一种特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，为了研究饱和电抗器电气激励与振动特征之间的关系，采用电压测量装置、电流测量装置、振动传感器、温度传感器、冷却装置对进行饱和电抗器直接测量，实现了饱和电抗器的振动测试需求，并通过隔离测量装置将所有通道的不同物理量测试结果汇总至地电位端并上传至上位机，实现不同物理量的同步采集，可以支撑饱和电抗器振动影响因素及影响关系研究工作的开展，进而支撑基于振动监测的饱和电抗器其内部材料结构状态评估和运维决策技术研究，指导饱和电抗器设计改进工作。指导饱和电抗器设计改进工作。指导饱和电抗器设计改进工作。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统


[0001]本专利技术涉及高压电力电子输电
，具体涉及一种特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统。

技术介绍

[0002]特高压换流阀是特高压直流输电工程的核心装备，饱和电抗器是特高压换流阀的关键组件，在晶闸管开通关断过程中可以抑制浪涌电流的过快增长，在雷电过电压下可承担大部分峰值电压，能够在多种工况下起到保护换流阀晶闸管的作用。
[0003]在工程上，由于电、热等长期应力作用，饱和电抗器内部材料和结构状态逐渐劣化偏移原始状态，导致饱和电抗器电气性能也发生偏移，影响特高压换流阀运行。因此，通过振动监测掌握饱和电抗器内部材料结构状态具有重要的工程实用价值。
[0004]振动监测是一种广泛应用于设备结构特征状态监测的技术手段，在断路器、变压器、电抗器等传统交流输电设备上及航空航天、石油钻井、发电等领域中都得到了广泛的应用。与传统交流变压器类似，饱和电抗器在运行工况下其内部铁心及绕组在电气激励载荷下发生振动，其材料和结构状态直接影响振动特征。但电气激励载荷及材料结构状态对饱和电抗器振动特征的影响规律尚不清晰，基于振动的特高压换流阀饱和电抗器状态监测技术尚不具备工程应用条件。

