[发明专利]一种特高压换流站地震损伤实时监测系统

说明书

本发明公开了一种特高压换流站地震损伤实时监测系统，包括加速度传感器、信号采集装置、信号分析装置；按照换流站功能和设备特征将其合理分为四个区域，分别为：GIS与GIL回路区域、交流滤波器回路区域、换流阀厅与换流变压器回路区域、直流场回路区域。在每个区域内关键设备上布置加速度传感器，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，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对每一处信号进行损伤识别，不需要未损伤结构振动响应作为对比，实现对换流站设备的地震受损情况初步评估，有利于特高压换流站震后快速修复工作的展开。

技术领域

本发明涉及结构健康监测技术领域，特别是涉及一种生命线工程中特高压换流站的设备地震损伤实时监测系统。

背景技术

特高压输电工程是作为生命线工程重要组成部分，与社会经济稳定发展和民众生活幸福指数息息相关。我国能源集中区域所在的西南地区如青藏高原和云贵川西部等地同时也是地震多发地带，在地震作用下变电设施极易损坏。一方面由于设施自振频率多在1Hz-10Hz范围内，与地震波的卓越频率接近，地震发生时极易产生共振现象；另一方面，电力设备多采用脆性材料，其阻尼比小、强度较低，在地震作用下会加大震害发生。

考虑到换流站内设备由母线连接在一起，且部分设备安装有一定的高度，设备尺寸较大，重心高，母线与设备形成的耦连体系与单体设备的地震响应有很大不同，在强震下由于相互间的动力作用可能对地震响应起放大作用，从而造成设备结构受损，影响电力系统安全运行，造成巨大经济损失。

在重大地震灾情发生后，特高压电力设备的震后检修与快速速恢复工作关乎抢险救灾与震后重建工作，因此有必要对换流站建立有效的监测系统使其能够在地震灾害发生后快速响应得到换流站内单体设备受损状况以及整个变电站的受损率，从而保证电力系统能快速恢复正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有结构监测系统的不足，提供一种基于实时监测数据的特高压换流站地震损伤实时监测系统。

本发明通过以下技术方案来实现：

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。

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。

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。

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。

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。