[发明专利]一种特高压换流站地震损伤实时监测系统

权利要求书

1.一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，所述换流站按照其功能和设备特征分为四个区域，分别为：GIS与GIL回路区域(1)、交流滤波器回路区域(2)、换流阀厅与换流变压器回路区域(3)、直流场回路区域(4)，这四个区域是根据现有换流站内部设备布置划分的，是现有换流站的已经运用的布局，其特征在于：包括加速度传感器、信号采集装置、信号分析装置；

四个区域中，在每个区域内关键设备上布置所述加速度传感器，区域内设置信号采集装置；地震发生后，所述的加速度传感器将监测到的设备地震动加速度响应信号输出至对应信号采集装置，所述信号采集装置将采集到的加速度响应信号输出至信号分析装置；

其特征在于：所述信号分析装置所采用的损伤识别算法基于HHT变换，步骤为：

(1)对采集到的监测加速度信号进行高通滤波，得到滤波信号；

(2)对滤波信号进行EEMD分解，对分解得到的第一阶IMF进行Hilbert变换，得到信号的时频矩阵HS；

(3)对时频矩阵HS中的元素按秒聚拢，得到高频能量和向量E_hf：

其中，e_jk为信号时频矩阵HS中第j行第k列的元素；i_min和i_max分别表示时间向量t中大于(i-1)并且小于等于i的元素对应的下标索引；

(4)根据向量E_hf中数值与数据异常值上限U的大小关系确定损伤数量特征值D_n：

U＝n(Q₃-Q₁)

其中，Q₁和Q₃分别为向量E_hf中数据的下四分位数和上四分位数，n为向量E_hf中元素的个数；将向量E_hf中大于U的数值数量定义为损伤数量特征值D_n；D_n＝0时表示未识别出损伤；1D_n＞0时表示设备发生了损伤；D_n＞1表示设备在多个时刻发生多次损伤。

2.根据权利要求1所述的一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器布置在GIS与GIL回路区域(1)中管线的固定支架和滑移支架上，数量若干，应保证每一个支架至少布置一个传感器。

3.根据权利要求1所述的一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器布置在交流滤波器回路区域(2)中各设备的支柱绝缘子根部，数量若干，应保证每一个设备下方至少有一根支柱绝缘子布置一个传感器。

4.根据权利要求1所述的一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器布置在换流阀厅与换流变压器回路区域(3)中穿墙套管根部、悬挂式阀塔底部屏蔽罩、换流变压器套管根部，数量若干，应保证每一组换流阀塔和每一根套管至少布置一个传感器。

5.根据权利要求1所述的一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器布置在直流场回路区域(4)中设备支柱绝缘子根部、悬吊滤波器底部，数量若干，应保证每一个设备下方至少有一根支柱绝缘子布置一个传感器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：各装置电源接入口设置有电源避雷器。

7.根据权利要求1所述的一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，其特征在于：所述加速度传感器的编号与换流站内布置位置一一对应，地震发生后，所述加速度传感器将采集到的实时信号输出至所在区域的信号采集装置，再由不同区域的信号采集装置统一输出至信号分析装置，最后系统根据对每一处信号的损伤识别结果，给出换流站此次地震的结构损伤情况。