技术实现思路

[0005]因此，为了更好地掌握特高压换流阀饱和电抗器内部材料结构状态，有必要研究饱和电抗器振动的影响因素及影响关系，以实现更加优化的运维决策或设计改进，本专利技术提出的振动试验系统及装置能够控制特高压换流阀饱和电抗器的电压、电流、温度等参数，并测量其振动信号，可以支撑饱和电抗器振动影响因素及影响关系研究工作的开展。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供的特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，包括：电源、冷却装置、电压测量装置、电流测量装置、振动传感器、温度传感器、信号调理仪、隔离测量装置、上位机，其中，
[0008]电源，与上位机及被测饱和电抗器连接，其基于上位机的控制生成对应的电压和电流波形，为被测饱和电抗器提供电气激励，并同时向上位机反馈自身产生的运行参数；
[0009]冷却装置，与上位机及被测饱和电抗器连接，其基于上位机的控制生成对应运行参数的冷却介质，通过管路流过被测饱和电抗器进行冷却，并同时向上位机反馈自身的运行参数；
[0010]电压测量装置，与被测饱和电抗器及隔离测量装置连接，用于测量饱和电抗器电压并将数据传输至隔离测量装置，通过隔离测量装置将电压数据发送给上位机；
[0011]电流测量装置，与被测饱和电抗器及隔离测量装置连接，用于测量通过饱和电抗器的电流并将数据传输至隔离测量装置高电位端，通过隔离测量装置将电压数据发送给上
位机；
[0012]振动传感器，与被测饱和电抗器及信号调理仪连接，用于测量饱和电抗器的振动数据并传输至信号调理仪；
[0013]温度传感器，与被测饱和电抗器和信号调理仪连接，用于测量饱和电抗器的温度数据并传输至信号调理仪；
[0014]隔离测量装置，与电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪和及上位机连接，同步采集电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪传入的数据并上传至上位机。
[0015]在一实施例中，所述隔离测量装置，包括高电位端、绝缘隔离通信介质、地电位端，高电位端接收电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪的输入信号，绝缘隔离通信介质用于连接高电位端和地电位端并实现数据隔离传输，地电位端与上位机连接，并实现数据上传，其中地电位端可独立接收输入信号。
[0016]在一实施例中，所述信号调理仪与振动传感器、温度传感器及隔离测量装置高电位端连接，接收传感器传入的数据，并将其转化为表示相应物理量的数据，并传输至隔离测量装置。
[0017]在一实施例中，所述信号调理仪与其连接的振动传感器及温度传感器之间的连接方式是绝缘隔离的，信号调理仪直接与隔离测量装置的地电位端连接或与上位机连接。
[0018]在一实施例中，所述电源同时与外部电源连接，由外部电源提供能量。
[0019]在一实施例中，所述冷却装置受上位机控制，以及向上位机反馈自身的运行参数包括：流量、水温、压力。
[0020]在一实施例中，所述振动传感器安装到被测饱和电抗器表面或临近饱和电抗器的支撑结构上。
[0021]在一实施例中，振动传感器为压电式传感器作，获取饱和电抗器的振动加速度并转化为电荷量，并传输至信号调理仪。
[0022]在一实施例中，所述温度传感器为光纤测温传感器，安装于饱和电抗器待测温位置，测量饱和电抗器的温度，将温度转化为光纤干涉物理量，并传输至信号调理仪。
[0023]在一实施例中，电压测量装置为高压探头，电流测量装置为霍尔电流传感器，冷却装置的冷却介质为去离子水。
[0024]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0025]本专利技术提出的特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，能够控制特高压换流阀饱和电抗器的电压、电流、温度等参数，并测量其振动信号，实现了饱和电抗器的振动测试需求，并通过隔离测量装置将所有通道的不同物理量测试结果汇总至地电位端并上传至上位机，实现不同物理量的同步采集，可以支撑饱和电抗器振动影响因素及影响关系研究工作的开展，进而支撑实现基于振动监测的饱和电抗器其内部材料结构状态评估和运维决策，或指导饱和电抗器设计改进工作。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例中提供的电网调度系统业务处理系统一示例的模块组成图；
[0028]图2为本专利技术实施例中提供的特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统的一个具体示例的装置连接图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0031]实施例1
[0032]为了研究饱和电抗器振动特征影响因素，需要使饱和电抗器在不同的电压、电流、温度工况下运行，本专利技术提出的特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，可以按照上位机指定的参数调整饱和电抗器运行工况，如图1所示，该系统包括：电源、冷却装置、电压测量装置、电流测量装置、振动传感器、温度传感器、信号调理仪、隔离测量装置、上位机，其中，
[0033]电源，与上位机及被测饱和电抗器连接，其基于上位机的控制生成对应的电压和电流波形，为被测饱和电抗器提供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，其特征在于，包括：电源、冷却装置、电压测量装置、电流测量装置、振动传感器、温度传感器、信号调理仪、隔离测量装置、上位机，其中，电源，与上位机及被测饱和电抗器连接，其基于上位机的控制生成对应的电压和电流波形，为被测饱和电抗器提供电气激励，并同时向上位机反馈自身产生的运行参数；冷却装置，与上位机及被测饱和电抗器连接，其基于上位机的控制生成对应运行参数的冷却介质，通过管路流过被测饱和电抗器进行冷却，并同时向上位机反馈自身的运行参数；电压测量装置，与被测饱和电抗器及隔离测量装置连接，用于测量饱和电抗器电压并将数据传输至隔离测量装置，通过隔离测量装置将电压数据发送给上位机；电流测量装置，与被测饱和电抗器及隔离测量装置连接，用于测量通过饱和电抗器的电流并将数据传输至隔离测量装置高电位端，通过隔离测量装置将电压数据发送给上位机；振动传感器，与被测饱和电抗器及信号调理仪连接，用于测量饱和电抗器的振动数据并传输至信号调理仪；温度传感器，与被测饱和电抗器和信号调理仪连接，用于测量饱和电抗器的温度数据并传输至信号调理仪；隔离测量装置，与电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪和及上位机连接，同步采集电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪传入的数据并上传至上位机。2.根据权利要求1所述的特高压换流阀饱和电抗器振动测试系统，其特征在于，所述隔离测量装置，包括高电位端、绝缘隔离通信介质、地电位端，高电位端接收电压测量装置、电流测量装置、信号调理仪的输入信号，绝缘隔离通信介质用于连接高电位端和地电位端并实现数据隔离传输，地电位端与上位机连接，并实现数据上传，其中地电位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓龙，孙泽来，王成昊，魏晓光，郑林，王华锋，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：