一种PT端故障检测的方法及其监测系统与流程

本发明涉及pt端检测，更具体地说，它涉及一种pt端故障检测的方法及其监测系统。

背景技术：

1、在电力系统中，高压电力转换器即pt端起着至关重要的作用。pt端不仅用于电流和电压的精准测量，还负责电能的传输和变换。然而，由于各种外部因素，如环境变化、设备老化、负载波动等，pt端可能会出现故障。这些故障如果不及时发现，可能会导致系统效率降低，甚至造成电力事故，给电力公司和用户带来巨大的经济损失，因此，开发出有效的故障检测方法和系统显得尤为重要；现有的故障检测方法多依赖于人工巡视和定期维护，无法实现实时监控和高效预警，检测的准确性和及时性较差，这使得快速检测和响应pt端的故障问题成为亟待解决的技术挑战；

2、针对上述方案，现有pt端检测方案至少存在以下问题：1.如何实现pt端电流和电压信号的实时、准确采集与分析；2.如何通过时域分析和频域分析技术，提高故障检测的准确性与及时性，避免出现误判漏判的情况发生，导致出现安全事故；3.如何构建一个综合的监测系统，具备实时故障报警和历史数据分析能力，满足用户多样化的监测需求；因此申请人提出一种种pt端故障检测的方法及其监测系统，以解决上述的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种pt端故障检测的方法及其监测系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种pt端故障检测的方法，包括：

3、步骤a：在检测时间段内设定n个采样时间点，在采样时间点内获取pt端的电流信号和电压信号；

4、步骤b：通过获取的pt端的电流信号和电压信号统计得出时间序列信号v(t)及i(t)；

5、步骤c：对采集到的电压信号v(t)和电流信号i(t)进行时域分析，具体包括：

6、c1、计算电压信号的均值：；计算电流信号的均值：；

7、c2、计算电压信号的方差：；计算电流信号的方差：；

8、c3、计算电压信号的峰值因子：；计算电流信号的峰值因子：；

9、c4、根据所述电压信号的方差和电流信号的方差、电压信号的峰值因子和电流信号的峰值因子，判定信号的稳定性；若所述方差和/或峰值因子超出对应的阈值，则判定为信号异常；

10、步骤d：对采集到的电压和电流信号进行频域分析，具体包括：

11、d1、利用傅里叶变换fft将时域信号转换为频域，得到频域表示为：；

12、d2、计算幅度谱：；

13、d3、计算相位谱：；

14、d4、提取主要谐波成分，计算基频的谐波比值：；

15、d5、判断所述幅度谱中基频及其谐波是否存在频率偏移，若偏移超过对应的阈值，则判定为信号异常；

16、步骤e：基于时域分析和频域分析的结果，通过设定的故障诊断算法判断pt端是否存在故障，并生成故障报告，所述故障报告包括故障类型、发生时间和建议处理措施。

17、可选的，所述步骤c中还包括：

18、将所述电压信号的方差值与电压信号的方差阈值相比较，电流信号的方差与电流信号的方差阈值相比较，若任一项超过对应的方差阈值，则标记此时的pt端处于异常状态；所述电压信号的方差阈值为，其中为pt端正常工作状态的电压信号方差值；所述电流信号的方差阈值为，其中为pt端正常工作状态的电流信号方差值；所述=2或3；

19、将所述电压信号的峰值因子与设定的电压信号的峰值因子阈值进行比较，若超过设定的电压信号的峰值因子阈值，则标记此时的pt端处于潜在风险状态；所述电压信号的峰值因子阈值为，其中为pt端正常工作状态的电压信号峰值因子，=2或3；

20、将所述电流信号的峰值因子与设定的电流信号的峰值因子阈值进行比较，若超过设定的电流信号的峰值因子阈值，则标记此时的pt端处于潜在风险状态；所述电流信号的峰值因子阈值为，其中为pt端正常工作状态的电流信号峰值因子，=2或3。

