CN109633512B - 一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置 - Google Patents

一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置，采用收集正常运行状态和故障状态下探测器输出波形的峰值、谷值和二次谐波幅度的方法，通过比对两种状态下上述参数的大小，将正弦波调制的全光纤电流互感器故障诊断分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障，并根据诊断结果分别开展三种情况下的故障排除。本发明提供的故障诊断方法可靠有效，为正弦波调制的全光纤电流互感器故障排除提供了方法指导，且故障排除率高，能够显著提升换流站中全光纤电子式互感器的运行可靠性。

Description

一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置
技术领域
本发明属于全光纤电流互感器运维技术领域，具体涉及一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置，具体涉及一种基于探测器波形识别的全光纤电流互感器故障诊断方法及装置。
背景技术
高压直流输电工程凭借其输送电压等级高、传送功率大、电能损失少等优点，成为远距离输电跨区域电能输送的重要手段。近年来，我国已建换流站超过30座，构成了我国超高压及特高压输电网络的重要枢纽。作为直流输电工程中的重要检测设备，直流电流互感器的运行稳定性将直接影响换流站的安全可靠运行。
全光纤电流互感器的故障诊断及排除直接影响到换流站的运行稳定性。目前，换流站中大量采用基于正弦波调制的全光纤电流互感器，其在实际运行中易受各种内、外部的影响而存在故障率高、故障机理不明、故障排查困难的问题。
现有的故障处理方法多以运维经验为依据，难以进行准确的故障诊断，故障消除率低，给换流站的安全运行带来了较大隐患。对于全光纤电流互感器运行中出现的故障，运维人员多根据以往的运行经验进行排查，缺乏对故障的分类和故障识别的依据，导致故障原因不明确，难以消除运行故障，给换流站的日常运维带来了较大挑战。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种全光纤电流互感器故障诊断方法及装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明通过对全光纤电流互感器的探测器波形进行采集和分析，提取其峰值、谷值及二次谐波分量，通过比对不同参数的大小情况，将全光纤电流互感器的故障划分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障，并按照比对结果进行分类排除的故障诊断方法，进一步指导其故障的排除。
具体的，本发明提供一种故障诊断方法，包括：
对正常运行状态探测器的输出波形信号进行采集和分析，提取正常波形参数；
对故障状态探测器的输出波形信号采集进行采集和分析，提取故障波形参数；
根据正常运行状态下及故障状态下探测器的输出波形信号特征，将正常波形参数与对应的故障波形参数进行比对，得到参数比对结果；
根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型。
进一步的，所述的故障诊断方法，其特征在于，
所述正常波形参数包括：正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2，
或，正常波形的峰值Sp、谷值Sv、二次谐波幅值A2；
所述故障波形参数包括：故障波形的峰值S'p、二次谐波幅值A'2，
或，故障波形的峰值S'p、谷值S'v、二次谐波幅值A'2。
作为其中一种方案，所述的故障诊断方法，其特征在于，根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障。对于光路故障，通过检查光源板卡的压接、供电是否正常、光纤是否存在断裂或连接松动、污损情况来排除。
作为其中另一种方案，所述的故障诊断方法，其特征在于，根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型具体包括：
Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障。对于调制回路故障，通过检查调制电压是否异常、调制回路是否存在松动或受到干扰来排除。
作为其中另一种方案，所述的故障诊断方法，其特征在于，根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2不成立，同时Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2不成立，则诊断为被测电流故障。对于被测电流故障问题，通过检查被测一次电流的情况来排除。
本发明还提供一种故障诊断装置，其特征在于，包括：
波形信号采集模块：用于对正常运行状态、故障状态探测器的输出波形信号进行采集和分析，提取正常波形参数、故障波形参数；
波形参数比对模块：用于将正常波形参数与对应的故障波形参数进行比对，得到参数比对结果；
故障分类诊断模块：用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型。
进一步的，所述的故障诊断装置，其特征在于：
所述正常波形参数包括：正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2，
或，正常波形的峰值Sp、谷值Sv、二次谐波幅值A2；
所述故障波形参数包括：故障波形的峰值S'p、二次谐波幅值A'2，
或，故障波形的峰值S'p、谷值S'v、二次谐波幅值A'2。
所述故障分类诊断模块，将全光纤电流互感器的故障类型分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障。具体如下：
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障。
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障。
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2不成立，同时Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2不成立，则诊断为被测电流故障。
有益效果：本发明提供的基于探测器波形识别的全光纤电流互感器故障诊断方法及装置，采用收集正常运行状态和故障状态下探测器输出波形的峰值、谷值和二次谐波幅度的方法，通过比对两种状态下上述参数的大小，将正弦波调制的全光纤电流互感器故障诊断分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障，并根据诊断结果分别开展三种情况下的故障排除。相较于目前故障排除方法，本发明提供的故障诊断方法可靠有效，为正弦波调制的全光纤电流互感器故障排除提供了方法指导，且故障排除率高，能够显著提升换流站中全光纤电子式互感器的运行可靠性。与现有技术相比，具有以下优点：
1)通过采集正常运行和故障情况下探测器输出波形的峰值、谷值和二次谐波幅度信息来诊断全光纤电流互感器故障类型的方法；
