CN112116209A - 通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，包括以下步骤：设定巡检机器人的定时巡检工作流程，周期性对设定范围的阀模块进行表面温度及特高频局放数据测量，得到阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、温差Tdet以及阀模块特高频局放实测数据P、历史平均数据Pave；判断阀模块是否工作异常：如果满足Tdet≥5℃或(((P‑Pave)/Pave)*100%)≥20%或k≥阈值K，则判断阀模块工作状态异常；k=k1×(Tmax‑Tave)/Tave+k2×(1‑(5‑Tdet)/5)+k3×(P‑Pave)/Pave。该方法有利于提高换流阀模块工作状态判别的有效性和准确性。
Description
技术领域
本发明属于电力设备监测技术领域，具体涉及一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法。
背景技术
在现有技术中，柔直换流站阀模块工作状态判别方法主要有两种：
一、柔直阀厅中都安装有在线式热像仪测温系统，热像仪可以自动完成阀模块表面温度测量工作，巡视人员通过阀模块表面温度判别柔性直流换流阀工作状态，如图1所示。
二、特高频局部放电检测是通过UHF传感器测量局部放电所激励的特高频（300~3000MHz）电磁波信号，实现局部放电测量。
由于阀模块设备长期处于高电压环境下，而且在子模块故障的过程中，阀模块会产生特征谐波和非特征谐波，这些运行中的信号人工无法近距离检测，因此，通过机器人搭载局放装置可以实现柔直阀厅阀模块的在线检测。
机器人机载局放主要通过超声波、特高频原理实现局放的测量。超声波传感器选用开放型超声探头，而且在测试距离较远的情况下可以加装聚波装置以保证超声波的远距离测试效果。
由于柔直阀厅的阀模块的电磁辐射可以通过非金属体传播到外部，因此可以采用特高频原理的检测方式实现局部放电的测量，但是由于阀模块运行中会在非放电相位产生与放电信号频率或特征接近的信号，因此，应尽可能配置交流端的工频相位同步装置，以提高放电/非放电信号波形分析的精确度。
通过以上两种原理的测试，可以将测试数据绘制成PRPD、PRPS图谱，将历史数据或平均数据（近似设备之间的对比数据）作为参考来判断阀模块有无异常，一般出现异常的情况下会在PRPD、PRPS图谱中出现群状放电特征或高幅值的放电脉冲，通过放电图谱的对比可以判断设备当前的运行状况。
但是，单一的数据判断方式，存在很大的局限性，无法有效地判断阀模块的工作状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，该方法有利于提高换流阀模块工作状态判别的有效性和准确性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，包括以下步骤：
设定巡检机器人的定时巡检工作流程，周期性在预定的检测点对设定范围的阀模块进行表面温度及特高频局放数据测量，进而得到如下数据：阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin、温差Tdet以及阀模块特高频局放实测数据P、历史平均数据Pave；
结合阀模块表面温度及特高频局放数据，按如下方法判断阀模块是否工作异常：
（1）如果满足Tdet≥5℃，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（2）如果满足(((P-Pave)/Pave)*100%)≥20%，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（3）在上述两个条件都不满足的情况下，采用如下工作状态计算公式进行判断：
k = k1×(Tmax-Tave)/Tave+k2×(1-(5-Tdet)/5)+k3×(P-Pave)/Pave
其中，k1、k2、k3为设定的权重系数；
如果满足k≥报警阈值K，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告。
进一步地，工作状态计算公式中，权重系数k1 = 3.2，k2 = 0.24；k3 = 4.4。
进一步地，所述报警阈值K的值设置为0.65。
进一步地，所述巡检机器人上设有红外热像仪，所述巡检机器人通过红外热像仪采集设定范围的阀模块表面温度矩阵，统计所述阀模块表面温度矩阵后，得到阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin以及最高温度与最低温度的温差Tdet。
进一步地，所述巡检机器人上设有局放检测仪，所述巡检机器人通过局放检测仪采集阀模块特高频局放数据P，统计阀模块最近30天的特高频局放数据，得到历史平均数据Pave。
进一步地，巡检机器人通过通信网络与主控服务器连接，用于将红外热像仪采集到的设定范围的阀模块表面温度矩阵和局放检测仪采集到的阀模块特高频局放数据发送给主控服务器，以及将主控服务器的控制命令发送给巡检机器人。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过巡检机器人同时采集设定范围内阀模块表面温度及特高频局放数据，结合两种数据来判别换流阀模块的工作状态，克服了采用单一种判断方式的局限性，提高了判别的有效性和准确性，具有很强的实用性和公开的应用前景。
附图说明
图1是现有技术中红外热成像分析系统的示意图。
图2是本发明实施例中方法实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，如图2所示，包括以下步骤：
