CN112304364A - 一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置 - Google Patents

一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置，其中方法包括：采集耗能换流阀各部位的监测数据；根据耗能换流阀的性能指标和所述监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。本发明提供的耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置，能够对耗能换流阀实现智能监视，方便现场快速检修，提高了耗能换流阀运行的可靠性。

Description

一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置
技术领域
本发明涉及耗能智能监视技术领域，特别涉及一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置。
背景技术
耗能换流阀由耗能阀组件和功率电阻组成。其主要作用是导通耗能阀的电力电子器件，将功率电阻接入交直流线路以消耗或者抵耗线路中的故障功率，保护非故障换流器设备。鉴于现有耗能装置的控制保护系统只能实现交直流系统电压、电流监视，无法对设备内部零部件进行近距离监视测量。对阀组运行状态的评估多在停电检修期间开展，或等运行一段时间后拆除关键零部件在专业实验室进行测量。设备监测的意义是实时监测，保证设备安全稳定运行。耗能数据采集频率高，针对大量的状态监测数据，无法对大量数据进行提取分析，难以满足实时判断处理的要求。
由于停电试验在环境状态参数(如工作电压、温度)等方面与设备的实际运行环境存在较大差异，使得试验结果在一定程度上影响了设备状态评价结果的准确性，不能反映设备的实时状况并及时发现电气设备的缺陷。现有监测的数据都是进行单独或部分进行分析，大部分监测数据之间具有相关性和重叠性，按现场的控制系统，无法有效提取阀组状态监测数据。
此外，现场监视系统功能单一，不能真实反应耗能阀组运行状态，问题定位依靠个人专业知识进行分析，一定程度上限制了阀组件缺陷预估。因此，基于停电检修模式进行换流阀零部件状态测量、在离线状态下进行问题分析，已不能满足智能状态检测发展需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置，能够对耗能换流阀实现智能监视，方便现场快速检修，提高了耗能换流阀运行的可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种耗能换流阀的全景巡检方法，包括：
采集耗能换流阀各部位的监测数据。
根据耗能换流阀的性能指标和所述监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述监测数据包括下述中的至少一项：
使用传感器监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度。
使用热成像摄像头监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据耗能换流阀的性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态，包括：
根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库。
根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力等多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系。
根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
第二方面，本发明实施例还提供了一种应用如前所述的耗能换流阀的全景巡检方法的耗能换流阀的监视装置，包括：
数据采集模块，用于采集耗能换流阀各部位的温度、坐标、表面颜色和外形形态的监测数据。
数据处理模块，用于根据耗能换流阀的性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据采集模块包括：
传感器单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度。
摄像单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数据处理模块包括：
数据模型单元，用于根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库。
分析单元，根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力等多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系。
诊断单元，根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述诊断单元判断得到耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
本发明实施例的有益效果是：
本发明以设备实时运行状态、全面的停电检修试验数据等全景巡检信息为依据，搭建智能状态监测及诊断评估分析系统，对耗能换流阀内部关键零部件全方位多维度巡检、实时状态监测、全景信息分析、智能诊断和故障预警，完善了耗能换流阀设备的监视功能，提高了耗能换流阀运行的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置作进一步的详细描述。
图1为本发明耗能换流阀的全景巡检方法的流程图；
图2为本发明耗能换流阀的监视的技术路线示意图；
图3为本发明耗能换流阀的监视装置结构示意图；
图4为本发明耗能换流阀的监视装置系统组成示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，本发明的第一个实施例提供一种耗能换流阀的全景巡检方法，包括：
采集耗能换流阀各部位的监测数据。
根据耗能换流阀的性能指标和所述监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述监测数据，包括下述中的至少一项：
使用传感器监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度。
使用热成像摄像头监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据耗能换流阀的性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态，包括：
根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库。
根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力等多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系。
根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
请参照图2至图4，本发明的第二个实施例提供一种应用如前所述的耗能换流阀的全景巡检方法的耗能换流阀的监视装置，包括：
数据采集模块，用于采集耗能换流阀各部位的温度、坐标、表面颜色和外形形态的监测数据。
数据处理模块，用于耗能换流阀的根据性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
其中，所述监视装置适用于交流电网的交流耗能换流阀和在直流线路的直流耗能换流阀，一个或者多个耗能阀组支路并联。
其中，所述数据采集模块由防电磁干扰的组件组成，采集到的数据经过信号调理电路的滤波放大以及软件系统的滤波处理后，与设定的阈值进行比较来统计脉冲数，根据脉冲的密集程度来采集电气设备绝缘损坏位置的放电强度。
