CN215344080U - 一种换流站内多台换流变压器监控预警装置 - Google Patents
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Abstract
一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，包括：单台设备分析单元(402)、多台设备分析单元(404)、重点状态量确定单元(406)和监控预警单元(408)，单台设备分析单元(402)安装在换流站内的每台换流变压器上，包括：换流变压器状态量传感模块和第一状态量信号关联分析装置；多台设备分析单元(404)与单台设备分析单元(402)相连接，重点状态量确定单元(406)与多台设备分析单元(404)相连接，监控预警单元(408)与重点状态量确定单元(406)相连接。本实用新型解决了现有的针对换流变压器的预警策略中，仅针对单台换流变压器进行预警，而忽略多台换流变压器之间关联关系，而造成无法对换流站内所有换流变压器进行全面、关联监控和预警的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备在线监测技术领域，具体而言，涉及一种换流站内多台换流变压器监控预警装置。
背景技术
换流站是直流输电工程的关键节点，其中的换流变压器是高压直流输电系统的核心设备。随着“状态检修”方式的大力推广，运行中的换流变压器均安装了多种监测装置以实时获得各种状态量，从而实现对其运行状态的监控。然而，现有的状态检修方式均是基于单台设备而言，即获取单台设备的状态量之后，再对其运行状态进行判断。而对于换流站而言，要保证其正常工作，需要同时有众多换流变压器投入运行，且这些换流变压器在电气上均是相连的，若其中一台或者几台的运行状态发生改变，必然会导致其他的换流变压器的状态也随之发生改变，因此，挖掘换流站内多台换流变压器之间的关联关系对于保证换流变压器安全稳定运行具有重要意义。
目前，针对换流变压器的运行状态评估方法主要有：文献《基于家族质量缺陷的电力变压器故障分析与评估》(华北电力大学，孟亚云，2019)利用关联分析Aprior算法分析电力变压器家族性缺陷与实际运行故障之间的关联关系，并进行量化分析，确定家族性缺陷的重要性。该文献侧重于家族性缺陷的关联性分析，忽略了家族性缺陷与实际运行状态量之间的关联关系，也没有变压器状态量之间的关联关系和不同变压器状态量之间的关联关心进行讨论。文献
《面向电力变压器的运行状态综合评价》(西安科技大学，王涛，2019)利用Apriori关联挖掘方法挖掘用于对变压器进行状态评价的关键指标，并给各个指标赋予权重，之后基于云模型实现构建状态评价模型。该文献基于故障案例挖掘关联规则，缺乏普适性，无法进行动态的实时修正，且也仅仅考虑单个设备的情况，并没有涉及多台设备以及不同种类设备。文献《基于关联分析和云模型的变压器状态评估方法研究》(东北电力大学，董玉坤，2016)利用Apriori算法挖掘计算状态量信息与故障类型之间的置信度，并构建状态评估指标，之后基于改进模型实现状态评估。该文献基于置信度选择评价指标，仍然是基于某一段时间内的数据挖掘关联规则，缺乏全面性。文献《基于层次灰关联分析的变压器状态评估关键指标体系构建及应用》(东北电力大学，宋人杰，2018)利用层次灰色关联分析法获取初始指标与故障类型之间的关联度，并用关联规则的支持度筛选指标形成指标体系，用于对变压器的运行状态进行评价。该文献侧重于分析变压器各个指标与故障类型之间的关联度，忽略状态量之间的关联关系。
综上所述，现有的针对换流变压器的关联分析的研究均是基于单台换流变压器的状态量进行分析，基于关联分析方法选择用于状态评价的状态量，或者建立换流变压器状态量与运行状态之间的关联评价模型。然而，这些方法都需要基于大量的故障案例数据进行分析，而换流变压器由于使用时间较短，尚未形成大量的故障案例数据，所以无法建立较为准确的关联评价模型。此外，对于换流站而言，通常都是多台换流变压器同时运行，上述方法均没有考虑到台变压器并列运行时的关联情况。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，以至少解决现有的针对换流变压器的预警策略中，仅针对单台换流变压器进行预警，而忽略多台换流变压器之间关联关系，而造成无法对换流站内所有换流变压器进行全面、关联监控和预警的技术问题。
本实用新型采用如下的技术方案。一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，包括：单台设备分析单元、多台设备分析单元、重点状态量确定单元和监控预警单元，单台设备分析单元安装在换流站内的每台换流变压器上，包括：换流变压器状态量传感模块和第一状态量信号关联分析装置；第一状态量信号关联分析装置包括：连接线缆、以及第一站点计算机或单片机，第一站点计算机或单片机通过连接线缆与换流变压器状态量传感模块的各个传感器相连接；多台设备分析单元与单台设备分析单元相连接，包括：第二站点计算机和连接线缆；第二站点计算机通过连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；重点状态量确定单元与多台设备分析单元相连接，包括：第三站点计算机和连接线缆；第三站点计算机通过连接线缆与第二站点计算机相连接；监控预警单元与重点状态量确定单元相连接。
优选地，换流变压器状态量传感模块包括：设置在换流变压器油中的温度传感器，设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器，设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器。
优选地，设置在换流变压器油中的温度传感器为热电阻温度传感器，型号为JLGK-WZP-A。
优选地，设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器为在线式红外测温传感器，型号为BRW-A。
优选地，设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为AHKC-HB。
优选地，第二站点计算机通过光纤连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；第三站点计算机通过光纤连接线缆与第二站点计算机相连接。
