有载分接开关监测装置、系统和方法制造方法及图纸

本申请涉及一种有载分接开关监测装置、系统和方法。所述装置包括：采集单元，采集单元用于采集待测有载分接开关的内部的超声信号，以及采集待测有载分接开关的动作信号；信号处理单元，信号处理单元连接采集单元，用于对超声信号进行处理，得到对应超声信号的方波信号；数据处理单元，数据处理单元连接信号处理单元，用于对方波信号进行特征提取，得到超声信号特征量；基于动作信号和超声信号特征量，确认待测有载分接开关处于切换过程中的目标特征量；将目标特征量与历史特征量进行比较，输出监测结果；监测结果用于表征待测有载分接开关的当前监测状态。本申请能够及时发现有载分接开关的故障。接开关的故障。接开关的故障。

【技术实现步骤摘要】
有载分接开关监测装置、系统和方法


[0001]本申请涉及电力设备监测
，特别是涉及一种有载分接开关监测装置、系统和方法。

技术介绍

[0002]在超高压直流输电工程中，换流变压器是联络交流和直流电网的关键设备，其安全性和可靠性直接决定了交流和直流两个网络能否安全运行。换流变中同时存在交直流两种电场，再加上磁场和温度场的共同作用，导致换流变相较于普通电力变压器在结构上更加复杂，设计制造难度更大。同时，对在换流变上应用的各部件的可靠性提出了更高的要求。
[0003]有载分接开关是换流变压器的核心部件，其主要起到维持直流系统电压并补偿交流系统电压变化、保持换流阀触发角在安全范围内以及满足直流输电系统降压运行的调压需要等作用。有载分接开关传统的保护装置如油流控制继电器，过压力继电器，或压力释放阀等，通常在故障累积至一定程度时才会触发保护机制。对于换流变压器来说，故障累积的时间越长，其可能造成的后果就越严重，甚至会引起起火爆炸，烧毁换流变及阀厅内其他设备。然而，目前的有载分接开关监测方式或者传统方法，存在发现故障不及时等问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够及时发现故障的有载分接开关监测装置、系统和方法。
[0005]第一方面，本申请提供了一种有载分接开关监测装置。所述装置包括：
[0006]采集单元，采集单元用于采集待测有载分接开关的内部的超声信号，以及采集待测有载分接开关的动作信号；
[0007]信号处理单元，信号处理单元连接采集单元，用于对超声信号进行处理，得到对应超声信号的方波信号；
[0008]数据处理单元，数据处理单元连接信号处理单元，用于对方波信号进行特征提取，得到超声信号特征量；基于动作信号和超声信号特征量，确认待测有载分接开关处于切换过程中的目标特征量；将目标特征量与历史特征量进行比较，输出监测结果；监测结果用于表征待测有载分接开关的当前监测状态。
[0009]在其中一个实施例中，采集单元包括电流互感器，电流互感器用于采集当前变压器负载电流；
[0010]数据处理单元连接电流互感器，数据处理单元根据待测有载分接开关的型号、待测有载分接开关的额定参数，以及当前变压器负载电流，得到历史特征量。
[0011]在其中一个实施例中，采集单元还包括超声波传感器；超声波传感器设置于待测有载分接开关的油室内部，用于采集待测有载分接开关的绝缘油内部的超声信号。
[0012]在其中一个实施例中，信号处理单元包括连接超声波传感器的放大电路、连接放
大电路的滤波电路，以及连接滤波电路的整形电路，用于对超声信号依次进行放大、滤波和整形处理，得到方波信号。
[0013]在其中一个实施例中，信号处理单元还包括：
[0014]模数转换电路，模数转换电路分别连接整形电路和数据处理单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号输出。
[0015]第二方面，本申请还提供了一种有载分接开关监测系统。所述系统包括如上述的有载分接开关监测装置，还包括连接装置的远程监控设备；远程监控设备用于接收监测结果。
[0016]第三方面，本申请还提供了一种有载分接开关监测方法。所述方法应用于有载分接开关监测装置的数据处理单元；装置还包括：采集单元，采集单元用于采集待测有载分接开关的内部的超声信号，以及采集待测有载分接开关的动作信号；信号处理单元，信号处理单元连接采集单元和数据处理单元，用于对超声信号进行处理，得到对应超声信号的方波信号；
[0017]所述方法包括：
[0018]对方波信号进行特征提取，得到超声信号特征量；
[0019]基于动作信号和超声信号特征量，确认待测有载分接开关处于切换过程中的目标特征量；
[0020]将目标特征量与历史特征量进行比较，输出监测结果；监测结果用于表征待测有载分接开关的当前监测状态。
[0021]在其中一个实施例中，方法还包括：
[0022]根据待测有载分接开关的型号和待测有载分接开关的额定参数，选取参考样本库；
[0023]根据当前变压器负载电流的有效值，获取参考样本库中的历史特征量；历史特征量包括处于正常切换状态下的有载分接开关的超声信号特征量；