其中，本发明所述耗能换流阀的监视装置的信息传输采用更适用于高压环境的光纤通信，不仅能够接收来自数据采集模块发来的耗能阀组运行信息，而且能够实时接收来自耗能控制系统投入指令、线路电压电流数据等数据状态。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据采集模块包括：
传感器单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度。
摄像单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
其中，所述传感器单元利用热电堆传感器探测目标红外辐射，对探测器信号进行小波分解和重构，滤除背景辐射带来的基线漂移，通过多阈值设定实现目标的分类和温度测量，非接触式测温方法不需要与被测对象接触，因而不会干扰温度场，动态响应特性优异。根据高压放电特点，紫外传感器将检测到的放电紫外光信号转换为电压信号。
其中，所述摄像单元采用热成像摄像头，具备图像复原与图像增强相结合的数字图像处理技术，可以解决由耗能阀组振动、传感器噪声、聚焦不佳、光学的象差和成像光源等因素所导致的图像退化，消除模糊，增强图像质量，改善图像的视觉效果。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数据处理模块包括：
数据模型单元，用于根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库。
分析单元，根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力等多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系。
诊断单元，根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
其中，建立的数据库可用来存储数据采集的数据和耗能阀组电气数据、阀组水冷数据，方便对海量数据进行存储与检索。
其中，所述分析单元和所述诊断单元采用高速处理芯片，根据耗能阀组存储记录耗能阀组各个阀组的投切时间、耗能阀组支路运行的电气参数，功率与散热时间对应关系，零部件温度与放电情况等数据，完成复杂逻辑的计算，完成关键零部件智能诊断。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述诊断单元判断得到耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
本发明实施例旨在保护一种耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置，具备如下效果：
本发明以设备实时运行状态、全面的停电检修试验数据等全景巡检信息为依据，搭建智能状态监测及诊断评估分析系统，对耗能换流阀内部关键零部件全方位多维度巡检、实时状态监测、全景信息分析、智能诊断和故障预警，完善了耗能换流阀设备的监视功能，提高了耗能换流阀运行的可靠性。
本发明利用数据采集模块，基于耗能换流阀的阀组件和辅助部件，利用热成像、传感器等技术，全面采集耗能换流阀的运行状态，利用图像融合技术、图像识别技术等，结合采集信息原始数据所代表的物理意义、位置信息的对应关系，确定耗能换流阀包括阀组件和辅助部件在内的各部位温度变化趋势，耗能阀组局部温度异常的预警信号，耗能阀组局部放电、起火等异常状态。
本发明利用数据处理模块，基于耗能换流阀的阀组件和辅助部件等核心组成部件设备信息模型，充分利用采集图像和传感信息，从阀组件和辅助部件在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力等多物理场耦合情况入手，并结合阀组件内部以及辅助部件之间的电气连接和结构连接关系，建立了阀组件、辅助部件等主要组成部件的设备信息模型。
本发明结合耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库，基于阀组件和辅助部件等主要组成部件设备信息模型，优化采集数据的处理逻辑，完成设备精益化管理。充分融合综合监测、运行等数据，构建完整的全面的耗能换流阀的阀组件、辅助部件等主要组成部件性能指标的数据库。
本发明实施例所提供的耗能换流阀的全景巡检方法及耗能换流阀的监视装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述耗能换流阀的全景巡检方法，从而能够对耗能换流阀实现智能监视，方便现场快速检修，提高了耗能换流阀运行的可靠性。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种耗能换流阀的全景巡检方法，其特征在于，包括：
采集耗能换流阀各部位的监测数据；
根据耗能换流阀的性能指标和所述监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
2.根据权利要求1所述的耗能换流阀的全景巡检方法，其特征在于，所述监测数据包括下述中的至少一项：
使用传感器监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度；
使用热成像摄像头监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
3.根据权利要求1所述的耗能换流阀的全景巡检方法，其特征在于，所述根据耗能换流阀的性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态，包括：
根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库；
根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力的多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系；
根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
4.根据权利要求3所述的耗能换流阀的全景巡检方法，其特征在于，所述耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
5.一种耗能换流阀的监视装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集耗能换流阀各部位的温度、坐标、表面颜色和外形形态的监测数据；
数据处理模块，用于根据耗能换流阀的性能指标和采集到的监测数据所代表的运行信息，确定耗能换流阀的状态。
6.根据权利要求5所述的耗能换流阀的监视装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：
传感器单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的温度；
摄像单元，用于监测耗能换流阀的阀组件和辅助部件的颜色、坐标和外形形态。
7.据权利要求5所述的耗能换流阀的监视装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：
数据模型单元，用于根据耗能换流阀的应用环境和运行工况，建立耗能换流阀健康状态性能指标的数据库；
分析单元，根据耗能换流阀各部位在电气应力、电磁应力、热应力、机械应力的多物理场耦合的情况和采集到的监测数据，得到监测数据所代表的运行信息和性能指标的对应关系；
诊断单元，根据当前耗能换流阀各部位的监测数据，结合性能指标，得到监测数据所代表的运行信息，判断耗能换流阀各部位的状态。
8.据权利要求7所述的耗能换流阀的监视装置，其特征在于，所述诊断单元判断得到耗能换流阀各部位的状态包括：状态正常、温度异常、部件位移、颜色异常或异常放电。
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