换流变压器有载分接开关在线状态监测方法与流程

本发明涉及一种换流变压器有载分接开关在线状态监测方法。

背景技术：

换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作用，加之各项工程系统参数的不同，所以换流变压器的结构特殊、复杂，关键技术高难，对制造环境和加工质量要求严格。换流变压器应具有较多的有载调压开关，利用调压开关可使直流输电系统经常运行在接近最佳状态，换流器触发角运行在适当的范围内，以兼顾到运行的安全性和经济性。分接开关的调压范围一般为20－30％，每档调节量为1％－2％，以达到分接开关调节和换流桥触发控制联合工作，做到既无明显的调节死区，又可避免频繁往返动作，因此换流变压器分接开关的动作次数要远远高于普通有载调压变压器。

国内换流变压器有载分接开关与普通变压器有载分接开关一样，往往采用离线定期维修方式，它是根据设备的磨损规律，预先确定维修类型、维修周期及维修工作量对有载分接开关进行周期性维修，防止事故的发生。定期维修方式可以使生产和维修均能有机会地进行，可以防止和减少突发故障，使用于已知设备寿命分布规律而且有明显损耗期的设备。缺点是工作量大，效率低和测量精度不高，且不能及时发现维修间隔内的设备故障，换流变压器及其有载分接开关的特殊性，此种方式更不适合其的安全稳定运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种换流变压器有载分接开关在线状态监测方法，能够防止和减少突发故障，保证换流变压器的安全稳定运行。

一种换流变压器有载分接开关在线状态监测方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)在换流变压器有载分接开关换挡过程中，通过振动信号采集装置采集触头和拨片的振动信号；

(2)对采集到的振动信号进行去噪处理；

(3)将有载分接开关去噪处理后的振动信号与正常状态下的振动信号进行对比，判断有载分接开关是否工作正常，如不正常则给出异常提示信息。

步骤(3)中进行对比是指横向比对，具体是首先对同一换流站内的所有换流变压器有载分接开关正常状态下的振动信号进行统计分析，以形成横向比对正常振动区间时域图，然后将去噪处理后的振动信号与该横向比对正常振动区间时域图进行对比，如果去噪处理后的振动信号在该横向比对正常振动区间时域图内则视为有载分接开关工作正常，如果去噪处理后的振动信号在该横向比对正常振动区间时域图外则视为有载分接开关工作不正常。

步骤(3)中进行对比是指纵向比对，具体是首先对同一个有载分接开关正常状态下的振动信号进行统计分析，以形成纵向比对正常振动区间时域图，然后将该有载分接开关的去噪处理后的振动信号与该有载分接开关的纵向比对正常振动区间时域图进行对比，如果去噪处理后的振动信号在该纵向比对正常振动区间时域图内则视为有载分接开关工作正常，如果去噪处理后的振动信号在该纵向比对正常振动区间时域图外则视为有载分接开关工作不正常。

本发明方法的优点是将换流变压器分接开关振动信号进行采集、去噪处理后，多台换流变压器分接开关的振动信号合成为一振动空间，形成所谓的横向比对正常振动区间时域图，将最新的分接开关振动信号与该时域图相比较，超出正常区域则在本统计周期内报警计数累计加一，如报警数呈频发递增趋势，则分析判断为该分接开关异常。纵向比对与横向比对类似，将一台换流变压器分接开关的振动信号合成为一振动空间，形成所谓的纵向比对正常振动区间时域图，将本台分接开关最新的振动信号与该时域图相比较，超出正常区域则在本统计周期内报警计数累计加一，如报警数呈频发递增趋势，则分析判断为该分接开关异常。经过试用证明，采用本发明的方法后，可以有效防止和减少突发故障，保证换流变压器的安全稳定运行。

附图说明

附图1为实施例1中横向对比的原理图；

附图2为实施例1中纵向对比的原理图；

附图3为实施例1中去噪过程示意图；

附图4为实施例1中信号源的频谱分析示意图；

附图5为实施例1中信号源的频谱分析示意图；

附图6为实施例1中使用陷波法对几个噪声特征频率进行定点消除示意图；

附图7为实施例1中使用陷波法对几个噪声特征频率进行定点消除示意图；

附图8为实施例1中全局振动波形去噪前示意图；

附图9为实施例1中全局振动波形去噪后示意图；

具体实施方式

本发明是针对对比文件所述的问题，基于振动信号实时监测，结合直流输电工程中配置换流变组数较多及换流变压器有载分接开关结构特殊、动作频繁的特点，提出了一种针对换流变压器有载分接开关的在线式状态监测、分析方法。

实施例1：

2.1在换挡过程中，换流变压器有载分接开关的触头分离时会引起微弱的振动，但是分离的触头闭合以及相应与触头相连的拨片同时移动时会产生较强撞击，触头和拨片会产生较大的振动幅度。本发明方法根据这一过程原理，利用南京优能特公司生产的TVAS振动采集装置收集振动信号。

2.2对采集的振动信号中进行去噪处理。

去噪过程如图3所示，图中是分接开关振动的整个过程，方框内数据是用来分析噪声的信号源，对此信号源做频谱分析如图4、5所示。

图4、5是截取波形的时域图与频域图，箭头所指方向是需要去除的频率成分，主要集中在100,200,300,400,500hz左右，使用陷波法对几个噪声特征频率进行定点消除，如图6、7所示。

图6、7是去噪后局部图形，图8和图9为全局振动波形去噪前与去噪后对比。经过去噪后，整个切换过程不再淹没在基础噪声当中，便于后续分析。

2.3将同一换流站内的分接开关去噪后的振动信号进行横向比对。

由于同一换流站内的换流变分接开关为同一批次、同时投运，且动作次数一致，因此，可以对各台换流变的分接开关去噪后的振动信号进行比对，在此称为“横向比对”。分析系统对历次横向比对进行数据分析，形成横向比对正常振动区间时域图，将经处理后得到的分接开关振动信号时域图与横向比对正常振动区间时域图进行比对，如在其内则为正常，如在其外则发出报警，建议加强监视，如报警呈频发状态，则建议对该分接开关进行检修。

2.4将分接开关不同时域的去噪后的振动信号进行纵向比对。

将同一分接开关每次动作后的振动信号进行去噪处理，并将数据进行保存、处理，形成其纵向比对正常振动区间时域图，将经处理后得到的分接开关振动信号时域图与纵向比对正常振动区间时域图进行比对，如在其内则为正常，如在其外则发出报警，建议加强监视，如报警呈频发状态，则建议对该分接开关进行检修。