设定巡检机器人的定时巡检工作流程，巡检机器人每天在预定的检测点对设定范围的阀模块进行表面温度及特高频局放数据测量，进而得到如下数据：阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin、温差Tdet以及阀模块特高频局放实测数据P、历史平均数据Pave。
结合阀模块表面温度及特高频局放数据，按如下方法判断阀模块是否工作异常：
（1）如果满足Tdet≥5℃，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（2）如果满足(((P-Pave)/Pave)*100%)≥20%，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（3）在上述两个条件都不满足的情况下，采用如下工作状态计算公式进行判断：
k = k1×(Tmax-Tave)/Tave+k2×(1-(5-Tdet)/5)+k3×(P-Pave)/Pave
其中，k1、k2、k3为设定的权重系数。
如果满足k≥报警阈值K，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告。
在本实施例中，权重系数设置为k1 = 3.2，k2 = 0.24；k3 = 4.4。报警阈值K的值设置为0.65。这三个权重系数和报警阈值均来源于试验分析产生的经验数据。
在本实施例中，所述巡检机器人上设有红外热像仪，所述巡检机器人通过红外热像仪采集设定范围的阀模块表面温度矩阵，统计所述阀模块表面温度矩阵后，得到阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin以及最高温度与最低温度的温差Tdet。所述巡检机器人上设有局放检测仪，所述巡检机器人通过局放检测仪采集阀模块特高频局放数据P，统计阀模块最近30天的特高频局放数据，得到历史平均数据Pave。
巡检机器人通过通信网络与主控服务器连接，用于将红外热像仪采集到的设定范围的阀模块表面温度矩阵和局放检测仪采集到的阀模块特高频局放数据发送给主控服务器，以及将主控服务器的控制命令发送给巡检机器人。
用户可以对巡检机器人设置任意数量的监测位置，方便系统自动或人工进行阀厅设备的工作状态监视，还可以对每个监测位置设置多个测温目标。
系统允许设置多种报警方式，如超温报警、温差报警等，可以对每个预置位的每个测温目标设置合适的报警参数。
系统允许用户设置系统的自动巡检模式，比如，可以设置巡检机器人在上午10点在1号预置位停留10分钟，测量所有预先设置的测温目标的温度，并存储一幅红外热像，在10:10分转到3号巡检位置并停留10分钟。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
设定巡检机器人的定时巡检工作流程，周期性在预定的检测点对设定范围的阀模块进行表面温度及特高频局放数据测量，进而得到如下数据：阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin、温差Tdet以及阀模块特高频局放实测数据P、历史平均数据Pave；
结合阀模块表面温度及特高频局放数据，按如下方法判断阀模块是否工作异常：
（1）如果满足Tdet≥5℃，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（2）如果满足(((P-Pave)/Pave)*100%)≥20%，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告；
（3）在上述两个条件都不满足的情况下，采用如下工作状态计算公式进行判断：
k = k1×(Tmax-Tave)/Tave+k2×(1-(5-Tdet)/5)+k3×(P-Pave)/Pave
其中，k1、k2、k3为设定的权重系数；
如果满足k≥报警阈值K，则判断阀模块工作状态异常，系统给出故障检修报告。
2.根据权利要求1所述的通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，工作状态计算公式中，权重系数k1 = 3.2，k2 = 0.24；k3 = 4.4。
3.根据权利要求1所述的通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，所述报警阈值K的值设置为0.65。
4.根据权利要求1所述的通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，所述巡检机器人上设有红外热像仪，所述巡检机器人通过红外热像仪采集设定范围的阀模块表面温度矩阵，统计所述阀模块表面温度矩阵后，得到阀模块表面平均温度Tave、最高温度Tmax、最低温度Tmin以及最高温度与最低温度的温差Tdet。
5.根据权利要求1所述的通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，所述巡检机器人上设有局放检测仪，所述巡检机器人通过局放检测仪采集阀模块特高频局放数据P，统计阀模块最近30天的特高频局放数据，得到历史平均数据Pave。
6.根据权利要求1所述的通过表面温度与特高频数据判别阀模块工作状态的方法，其特征在于，巡检机器人通过通信网络与主控服务器连接，用于将红外热像仪采集到的设定范围的阀模块表面温度矩阵和局放检测仪采集到的阀模块特高频局放数据发送给主控服务器，以及将主控服务器的控制命令发送给巡检机器人。
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