[發明專利]一種換流變壓器分接開關的故障模擬診斷方法

有效

• 申請號: 201810251710.X
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108490345B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 顧磊
• 申請（專利權）人: 鹽城博鳴信息科技有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發明提供了一種換流變壓器分接開關的故障模擬診斷方法，包括如下步驟：步驟(1)、搭建有載分接開關故障模擬實驗臺，分別進行制動失效、異常電弧、緊固件松動、彈簧動能不足故障的模擬模型設計；步驟(2)、通過振動傳感器來采集開關動作過程中的振動信號；步驟(3)、獲取振動測試數據，實時采集正常工況與故障時的振動信號；步驟(4)、測錄分接開關動作過程中的振動波形，判斷有載分接開關是否確實存在故障；步驟(5)、對故障信號進行模式識別；步驟(6)：確定故障模式，獲取故障特征圖譜。本發明搭建有載分接開關故障模擬實驗臺，得到多臺分接開關并聯式典型故障模擬模型，實現基于振動信號的換流變分接開關故障檢測。

技術領域

本發明屬于故障診斷技術領域，特別涉及一種換流變壓器分接開關的故障模擬診斷方法。

背景技術

超特高壓直流輸電技術是解決高電壓、大容量、遠距離送電和電網互聯的重要手段。換流變壓器是交、直流輸電系統中換流和逆變兩端接口的核心設備，其可靠安全運行直接關系到交、直流系統的穩定性。換流變分接開關作為換流變壓器的主要部件，一旦發生故障，將嚴重影響換流變的安全運行。目前運行的換流變壓器普遍采用多臺分接開關的并聯工作，動作時承受巨大的機械和電流沖擊易引起觸頭電弧、零部件松動及卡澀等機械故障。

根據調查顯示，由于換流變分接開關異常工作引起的事故約占換流變壓器總事故的20％以上，且觸頭、驅動機構等部件的機械故障約占換流變分接開關總故障的95％以上。目前，國內普通變壓器分接開關機械狀態的檢測主要針對單分接開關進行設計，通過測量過渡時間、過渡波形、過渡電阻和同期性等參數，實現對有載分接開關的故障檢測；但是對于采用雙有載分接開關并聯運行的換流變分接開關，普通變壓器分接開關機械狀態的檢測方法不能有效測量雙分接開關的相關參數并進行故障檢測。

發明內容

本發明搭建有載分接開關故障模擬實驗臺，根據實際工況環境將不同故障模型進行并聯搭建，得到多臺分接開關并聯式典型故障模擬模型，實現基于振動信號的換流變分接開關故障檢測。

本發明具體為一種換流變壓器分接開關的故障模擬診斷方法，所述換流變壓器分接開關的故障模擬診斷方法具體包括如下步驟：

步驟(1)：結合換流變壓器分接開關的內部構造，搭建有載分接開關故障模擬實驗臺，分別進行分接開關制動失效故障、分接開關異常電弧故障、分接開關緊固件松動故障、分接開關彈簧動能不足故障的模擬模型設計，為保證故障設定的人為可控性，并考慮到不同故障分接開關之間的相互干擾，根據實際工況環境將不同故障模型進行并聯搭建，得到多臺分接開關并聯式典型故障模擬模型；

步驟(2)：由于分接開關按照先從低檔到高檔，再從高檔到低檔的順序依次在其各個檔位之間進行切換，通過振動傳感器來采集開關動作過程中的振動信號，形成分接開關故障模擬試驗系統；

步驟(3)：獲取振動測試數據，實時采集正常工況與分接開關制動失效故障、分接開關異常電弧故障、分接開關緊固件松動故障、分接開關彈簧動能不足故障時的振動信號；

步驟(4)：測錄分接開關動作過程中的振動波形，對分接開關動作過程中的振動信號進行數據預處理后與正常狀態時的振動信號進行初步對比分析，判斷有載分接開關是否確實存在故障；

步驟(5)：判斷出有載分接開關確實存在故障后，對故障信號進行模式識別：由于有載分接開關故障常見信號異常包括回路直流電阻異常和開關動作過渡時間異常，其中對于回路直流電阻異常，只影響故障特征向量中的開關端電壓穩態值，而對于開關動作過渡時間異常，除了影響特征向量中的持續時間，也會影響開關端電壓穩態值，根據這些特征，設計出具體的故障模式識別方法；

步驟(6)：確定故障模式，獲取故障特征圖譜。

進一步的，所述步驟(5)中的故障模式識別方法具體包括如下步驟：

步驟(51)：基于離散小波變換提取待測過渡波形的故障特征向量；