换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了高压直流输电技术领域的换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统及方法，包括：通过外接传感器接收换流变压器升降档过程中的采样数据；基于采样数据中的电流判据判断各节点启停时间；将各节点启停时间与时序图通断时序进行比对确定接通时刻与理论值的偏差度；对接通时刻进行电流频率特性监测，得到电流波形信号变化趋势；响应于电流波形信号或各节点启停时间超过预警值时发出预警信号；根据电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度并定位故障。本发明专利技术以各类原始数据分析预警为基础，配合机构箱动作时序图，实现机构箱各部件的无死角全方位监测。部件的无死角全方位监测。部件的无死角全方位监测。

【技术实现步骤摘要】
换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统及方法


[0001]本专利技术涉及换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统及方法，属于高压直流输电


技术介绍

[0002]高压直流输电系统逐渐成为远距离、大容量电力输送的主力方案。其所用换流变压器的有载分接开关调节频率远高于传统交流变压器。而可靠的分接开关操作机构箱则是确保有载分接开关档位调节顺利的关键。现有操作机构箱自带的监测与保护措施逻辑简单、功能有限，导致滑档事故时有发生。为了减少滑档事故、提高调档的可靠性和稳定性，换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断、监测及预警系统变得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统及方法，以各类原始数据分析预警为基础，配合机构箱动作时序图，实现机构箱各部件的无死角全方位监测。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供了换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，包括：
[0006]通过外接传感器接收换流变压器升降档过程中的采样数据；
[0007]基于采样数据中的电流判据判断各节点启停时间；
[0008]将各节点启停时间与时序图通断时序进行比对确定接通时刻与理论值的偏差度；
[0009]对接通时刻进行电流频率特性监测，得到电流波形信号变化趋势；
[0010]响应于电流波形信号或各节点启停时间超过预警值时发出预警信号；
[0011]根据电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度并定位故障。
[0012]进一步的，所述外接传感器通过小信号板卡或不同类型的通讯板卡接入智能电子设备，其中：小信号板卡能够切换4～20mA或0～5V小信号模式，通讯板卡能够切换RS485或RS422通讯模式。
[0013]进一步的，所述外接传感器包括电流传感器、扭矩传感器、光编码器和弹簧压力传感器，所述采样数据包括电流、扭矩、轴转动角度和刹车性能数据。
[0014]进一步的，根据监测电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度和定位故障，包括：通过监测电流波形信号变化趋势，以及各节点通断时长波动性分析，进一步量化各器件的运行稳定裕度，进而结合时间逻辑矩阵，根据同一接触器的不同触点特性差异分析，以及不同接触器的时间配合裕度变化趋势，实现调档全过程继电器配合度分析，定位老化或故障点。
[0015]进一步的，所述专家系统利用内嵌分析模型和历史数据智能判定元器件老化程度和定位故障，包括刹车盘制动停止位置的分散性趋势跟踪、电机/继电器/触点启动冲击电
流的频谱分析和继电器实际延时预测算法。
[0016]进一步的，所述专家系统根据当前档位及初始定值库，随每次运行数据自动记录参数变化，通过变化趋势及变化率自适应调整预警值。
[0017]进一步的，所述诊断方法还包括：通过开入节点接收机构箱硬接点信号，获取辅助判别信号，通过开出信号提供关键器件的老化预警信号以及档位急停控制信号，其中，辅助判别信号包括档位信息、分接开关位置和空开通断信号。
[0018]第二方面，本专利技术提供了换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断系统，包括：
[0019]数据接收模块：用于通过外接传感器接收换流变压器升降档过程中的采样数据；
[0020]时间判断模块：用于基于采样数据中的电流判据判断各节点启停时间；
[0021]时刻确定模块：用于将各节点启停时间与时序图通断时序进行比对确定接通时刻与理论值的偏差度；
[0022]电流检测模块：用于对接通时刻进行电流频率特性监测，得到电流波形信号变化趋势；
[0023]预警模块：用于响应于电流波形信号或各节点启停时间超过预警值时发出预警信号；
[0024]故障判定模块：用于根据电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度并定位故障。