[0024]若目标特征量的值处于历史特征量的正常范围值以外，输出异常监测结果；否则，输出正常监测结果，并根据目标特征量更新参考样本库。
[0025]在其中一个实施例中，超声信号特征量包括方波宽度、方波幅度、方波数量以及方波间隔时间。
[0026]在其中一个实施例中，方法还包括：
[0027]基于动作信号，在确认待测有载分接开关未处于切换过程中的情况下，若获取到超声信号特征量，则输出异常信号。
[0028]上述有载分接开关监测装置、系统和方法，通过采集单元对有载分接开关的内部的超声信号进行监测，并结合有载分接开关的动作信号，通过数据处理单元能够实时监测换流变有载分接开关切换动作状态，及时发现有载分接开关的内部故障，避免故障扩大导致对有载分接开关乃至换流变的本体产生影响或造成损坏，进而提高有载分接开关以及换流变的运行安全性。
附图说明
[0029]图1为一个实施例中有载分接开关监测装置的结构框图；
[0030]图2为一个实施例中有载分接开关监测装置的应用原理图；
[0031]图3为一个实施例中有载分接开关监测方法的流程示意图；
[0032]图4为另一个实施例中有载分接开关监测方法的流程示意图；
[0033]图5为一个实施例中超声信号和方波信号的示意图；
[0034]图6为一个实施例中有载分接开关监测控制装置的结构框图；
[0035]图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0036]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0037]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0038]需要说明的是，换流变相比普通变压器，运行系统电压较高，电压调节的频率也较高，同时切换时电流波形瞬间变化较大，运行工况较普通电力变压器有载分接开关更为复杂。换流变所使用的有载分接开关有更高的安全性能的要求，仅依凭传统保护装置难以在第一时间内发现并解决换流变有载分接开关油箱内故障。目前的实时监测方式包括探测有载分接开关在切换过程中的振动情况等，这种将传感器置于有载分接开关或换流变外侧的方式，既不能排除换流变的有载分接开关之外的部分发生振动带来的影响，也不能很好的探测有载分接开关内部是否发生电弧故障。
[0039]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种有载分接开关监测装置10，装置包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有载分接开关监测装置，其特征在于，所述装置包括：采集单元，所述采集单元用于采集所述待测有载分接开关的内部的超声信号，以及采集所述待测有载分接开关的动作信号；信号处理单元，所述信号处理单元连接所述采集单元，用于对所述超声信号进行处理，得到对应所述超声信号的方波信号；数据处理单元，所述数据处理单元连接所述信号处理单元，用于对所述方波信号进行特征提取，得到超声信号特征量；基于所述动作信号和所述超声信号特征量，确认所述待测有载分接开关处于切换过程中的目标特征量；将所述目标特征量与历史特征量进行比较，输出监测结果；所述监测结果用于表征所述待测有载分接开关的当前监测状态。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集单元包括电流互感器，所述电流互感器用于采集当前变压器负载电流；所述数据处理单元连接所述电流互感器，所述数据处理单元根据所述待测有载分接开关的型号、所述待测有载分接开关的额定参数，以及所述当前变压器负载电流，得到所述历史特征量。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集单元还包括超声波传感器；所述超声波传感器设置于所述待测有载分接开关的油室内部，用于采集所述待测有载分接开关的绝缘油内部的超声信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括连接所述超声波传感器的放大电路、连接所述放大电路的滤波电路，以及连接所述滤波电路的整形电路，用于对所述超声信号依次进行放大、滤波和整形处理，得到所述方波信号。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元还包括：模数转换电路，所述模数转换电路分别连接所述整形电路和所述数据处理单元，用于将接收的模拟信号转换为数字信号输出。6.一种有载分接开关监测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海滨，孙云瀚，邓军，关庆罡，潘志城，谢志成，牛清林，刘青松，张晋寅，彭翔，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：发明
国别省市：