[发明专利]一种电力设备故障机理及高压试验过程三维混合仿真方法

说明书

本发明公开了一种电力设备故障机理及高压试验过程三维混合仿真方法，混合仿真方法的步骤是：S1，制作多种类型的电力设备的装配级三维仿真模型；S2，利用三维仿真模型针对多种类型的电力设备内部结构；S3，针对多种类型的电力设备的常见故障，对故障前后电磁场变化情况进行三维仿真，形象展示电力设备内部故障机理。本发明采用“三维混合仿真方法”，可有效解决变压器等设备内部故障机理的三维可视化展现、设备故障任意设置、试验接线正确性自动检查等问题，可为高压试验专业人员的技能培训提供一种新型实用的数字化培训模式。

技术领域

本发明涉及电力系统三维仿真技术领域，尤其涉及一种电力设备故障机理及高压试验过程三维混合仿真方法。

背景技术

电力设备高压试验工作中普遍存在操作安全意识差、试验数据准确率低、数据分析能力低、相关理论应用能力低、处理方法不得当、提供解决方案正确率低等问题，经常导致“过度检修、检修不足”，对电网安全运行构成了严重威胁。因此，如何快速、全面提升高压试验人员专业技能是多数电力企业面临的重要问题。

常规的培训模式因为需要大量的试验设备、厂房，培训过程危险性大，教学过程困难等问题，培训效果一直不能令人满意。近年来随着虚拟仿真技术的推广应用，人们开始采用“虚拟高压试验设备”的方式，进行高压试验人员的技能培训，目前这种数字化培训模式普遍采用“图片+文字”的形式进行故障机理教学，采用“状态预先内置”的办法，对故障进行仿真，这些教学模式因不能形象展示设备内部故障机理，不能全面仿真变电站所有可能的设备故障，培训效果仍难以满足实际工作的需要。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种电力设备故障机理及高压试验过程三维混合仿真方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电力设备故障机理及高压试验过程三维混合仿真方法，混合仿真方法的步骤是：

S1，制作多种类型的电力设备的装配级三维仿真模型；

S2，利用三维仿真模型针对多种类型的电力设备内部结构；

S3，针对多种类型的电力设备的常见故障，对故障前后电磁场变化情况进行三维仿真，形象展示电力设备内部故障机理。

进一步地，S1中的三维仿真模型采用二维拓扑仿真与三维空间仿真相结合的办法，检验电力设备高压试验过程电气接线正确与否。

进一步地，多种类型的电力设备包括变压器。

进一步地，多种类型的电力设备还包括断路器、隔离开关、互感器。

进一步地，S2基于结构化的最小数据单元，进行试验特征量的描述，使三维仿真模型能够对现场变压器、断路器、隔离开关、互感器多种类型电力设备的任意故障进行状态仿真。

进一步地，S3基于分层的知识库结构，使三维仿真模型能够对任意的专家知识进行存储、解析以适用于多种类型电力设备的故障诊断。

进一步地，S2中利用三维仿真模型全方位展示变压器绕组和铁芯的内部结构。

进一步地，S2中利用三维仿真模型全方位展示变压器绕组和铁芯的空间布局。

进一步地，S2中对变压器绕组和铁芯的常见故障前后电磁场变化情况，创建电气等值电路，为变压器特性试验的参数变化，提供基础分析工具。

进一步地，变压器绕组和铁芯的常见故障包括匝间短路、股间短路、铁芯多点接地。