21、可选的，所述步骤d还包括：

22、所述故障诊断算法包括：

23、若所述电压信号的方差或电流信号的方差超过设定的方差阈值，则输出“异常状态”标识；

24、若所述电压信号的峰值因子或电流信号的峰值因子超过设定的峰值因子阈值，则输出“潜在风险”标识；

25、若任何谐波幅度相对于基频的谐波比值超出设定的谐波阈值，则输出“异常状态”标识；

26、若幅度谱中基频和谐波的频率偏移超过设定的频率偏移阈值，则输出“频率偏移”；

27、当所述时域和频域均标识为“异常状态”的情况下，则输出故障类型为“严重故障”；当所述时域或频域标识为“潜在风险”或“频率偏移”，则输出故障类型为“潜在故障”；

28、当时域分析和频域分析均未输出故障标识时，则输出“正常运行”。

29、一种用于执行上述的pt端故障检测的方法的pt端故障检测的监测系统，传感器检测单元：用于实时监测pt端的电流信号和电压信号，包括：高精度电压传感器，能够在预定频率范围内监测电压变化，确保实时数据的准确性；高灵敏度电流传感器，具备足够的响应速度，可捕捉快速变化的电流状态；

30、数据处理单元：用于接收所述传感器检测单元传输的数据，并通过时域分析和频域分析得出检测结果，包括：

31、时域分析模块，用于计算电压信号与电流信号的均值、方差、峰值因子，输出信号稳定性判断结果，并具备存储算法库，以支持不同信号采集频率的调整与优化，能够实现数据的预处理；

32、频域分析模块，用于实现快速傅里叶变换fft、幅度谱与相位谱的计算、以及谐波分析，并具备自动加载预设的分析参数配置，以适应不同操作环境和被测设备的需求，频域特征提取功能，能够动态分析频率特征的变化，并为后续判断提供实时数据支持；

33、无线通讯单元：用于传输所述数据处理单元的检测结果；

34、监控终端：用于接收所述无线通讯单元传输的数据并生成可视化报告。

35、可选的，所所述监控终端具有图形用户界面，允许用户实时查看pt端的状态，具体包括：

36、直观的仪表板，显示pt端的当前工作状态，包括电压、电流、频率、以及其他参数的实时数值。

37、综上所述，本发明具有以下有益效果：

38、1.通过使用高精度电压传感器和高灵敏度电流传感器，能够快速采集电压和电流数据，利用时域分析和频域分析的结合，在对pt端的故障判断中，通过综合分析电压信号的均值、方差、峰值因子以及频域中的基频和谐波比，可以准确识别不同类型的故障，如开路、短路等，系统能够主动提示操作人员电压或电流的异常波动，确保设备安全运行。

39、2.监测系统具备可视化报表和用户自定义参数设置的功能，可根据用户的实际使用需求设计报警阈值，极大地提升了用户体验与系统的实用性，显著提高了故障检测的效率和系统运行的安全性。

技术特征：

1.一种pt端故障检测的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种pt端故障检测的方法，其特征在于，所述步骤c中还包括：

3.根据权利要求1所述的一种pt端故障检测的方法，其特征在于，所述步骤d还包括：

4.根据权利要求1所述的一种pt端故障检测的方法，其特征在于，所述故障诊断算法包括：

5.根据权利要求1所述的一种pt端故障检测的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：使用跨时间窗口的滑动平均技术对采集的信号进行平滑处理，以减小高频噪声对结果的影响。

6.一种执行权利要求1-5任一项所述的pt端故障检测的方法的pt端故障检测的监测系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的pt端故障检测的监测系统，其特征在于，所述监控终端具有图形用户界面，允许用户实时查看pt端的状态，具体包括：

技术总结
本发明涉及PT端检测技术领域，具体为一种PT端故障检测的方法及其监测系统，利用时域分析和频域分析的结合，在对PT端的故障判断中，通过综合分析电压信号的均值、方差、峰值因子以及频域中的基频和谐波比，可以准确识别不同类型的故障，如开路、短路等，系统能够主动提示操作人员电压或电流的异常波动，确保设备安全运行。

技术研发人员：陈银勇,卢颖先,邓伟锋,戎荣,李佳泉,李汉荣,杨瑞娟
受保护的技术使用者：广东南海电力设计院工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4