[发明专利]一种带多维属性的用于设备全寿命周期管理的电力设备模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力用模型，尤其涉及一种带多维属性的用于设备全寿命周期管理的电力设备模型。

背景技术

随着技术的发展，我国每年都需要针对各种电力设备的性能和结构进行设计改良，还需要对电力部门新进员工进行培训。现有技术中对此最有效的解决方案是通过电脑生成电力设备的模型，在电脑上进行仿真模拟。例如现有技术中专利号为201310219233.6的发明专利《220KV电力变压器三维模型系统》，该发明公开了一种220KV变压器的三维模型系统，涉及220KV变压器三维仿真技术领域。该系统利用建模软件，以零件级为单位，根据设备的装配关系添加几何约束进行装配，最终生成一套220KV变压器三维虚拟模型；模型建设好后，将其导入到仿真平台中，仿真平台包含模型引擎、数据引擎、声音引擎、脚本引擎以及逻辑引擎；模型引擎将在建模软件中建好的模型导入进来，之后使用逻辑引擎给模型添加数学逻辑关系和几何约束条件，按照标准的变压器拆装步骤和检修流程，对变压器模型进行交互动画制作，同时，程序员也能够使用声音引擎和脚本引擎给仿真系统添加语音和演示动画。优点：大大提高教学质量，同时也减少对实物设备的损耗。

这样的电力设备模型虽然细致，但是建模的效率非常低，从其说明书中可以见到，在准备阶段，建模人员据图纸建模或过测量实物尺寸进行建模或图纸加实物测量对220KV电力变压器进行建模。

可见类似传统的电力设备三维模型采用自顶向下、层层精细的方式将电力设备拆分成最基本的点、线、面，模型的属性多集中于电力设备的尺寸方面。这样的模型用于电力设备三维设计存在以下缺点：

1)模型过于复杂，对于设计而言，我们并不关心设备的内部结构，而关心设备的外部尺寸和基本构建之间的相互关系，过于精细的模型会在一定程度上影响建模的效率和设计软件的运行速度；

2)模型属性信息过于片面，传统的电力设备三维模型通常由设备厂家建模，因此仅带有相关的尺寸信息，从设备全寿命周期管理的角度出发，仅有这些信息是远远不够的。例如现有技术中，通过solidworks内的几何约束关系，将零件组成装配体。但是solidworks作为通用工具软件，仅仅是几何约束关系并不能完整还原变压器内部的结构组件，这样就导致这个模拟仿真毫无实际价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种带多维属性的用于设备全寿命周期管理的电力设备模型，将基本几何体作为建模的基本单元，定义几何体的尺寸信息以及相互之间空间位置信息，初步形成电力设备三维模型，然后按设备全寿命周期管理得各个阶段，分别定义设备的属性信息，最终形成一种带多维属性的的电力设备模型。

为了达到所述目的，本发明一种带多维属性的用于设备全寿命周期管理的电力设备模型，经过以下步骤，形成带多维属性的适用于三维数字化设计的电力设备模型：

步骤一：对电力设备实体进行分析、解构，将电力设备分解成一组基本实体模型构件的组合，基本实体模型构件包括电力设备本体、电力设备连接体、电力设备控制面板以及电力设备安全辅助器件，基本实体模型构件用于组成电力设备的物理模型；

步骤二：将电力设备的基本实体模型构件通过定义的数学模型进行描述后形成电力设备的概念模型；概念模型用于定义这些基本实体模型的几何特征，赋予电力设备的几何属性；

步骤三：将电力设备概念模型进行数学描述，定义组成对象的圆柱体、长方体、球体这些基本实体模型构件之间的依赖关系和约束条件，形成电力设备的逻辑模型，赋予电力设备的逻辑属性；

步骤四：通过对电力设备的几何属性和逻辑属性生成完整电力设备的模型，在完整电力设备的模型中最后添加完整设备的电气属性和全寿命周期信息。

优选的，所述步骤二中所述的基本实体模型构件组合时需要进行带电距离校验、碰撞检查，符合关键部位精细度要求的前提下才能生成基本实体模型构件。这样的设置确保生产的模型具备原产品的性能效果。

优选的，所述电力设备为变压器，其中主变压器及散热器采用长方体的组合表示；油枕采用圆柱体表示；各电压等级套管采用圆柱体或圆台体表示；各套管均压环采用按曲线框建模后沿轴线加粗的方式表示；特殊均压环采用圆柱体表示；一次接线端子板采用长方体或圆柱体表示；接地端子板采用长方体表示；落地控制箱体采用长方体表示。这里仅仅列举了变压器中常见的部件，如果有其他部件也涵盖在这类模型中。