[0025]第三方面，本专利技术提供了换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断装置，包括处理器及存储介质；
[0026]所述存储介质用于存储程序指令和逻辑判别特征库；
[0027]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
[0028]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0029]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0030]本专利技术中的健康度诊断系统通过合理的传感器配置，结合专家诊断系统，可灵活实现对各类分接开关操作机构箱的监测和诊断。该诊断方法可通过丰富的接口实现对电机、继电器、刹车盘等各类机构的全面监测。通过时间矩阵逻辑可以对故障率较高的延时继电器进行全方位实时健康诊断，解决了换流变压器实际运行中缺乏完善的分接开关机构箱健康度诊断方法以及滑档预警策略，进而实现继电器老化预警及滑档预警，从而避免了如换流变压器滑档事故等的发生，从而大大提高了换流变压器的运行稳定性和分接开关操作机构箱的维护便捷性。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例一提供的操作机构箱健康度诊断系统配置图；
[0032]图2是本专利技术实施例一提供的时间矩阵逻辑示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0034]实施例一：
[0035]本实施例设计了一种换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其中系统配置方式如图1所示，时间逻辑矩阵示意图如图2所示。该图配合操作箱动作时序图和电流采样结果，通过电流判据判断各节点启停时间，然后与时序图通断时序进行比对确定接通时刻与理论值的偏差度，同时对接通时刻进行电流频率特性监测，进而综合分析评估各器件状态。该方法由一套智能电子设备和一套运行于智能电子设备上的专家系统实现；智能电子设备可通过各类接入方式灵活配置外接传感器，如电流传感器、扭矩传感器、光编码器、弹簧压力传感器等，实现包括电流(包括触点通断)、扭矩、角度、刹车性能等各类监测；外接传感器接入智能电子设备可通过不同板卡配置的形式实现，包括小信号板卡(可灵活切换4～20mA、0～5V等小信号模式)、通讯板卡(可灵活切换RS485、RS422等通讯模式)；智能电子设备具备开入、开出节点；专家系统可监测电机、主轴等在换流变压器升降档过程的扭矩变化、电流变化、轴转动角度等多种物理量。
[0036]在本实施例中，专家系统可利用内嵌分析模型和历史数据智能判定元器件老化程度和定位故障，具体包括刹车盘制动停止位置的分散性趋势跟踪、电机/继电器/触点启动冲击电流的频谱分析、继电器实际延时预测算法等。
[0037]在本实施例中，智能电子设备不仅可外接各类传感器，还提供了20路开入节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其特征是，包括：通过外接传感器接收换流变压器升降档过程中的采样数据；基于采样数据中的电流判据判断各节点启停时间；将各节点启停时间与时序图通断时序进行比对确定接通时刻与理论值的偏差度；对接通时刻进行电流频率特性监测，得到电流波形信号变化趋势；响应于电流波形信号或各节点启停时间超过预警值时发出预警信号；根据电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度并定位故障。2.根据权利要求1所述的换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其特征是，所述外接传感器通过小信号板卡或不同类型的通讯板卡接入智能电子设备，其中：小信号板卡能够切换4～20mA或0～5V小信号模式，通讯板卡能够切换RS485或RS422通讯模式。3.根据权利要求1所述的换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其特征是，所述外接传感器包括电流传感器、扭矩传感器、光编码器和弹簧压力传感器，所述采样数据包括电流、扭矩、轴转动角度和刹车性能数据。4.根据权利要求1所述的换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其特征是，根据监测电流波形信号变化趋势，结合专家系统综合分析判定换流变压器中元器件老化程度和定位故障，包括：通过监测电流波形信号变化趋势，以及各节点通断时长波动性分析，进一步量化各器件的运行稳定裕度，进而结合时间逻辑矩阵，根据同一接触器的不同触点特性差异分析，以及不同接触器的时间配合裕度变化趋势，实现调档全过程继电器配合度分析，定位老化或故障点。5.根据权利要求1所述的换流变压器分接开关操作机构箱健康度诊断方法，其特征是，所述专家系统利用内嵌分析模型和历史数据智能判定元器件老化程度和定位故障，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚禹璐，崔龙飞，曹小拐，王典浪，陈静，陈羽，曹鸿，孙光毅，李国艮，吕玮，刘晋孝，须雷，皮天满，谢正波，王海锋，何龙翟，杨继翔，侯云川，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：