优选地，第二站点计算机通过以太网网线与多台第一站点计算机或单片机相连接；第三站点计算机通过以太网网线与第二站点计算机相连接。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，采用对换流站内多台换流变压器进行两次关联分析的方式，通过对换流站内的每台换流变压器的所有状态量进行关联分析，获取每台换流变压器的关联状态量集合，对所有换流变压器的关联状态量集合再次进行关联分析，获取具有强关联关系的状态量集合，根据具有强关联关系的状态量集合确定需要监控的换流变压器以及对应的状态量，对需要监控的换流变压器以及对应的状态量进行预警，达到了对换流站内多台换流变压器进行全面、关联预警的目的，从而实现了提高换流站内换流变压器整体预警准确性的效果，进而解决了现有的针对换流变压器的预警策略中，仅针对单台换流变压器进行预警，而忽略多台换流变压器之间关联关系，而造成无法对换流站内所有换流变压器进行全面、关联监控和预警的技术问题。
附图说明
图1是一种换流站内多台换流变压器监控预警装置的示意图；
图2是根据本实用新型实施例的6台换流变压器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，包括：单台设备分析单元402、多台设备分析单元404、重点状态量确定单元406和监控预警单元408。
单台设备分析单元402安装在换流站内的每台换流变压器上，包括：换流变压器状态量传感模块和第一状态量信号关联分析装置；第一状态量信号关联分析装置包括：连接线缆、以及第一站点计算机或单片机，第一站点计算机或单片机通过连接线缆与换流变压器状态量传感模块的各个传感器相连接；单台设备分析单元402用于采集换流站内的每台换流变压器的状态量信号，并获取关联状态量信号。
多台设备分析单元404与单台设备分析单元402相连接，包括：第二站点计算机和连接线缆；第二站点计算机通过连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；多台设备分析单元404用于对所有换流变压器的关联状态量组成的集合进行二次关联分析，并提取具有强关联关系的状态量信号集合。
重点状态量确定单元406与多台设备分析单元404相连接，包括：第三站点计算机和连接线缆；第三站点计算机通过连接线缆与第二站点计算机相连接；重点状态量确定单元406用于分析具有强关联关系的状态量信号集合分别来自于哪台变压器，并确定需要重点监控的换流变压器以及状态量信号。
监控预警单元408与重点状态量确定单元406相连接；监控预警单元408用于对需要重点监控的换流变压器以及对应的状态量信号进行预警，给出预警信息。
换流变压器状态量传感模块包括：设置在换流变压器油中的温度传感器，设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器，设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器。
设置在换流变压器油中的温度传感器为热电阻温度传感器，型号为JLGK-WZP-A。
设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器为在线式红外测温传感器，型号为BRW600-400A。
设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为AHKC-HB。
第二站点计算机通过光纤连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；第三站点计算机通过光纤连接线缆与第二站点计算机相连接。
第二站点计算机通过以太网网线与多台第一站点计算机或单片机相连接；第三站点计算机通过以太网网线与第二站点计算机相连接。
可以理解的是，本实用新型中，单台设备分析单元402、多台设备分析单元404、重点状态量确定单元406可以使用如本实用新型背景技术部分中所述的换流变压器的运行状态评估方法以及关联分析方法，本实用新型的实用新型构思在于，重新设计分析装置与换流站内多台换流变压器的连接关系，形成一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，可以在其上运行现有技术中的分析和预警方法，即并且可以进行两次关联分析。也就是说，本实用新型的发明构思重点在于对预警产品连接结构的改进。
在具体实施过程中，选取某换流站的极I的6台单相双绕组换流变压器为例进行说明，六台变压器的连接方式如图2所示。在每台换流变压器上安装单台设备分析单元402。单台设备分析单元402中换流变压器状态量传感模块获取的状态量信号如表1所示。
表1
| 编码 | 状态量名称 |
| Y1 | 油温 |
| Y2 | 一次绕组温度 |
| Y3 | 二次绕组温度 |
| Y4 | 本体温度 |
| Y5 | 油枕温度 |
| Y6 | 铁芯对地电流 |
| Y7 | 夹件对地电流 |
| Y8 | 换流变氢气 |
| Y9 | 换流变乙炔 |
| Y10 | 换流变总烃 |
利用单台设备分析单元402中状态量信号关联分析装置对每台换流变的状态量信号进行关联分析，得到的结果如表2所示。
表2
| 日期 | 关联状态量信号 |
| 换流变1(Y/Ya) | Y10-Y9-Y3-Y1-Y2-x15 |
| 换流变2(Y/Yb) | Y3-Y2-Y9-Y7-Y8 |
| 换流变3(Y/Yc) | Y2-Y7-Y9-Y4-Y3-Y8-Y1 |
| 换流变4(Y/Da’) | Y4-Y8-Y3-Y6-Y7-Y2-Y10 |
| 换流变5(Y/Db’) | Y6-Y7-Y10-Y8-Y9 |
| 换流变6(Y/Dc’) | Y10-Y1-Y2-Y5 |
利用多台设备分析单元404对表2中的关联状态量信号进行二次关联分析，获得具有强关联关系的状态量信号集合：
Y2-Y3-Y1
Y4-Y9-Y8
利用重点状态量确定单元406，确定同时具有上述关联关系的换流变压器1(Y/Ya)和换流变压器3(Y/Yc)即为需要重点监控的换流变压器，以及确定需要重点监控的状态量信号：Y2、Y3、Y1、Y4、Y9、Y8。