2)根据全光纤电流互感器的运行情况，将其故障分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障的方法；
3)按照正常运行和故障情况下探测器波输出波形的峰值、谷值和二次谐波幅值的比对结果，对故障进行分类诊断的方法。
4)根据诊断结果，分别对光路、调制回路和被测电流进行检查以故障排查的方法。
附图说明
图1为本发明实施例方法的原理图；
图2为本发明实施例方法的流程图；
图3为本发明实施例装置的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
图1为一种基于探测器波形识别的全光纤电流互感器故障诊断方法原理图。
首先收集全光纤电流互感器正常运行情况下的探测器信号特征，设其波形峰值、谷值及信号中的二次谐波幅值分别为Sp、Sv及A2；
在故障情况下，采集故障状态时全光纤电流互感器的探测器波形，提取其波形特征，得到其波形峰值、谷值及信号中的二次谐波幅值分别为S'p、S'v及A'2。
提取探测器故障波形完成后，进入波形参数对比阶段。
最初比较探测器正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2与故障情况下的峰值S'p、二次谐波幅值A'2的大小，若有Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障，此时需检查全光纤电流互感器的光路情况，包括光源板卡的压接、供电是否正常、光纤是否存在断裂或连接松动、污损情况；若该判决条件不成立，则转而判断Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2是否成立，该条件成立时，则诊断为全光纤电流互感器的调制回路出现问题，应检查其调制电压是否异常、调制回路是否存在松动或受到干扰；若上述两个判决均不成立，则判断为被测电流故障，此时需检查被测一次电流的情况。最终，通过上述三种手段诊断全光纤电流互感器的故障位置，并将故障进行排除。
实施例2
如图2所示，一种基于探测器波形识别的全光纤电流互感器故障诊断方法，包括以下步骤：
1)正常运行状态探测器输出波形信号采集：采集正常运行状态下探测器的输出波形信号，提取其信号的峰值Sp、谷值Sv及二次谐波幅度A2；
2)故障状态探测器输出波形信号采集：采集故障状态下探测器的输出波形信号，提取其信号的峰值S'p谷值S'v及二次谐波幅度A'2；
3)波形参数比对及故障分类诊断：根据正常运行状态下及故障状态下探测器的输出波形信号特征，开展参数比对。首先对比两种状态下探测器波形的峰值及二次谐波幅度，若有Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障；若Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障；若以上两条件均不满足，则诊断为被测电流幅度过大。
4)故障查找及排除：对于光路故障，通过检查光源板卡的压接、供电是否正常、光纤是否存在断裂或连接松动、污损情况来排除；对于调制回路故障，通过检查调制电压是否异常、调制回路是否存在松动或受到干扰来排除；对于被测电流故障问题，通过检查被测一次电流的情况来排除。
实施例3
如图3所示，一种故障诊断装置，其特征在于，包括：
波形信号采集模块：用于对正常运行状态、故障状态探测器的输出波形信号进行采集和分析，提取正常波形参数、故障波形参数；
波形参数比对模块：用于将正常波形参数与对应的故障波形参数进行比对，得到参数比对结果；
故障分类诊断模块：用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型。
所述正常波形参数包括：正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2，或，正常波形的峰值Sp、谷值Sv、二次谐波幅值A2；
所述故障波形参数包括：故障波形的峰值S'p、二次谐波幅值A'2，或，故障波形的峰值S'p、谷值S'v、二次谐波幅值A'2。
所述故障分类诊断模块，将全光纤电流互感器的故障类型分为光路故障、调制回路故障和被测电流故障。具体如下：
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障。
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障。
所述故障分类诊断模块，用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，具体包括：
Sp>S'p且A2>A'2不成立，同时Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2不成立，则诊断为被测电流故障。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种故障诊断方法，其特征在于，包括：
对正常运行状态探测器的输出波形信号进行采集和分析，提取正常波形参数；并对故障状态探测器的输出波形信号采集进行采集和分析，提取故障波形参数；所述正常波形参数包括：正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2，或，正常波形的峰值Sp、谷值Sv、二次谐波幅值A2；所述故障波形参数包括：故障波形的峰值S'p、二次谐波幅值A'2，或，故障波形的峰值S'p、谷值S'v、二次谐波幅值A'2；
将正常波形参数与对应的故障波形参数进行比对，得到参数比对结果；
根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，包括：
Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障；
或，Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障；
或，Sp>S'p且A2>A'2不成立，同时Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2不成立，则诊断为被测电流故障。
2.一种故障诊断装置，其特征在于，包括：
波形信号采集模块：用于对正常运行状态、故障状态探测器的输出波形信号进行采集和分析，提取正常波形参数、故障波形参数；所述正常波形参数包括：正常波形的峰值Sp、二次谐波幅值A2，或，正常波形的峰值Sp、谷值Sv、二次谐波幅值A2；所述故障波形参数包括：故障波形的峰值S'p、二次谐波幅值A'2，或，故障波形的峰值S'p、谷值S'v、二次谐波幅值A'2；
波形参数比对模块：用于将正常波形参数与对应的故障波形参数进行比对，得到参数比对结果；
故障分类诊断模块：用于根据参数比对结果，进行诊断得到全光纤电流互感器的故障类型，包括：
Sp>S'p且A2>A'2，则诊断为光路故障；
或，Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2，则诊断为调制回路故障；
或，Sp>S'p且A2>A'2不成立，同时Sp＝S'p、Sv<S'p且A2>A'2不成立，则诊断为被测电流故障。
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