[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: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明公開了一種特高壓換流站地震損傷實時監測系統，包括加速度傳感器、信號采集裝置、信號分析裝置；按照換流站功能和設備特征將其合理分為四個區域，分別為：GIS與GIL回路區域、交流濾波器回路區域、換流閥廳與換流變壓器回路區域、直流場回路區域。在每個區域內關鍵設備上布置加速度傳感器，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，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對每一處信號進行損傷識別，不需要未損傷結構振動響應作為對比，實現對換流站設備的地震受損情況初步評估，有利于特高壓換流站震后快速修復工作的展開。

技術領域

本發明涉及結構健康監測技術領域，特別是涉及一種生命線工程中特高壓換流站的設備地震損傷實時監測系統。

背景技術

特高壓輸電工程是作為生命線工程重要組成部分，與社會經濟穩定發展和民眾生活幸福指數息息相關。我國能源集中區域所在的西南地區如青藏高原和云貴川西部等地同時也是地震多發地帶，在地震作用下變電設施極易損壞。一方面由于設施自振頻率多在1Hz-10Hz范圍內，與地震波的卓越頻率接近，地震發生時極易產生共振現象；另一方面，電力設備多采用脆性材料，其阻尼比小、強度較低，在地震作用下會加大震害發生。

考慮到換流站內設備由母線連接在一起，且部分設備安裝有一定的高度，設備尺寸較大，重心高，母線與設備形成的耦連體系與單體設備的地震響應有很大不同，在強震下由于相互間的動力作用可能對地震響應起放大作用，從而造成設備結構受損，影響電力系統安全運行，造成巨大經濟損失。

在重大地震災情發生后，特高壓電力設備的震后檢修與快速速恢復工作關乎搶險救災與震后重建工作，因此有必要對換流站建立有效的監測系統使其能夠在地震災害發生后快速響應得到換流站內單體設備受損狀況以及整個變電站的受損率，從而保證電力系統能快速恢復正常工作。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有結構監測系統的不足，提供一種基于實時監測數據的特高壓換流站地震損傷實時監測系統。

本發明通過以下技術方案來實現：

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。

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。

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。

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。

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。