利用监控预警单元408对上述确定换流变压器1(Y/Ya)和换流变压器3(Y/Yc)进行预警以及Y2、Y3、Y1、Y4、Y9、Y8进行预警。若换流变压器1(Y/Ya)和换流变压器3(Y/Yc)的状态量Y2、Y3、Y1、Y4、Y9、Y8中的任何一个状态量出现异常变化，均需要给出针对其他状态量信号的报警信息。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，采用对换流站内多台换流变压器进行两次关联分析的方式，通过对换流站内的每台换流变压器的所有状态量进行关联分析，获取每台换流变压器的关联状态量集合，对所有换流变压器的关联状态量集合再次进行关联分析，获取具有强关联关系的状态量集合，根据具有强关联关系的状态量集合确定需要监控的换流变压器以及对应的状态量，对需要监控的换流变压器以及对应的状态量进行预警，达到了对换流站内多台换流变压器进行全面、关联预警的目的，从而实现了提高换流站内换流变压器整体预警准确性的效果，进而解决了现有的针对换流变压器的预警策略中，仅针对单台换流变压器进行预警，而忽略多台换流变压器之间关联关系，而造成无法对换流站内所有换流变压器进行全面、关联监控和预警的技术问题。
本实用新型申请人结合说明书附图对本实用新型的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本实用新型的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本实用新型精神，而并非对本实用新型保护范围的限制，相反，任何基于本实用新型的实用新型精神所作的任何改进或修饰都应当落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种换流站内多台换流变压器监控预警装置，包括：单台设备分析单元(402)、多台设备分析单元(404)、重点状态量确定单元(406)和监控预警单元(408)，其特征在于，
单台设备分析单元(402)用于采集换流站内的每台换流变压器的状态量信号，安装在换流站内的每台换流变压器上，包括：换流变压器状态量传感模块和第一状态量信号关联分析装置；第一状态量信号关联分析装置包括：连接线缆、以及第一站点计算机或单片机，第一站点计算机或单片机通过连接线缆与换流变压器状态量传感模块的各个传感器相连接；
多台设备分析单元(404)与单台设备分析单元(402)相连接，包括：第二站点计算机和连接线缆；第二站点计算机通过连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；
重点状态量确定单元(406)与多台设备分析单元(404)相连接，包括：第三站点计算机和连接线缆；第三站点计算机通过连接线缆与第二站点计算机相连接；
监控预警单元(408)与重点状态量确定单元(406)相连接。
2.根据权利要求1所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
换流变压器状态量传感模块包括：设置在换流变压器油中的温度传感器，设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器，设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器。
3.根据权利要求2所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
设置在换流变压器油中的温度传感器为热电阻温度传感器，型号为JLGK-WZP-A。
4.根据权利要求2所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
设置在换流变压器上的绕组温度传感器、本体温度传感器、油枕温度传感器为在线式红外测温传感器，型号为BRW600-400A。
5.根据权利要求2所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
设置在换流变压器铁芯地线以及夹件上的电流传感器为霍尔电流传感器，型号为AHKC-HB。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
第二站点计算机通过光纤连接线缆与多台第一站点计算机或单片机相连接；第三站点计算机通过光纤连接线缆与第二站点计算机相连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的换流站内多台换流变压器监控预警装置，
第二站点计算机通过以太网网线与多台第一站点计算机或单片机相连接；
第三站点计算机通过以太网网线与第二站点计算机相连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022810863.9U CN215344080U (zh) | 2020-11-29 | 2020-11-29 | 一种换流站内多台换流变压器监控预警装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022810863.9U CN215344080U (zh) | 2020-11-29 | 2020-11-29 | 一种换流站内多台换流变压器监控预警装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215344080U true CN215344080U (zh) | 2021-12-28 |
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ID=79544894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022810863.9U Active CN215344080U (zh) | 2020-11-29 | 2020-11-29 | 一种换流站内多台换流变压器监控预警装置 |
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2020
- 2020-11-29 CN CN202022810863.9U patent/CN215344080U/zh active Active
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