【技术实现步骤摘要】
基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法
本专利技术属于高压直流输电系统中设备的冷却系统,是一种基于无损检测方法。
技术介绍
换流阀是高压直流输电系统的关键设备,而阀冷系统是换流阀的薄弱点,超过25%的换流阀故障是由阀冷系统造成。换流阀在工作过程会产生大量热量,阀冷系统通过循环冷却水带走热量,使得换流阀正常工作。均压电极在工作的过程中不断结垢。垢层脱落会引起冷却水管堵塞及换流站停运的问题。目前国内解决均压电极结垢的方法是定期检修清洗,但采用的方法是拆除电极后由工作人员利用机械的方式除垢,由于拆卸均压电极过程比较繁琐,并且反复拆卸均压电极容易使密封垫圈松动,因此,换流阀均压电极结垢的需要更高效的检测无损方法。传统方法采用拆卸方法可能损坏垫圈,导致密封不严。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种实现无损检测的基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法。本专利技术的技术方案如下:一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其包括以下步骤:步骤1、在均压电极露出水管部分施加一个热源,测量热源流入均压电极的热量,并检测均压电极表面温度随注入热量的温度的变化曲线,对测量数据进行分段积分处理;步骤2、模拟结垢测量垢层厚度,并进行步骤1中的温度测量和分段积分数据处理作为标记样本,同时构建三层的标准神经网络,利用实际测量的均压电极厚度样本对神经网络训练即权重初次更新;步骤3、通过傅里叶热传导偏微分方程,利用有限元原理对
【技术保护点】
1.一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1、在均压电极露出水管部分施加一个热源,测量热源流入均压电极的热量,并检测均压电极表面温度随注入热量的温度的变化曲线,对测量数据进行分段积分处理;/n步骤2、模拟结垢测量垢层厚度,并进行步骤1中的温度测量和分段积分数据处理作为标记样本,同时构建三层的标准神经网络,利用实际测量的均压电极厚度样本对神经网络训练即权重初次更新;/n步骤3、通过傅里叶热传导偏微分方程,利用有限元原理对各类不同的均压电极布置方式,均压电极不同形状设置不同的几何条件、边界条件进行瞬态仿真,导出均压电极表面温度变化数据,将电极表面温度变化数据带入到已训练的神经网络中进行迁移学习对网络权重进行微调整,得到在不同情况下适用的均压电极结垢分析模型,获取出不同情况下的均压电极垢层厚度。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、在均压电极露出水管部分施加一个热源,测量热源流入均压电极的热量,并检测均压电极表面温度随注入热量的温度的变化曲线,对测量数据进行分段积分处理;
步骤2、模拟结垢测量垢层厚度,并进行步骤1中的温度测量和分段积分数据处理作为标记样本,同时构建三层的标准神经网络,利用实际测量的均压电极厚度样本对神经网络训练即权重初次更新;
步骤3、通过傅里叶热传导偏微分方程,利用有限元原理对各类不同的均压电极布置方式,均压电极不同形状设置不同的几何条件、边界条件进行瞬态仿真,导出均压电极表面温度变化数据,将电极表面温度变化数据带入到已训练的神经网络中进行迁移学习对网络权重进行微调整,得到在不同情况下适用的均压电极结垢分析模型,获取出不同情况下的均压电极垢层厚度。
2.根据权利要求1所述的一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:对均压电极提供外界稳定的热源,测量电极表面的温度3分钟变化曲线,并利用每20s进行一次积分的方式如公式(1)整理成能够输入到神经网络的数据,并标记均压电极结垢厚度L。
T(t)表示t时刻均压电极表面的温度;
t(i)表示第i次测量的时间;
3.根据权利要求1所述的一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其特征在于,所述步骤2构建三层的标准神经网络,利用实际测量的均压电极厚度样本对神经网络训练即权重初次更新,具体包括:
首先搭建一个具有输入层、隐藏层、输出层的三层神经网络,其中输入层包含9个节点,隐藏层包含18个节点,输出层包含1个节点,节点激活函数选择sigmoid函数如公式(2),初始权重随机;神经网络的训练模式是通过有监督的BP学习,通过标记样本对网络链接权重进行更新方式,其输入是温度数据,损失函数为预测垢层厚度与实际垢层厚度的差值见公式(3),对误差进行反向传播,更新每层的权重数据,为了避免局部极小导致的模型不收敛,通过小批量梯度下降使得模型跳出局部极优能力增强;
其中S(x)表示神经网络激活函数;E表示神经网络的预测误差;O表示神经网络的预测目标;d神经网络的预测值。
4.根据权利要求3所述的一种基于介质热传导系数差异的均压电极垢层厚度检测方法,其特征在于,所述步骤3通过傅里叶热传导偏微分方程,利用有限元原理对各类不同的均压电极布置方式,均压电极不同形状设置不同的几何条件、边界条件进行瞬态仿真,导出均压电极表面温度变化数据,具体包括:有限元仿真分析利用的是傅里叶热传导方程作为控制方程,同时对于阀冷系统中水流耦合N—S方程共同求解电极的温度场,为节省计算资源采取流...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈远东,史文江,孟辉,杨帆,薛枫,阎乃臣,高树永,杨义勇,
申请(专利权)人:重庆大学,国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司,
类型:发明
国别省市:重庆;50
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