[發明專利]一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統

有效

• 申請號: 202011109267.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112345185B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 謝強;陸軍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01P15/00
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，所述換流站按照其功能和設備特征分為四個區域，分別為：GIS與GIL回路區域(1)、交流濾波器回路區域(2)、換流閥廳與換流變壓器回路區域(3)、直流場回路區域(4)，這四個區域是根據現有換流站內部設備布置劃分的，是現有換流站的已經運用的布局，其特征在于：包括加速度傳感器、信號采集裝置、信號分析裝置；

四個區域中，在每個區域內關鍵設備上布置所述加速度傳感器，區域內設置信號采集裝置；地震發生后，所述的加速度傳感器將監測到的設備地震動加速度響應信號輸出至對應信號采集裝置，所述信號采集裝置將采集到的加速度響應信號輸出至信號分析裝置；

其特征在于：所述信號分析裝置所采用的損傷識別算法基于HHT變換，步驟為：

(1)對采集到的監測加速度信號進行高通濾波，得到濾波信號；

(2)對濾波信號進行EEMD分解，對分解得到的第一階IMF進行Hilbert變換，得到信號的時頻矩陣HS；

(3)對時頻矩陣HS中的元素按秒聚攏，得到高頻能量和向量E_hf：

其中，e_jk為信號時頻矩陣HS中第j行第k列的元素；i_min和i_max分別表示時間向量t中大于(i-1)并且小于等于i的元素對應的下標索引；

(4)根據向量E_hf中數值與數據異常值上限U的大小關系確定損傷數量特征值D_n：

U＝n(Q₃-Q₁)

其中，Q₁和Q₃分別為向量E_hf中數據的下四分位數和上四分位數，n為向量E_hf中元素的個數；將向量E_hf中大于U的數值數量定義為損傷數量特征值D_n；D_n＝0時表示未識別出損傷；1D_n＞0時表示設備發生了損傷；D_n＞1表示設備在多個時刻發生多次損傷。

2.根據權利要求1所述的一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：所述的加速度傳感器布置在GIS與GIL回路區域(1)中管線的固定支架和滑移支架上，數量若干，應保證每一個支架至少布置一個傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：所述的加速度傳感器布置在交流濾波器回路區域(2)中各設備的支柱絕緣子根部，數量若干，應保證每一個設備下方至少有一根支柱絕緣子布置一個傳感器。

4.根據權利要求1所述的一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：所述的加速度傳感器布置在換流閥廳與換流變壓器回路區域(3)中穿墻套管根部、懸掛式閥塔底部屏蔽罩、換流變壓器套管根部，數量若干，應保證每一組換流閥塔和每一根套管至少布置一個傳感器。

5.根據權利要求1所述的一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：所述的加速度傳感器布置在直流場回路區域(4)中設備支柱絕緣子根部、懸吊濾波器底部，數量若干，應保證每一個設備下方至少有一根支柱絕緣子布置一個傳感器。

6.根據權利要求1-5任一項所述的種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：各裝置電源接入口設置有電源避雷器。

7.根據權利要求1所述的一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，其特征在于：所述加速度傳感器的編號與換流站內布置位置一一對應，地震發生后，所述加速度傳感器將采集到的實時信號輸出至所在區域的信號采集裝置，再由不同區域的信號采集裝置統一輸出至信號分析裝置，最后系統根據對每一處信號的損傷識別結果，給出換流站此次地震的結構損傷情況。