[发明专利]一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统

说明书

技术领域

本发明属于电气检测领域，尤其涉及一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统。

背景技术

随着电力工业的迅速发展，电力设备容量和电力网络规模也在日益扩大，对供电质量提出了更高的要求和前所未有的挑战。因此，必须切实采取有效措施以提高电力系统的供电质量，保证电力设备与系统的安全、可靠、经济和稳定运行。基于在线监测与故障诊断技术的状态维修策略，具有良好的应用前景，是未来的主要发展趋势。

在直流输电工程中，换流变压器作为核心设备，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，同时使工业供电和居民供电的系统电压保持稳定。分接开关作为换流变压器中唯一可进行机械动作的部件，依靠分接开关准确及时的动作，不仅可减少和避免电压的大幅度波动，而且可以强制分配负荷潮流，挖掘设备无功和有功出力，保证电力系统安全可靠运行，增加电网调度的灵活性。换流变分接开关的一次操作包含了一系列的动作事件，这些事件中，触头的碰撞，摩擦等都伴随有机械振动信号的产生。一般，这些振动信号可以使用体外传感的方式进行测试。当分接开关存在一些故障隐患时，由于触头动作而引起分接开关表面的振动信号与正常状态时相比会有所不同，因此测录这些动作过程的振动波形，并对其进行分析，与正常信号相比，就能有效地反映出换流变分接开关的运行工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统，旨在解决现有技术不能方便准确的在线监测换流变分接开关状态的问题。

本发明是这样实现的，一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统包括振动信号拾取模块、数据采集与异常状态监测模块、常见故障诊断模块、放大滤波模块；

所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统包括：

振动信号拾取模块，采用振动加速度传感器，非介入性地监测换流变分接开关操作过程中的机械振动信号，获取传动机构的状态信息和工作模式；

放大滤波模块，与所述振动信号拾取模块连接，用于对所述振动信号拾取模块采集的振动信号进行滤波和放大；

数据采集与异常状态监测模块，与所述放大滤波模块连接，用于确定振动加速度传感器频响范围和采集器的采集频率，采用瞬态信号分析方法，分别提取分接开关正常和异常时的特征；

常见故障诊断模块，与所述数据采集与异常状态监测模块连接，用于对分接开关制动失效故障、异常电弧故障、紧固件松动故障、弹簧动能不足故障四种故障的特征进行提取提取和诊断。

进一步，所述振动加速度传感器设置有外壳，半导体激光器固定在封装外壳左下角，分光棱镜通过夹具置于封装外壳内左中部，分光棱镜的入射面与入射激光垂直，质量块通过上表面两侧的螺钉、预压弹簧与弹性材料块刚性连接，质量块上表面正中间用UV胶固定测量镜，参考镜通过上表面两侧的螺钉、预压弹簧与弹性材料块刚性连接，并置于封装外壳顶部正对测量镜位置，经分光棱镜产生的相互垂直的入射光分别入射到参考镜和测量镜，分节PSD1和分节PSD2置于封装外壳内右面壁中上位置，无振动时参考镜反射光斑入射到分节PSD2中点，测量镜反射光斑入射到PSD1中点，基座通过固定孔安装在设备外壳上。

进一步，所述弹性材料块由Co基形变强化型高弹性合金制成，为Co40NiCrMo合金；所述弹性材料块包括纵向波浪形弹性片材和横向波浪形弹性片材；

所述纵向波浪形弹性片材由至少1块纵向波浪形弹性片材分块码叠而成；横向波浪形弹性片材由至少1块横向波浪形弹性片材分块码叠而成；

所述预压弹簧在没有振动时维持弹性材料块的形变处于线性形变区域的中点。

进一步，所述放大滤波模块包括：输入端、放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路和输出端；

所述输入端与所述振动信号拾取模块连接；

所述放大电路中设有三极管Q1，其基极连接输入端，集电极接直流电压端，发射极接地；

所述高通滤波电路中设有三极管Q2，其基极连接三极管Q1的集电极，集电极接直流电压端，发射极接地；

所述低通滤波电路中设有三极管Q3，其基极连接三极管Q2的发射极，集电极接直流电压，发射极接地，且发射极与所述输出端连接。

进一步，所述高通滤波电路中还包括：

串联的电容C4和电容C5，连接于三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极之间；

电阻R8，连接于所述三极管Q2的基极和集电极之间；