运行管理,是一种面向变电所运行管理的三维实景可视化系统,本发明将变电所现有系统的信息整合起来,融入到虚拟的变电所三维实景中去,使变电所中的各类相关数据信息通过可视化展示平台,直观的提供给变电所的相关管理人员。同时还能够综合查询和对比分析并日常电力运行维护提供有效服务,包括为变电所的状态检查、操作计划、领导决策、应急处理、仿真培训、故障分析的运行管理行为提供数据的可视化展示和交互服务。本发明能够实现实时视频画面的快速定位、基于三维可视化变电所的电缆沟智能化综合监测防护,极大地提高了变电所的安全生产管理水平。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明所述方法包括以下步骤:
步骤1、当铁路牵引供变电所设备运行状态发生变化时,通过建立通讯协议采集铁路牵引供变电所设备的远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息;所述铁路牵引供变电所设备包括:变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备;
步骤2、通讯协议建立后,通过电力通讯规约把远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息转换为报文信息,解析提取遥测数据、遥信数据、遥视数据并存入数据库;
步骤3、当远动数据状态发生变化时,获取变化的远动数据,通过建立通讯协议,把变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的远动数据状态整合并通过通讯协议机制,将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的设备状态数据传输到三维实景服务器平台中;所述三维实景服务器平台是能够生成铁路牵引供变电所设备参数化3D模型库进行空间运算分析并通过特征提取及校准后,采用拼接融合算法从而将铁路牵引供变电所设备运行状态数据以三维实景图像的方式动态直观的显示出来的平台。
步骤4、三维实景服务器平台通过通讯协议接收到变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据并通过解析处理获得变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息;
步骤5、将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息展示在三维实景服务器平台中,供变电所电气线路图上所对应的设备显示出不同颜色标注,用于区分所述设备是关闭或是开启状态、是否为通电模式;
步骤6、三维实景服务器平台接收铁路牵引供变电所设备中的某一设备的信息状态,例如隔离开关设备的分闸、合闸状态;
步骤6.1、同步显示出所述设备是否为通断电模式;
步骤6.2、当变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备状态变化时,变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备会对应同步发生动作;
步骤7、在三维实景服务器平台中点击铁路牵引供变电所设备中的某个设备;切换进入到三维实景服务器平台视角画面中,并显示出所述设备在三维实景服务器平台中的位置;
步骤7.1、切入三维实景服务器平台并显示出对应设备的具体状态信息;与铁路牵引供变电所设备的实际场景电气线路图的具体状态信息实时同步;
步骤8、当通电模式状态改变时,三维实景服务器平台对应变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的通电状态信息;
步骤8.1、三维实景服务器平台中的铁路牵引供变电所设备的状态信息与供变电所现场的变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态信息保持一致。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内,能够轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、当铁路牵引供变电所设备运行状态发生变化时,通过建立通讯协议采集铁路牵引供变电所设备的远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息;所述铁路牵引供变电所设备包括:变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备;
步骤2、通讯协议建立后,通过电力通讯规约把远动数据即遥测数据、遥信数据、遥视数据的电力规约信息转换为报文信息,解析提取遥测数据、遥信数据、遥视数据并存入数据库;
步骤3、当远动数据状态发生变化时,获取变化的远动数据,通过建立通讯协议,把变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的远动数据状态整合并通过通讯协议机制,将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的设备状态数据传输到三维实景服务器平台中;所述三维实景服务器平台是能够生成铁路牵引供变电所设备参数化3D模型库进行空间运算分析并通过特征提取及校准后,采用拼接融合算法从而将铁路牵引供变电所设备运行状态数据以三维实景图像的方式动态直观的显示出来的平台;
步骤4、三维实景服务器平台通过通讯协议接收到变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据并通过解析处理获得变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息;
步骤5、将变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态数据信息展示在三维实景服务器平台中,供变电所电气线路图上所对应的设备显示出不同颜色标注,用于区分所述设备是关闭或是开启状态、是否为通电模式;
步骤6、三维实景服务器平台接收铁路牵引供变电所设备中的某一设备的信息状态;
步骤7、在三维实景服务器平台中点击铁路牵引供变电所设备中的某个设备;切换进入到三维实景服务器平台视角画面中,并显示出所述设备在三维实景服务器平台中的位置;
步骤8、当通电模式状态改变时,三维实景服务器平台对应变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的通电状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,其特征在于,所述步骤6包括以下步骤:
步骤6.1、同步显示出所述设备是否为通断电模式;
步骤6.2、当变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备状态变化时,变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备会对应同步发生动作。
3.根据权利要求1所述的一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,其特征在于,所述步骤7包括以下步骤:
步骤7.1、切入三维实景服务器平台并显示出对应设备的具体状态信息;与铁路牵引供变电所设备的实际场景电气线路图的具体状态信息实时同步。
4.根据权利要求1所述的一种铁路牵引供变电所电气线路图与三维实景模型的转换方法,其特征在于,所述步骤8包括以下步骤:
步骤8.1、三维实景服务器平台中的铁路牵引供变电所设备的状态信息与供变电所现场的变压器、母线、断路器、电力线路、避雷器、隔离开关、表计、电子围栏设备的状态信息保持一致。
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