一種換流變故障檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種換流變故障檢測裝置，安裝在換流變上，所述的故障檢測裝置包括線纜、傳感器、信號調(diào)理電路、光纖收發(fā)器、工控機和服務器，所述的傳感器安裝在換流變的外殼上，輸出端與信號調(diào)理電路的輸入端連接，所述的信號調(diào)理電路的輸出端連接光纖收發(fā)器的輸入端，所述的光纖收發(fā)器的輸出端通過線纜連接工控機，所述的工控機通過線纜連接換流變，通過局域網(wǎng)與服務器雙向連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有可靠、合理、設(shè)備巡檢工作效率和檢測質(zhì)量高等優(yōu)點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種故障檢測裝置，尤其是涉及一種換流變故障檢測裝置。 一種換流變故障檢測裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 換流變是高壓直流輸電工程中的關(guān)鍵設(shè)備，換流變通常都安裝有溫度傳感器、氣 體繼電器、油流繼電器、壓力釋放閥等換流變組件，前3者也是換流變與其它設(shè)備連接的紐 帶，它們在一定程度上保證換流變安全可靠運行。但它們都是在換流變內(nèi)部故障發(fā)展到一 定程度甚至是在比較嚴重的程度后才起作用。另外，如：穩(wěn)態(tài)比率差動保護、工頻變化量比 率差動保護、后備保護，包括過流、零序過流、過電壓、零序過壓、飽和保護等換流變保護也 是有其相應的針對性或也要等換流變故障發(fā)展到一定程度才能動作。
[0003] 到目前為止，換流變在線監(jiān)測系統(tǒng)對直流偏磁造成的聲音增大、放電異常、內(nèi)外部 機械性故障等異常運行狀態(tài)缺乏監(jiān)測，日常運維過程中主要依靠運維人員在巡視時辨識換 流變運行是否存在異音進行其異常運行狀態(tài)的判別，難以及時發(fā)現(xiàn)此類異常運行狀況，且 人工巡檢方式存在著勞動強度大、工作效率低、檢測質(zhì)量與工作經(jīng)驗相關(guān)度高、手段單一等 不足，巡檢到位率也無法保證。因此，換流變運行中的異音辨識是換流變安全運行的一個薄 弱環(huán)節(jié)，急需一種方便、可靠、合理、設(shè)備巡檢工作效率和檢測質(zhì)量高的環(huán)流變故障檢測裝 置，確保電網(wǎng)的安全運行。
[0004] 中國專利200720058805. 7公開了一種基于音頻監(jiān)測的工業(yè)設(shè)備實時在線故障報 警器，此發(fā)明包括安裝在所監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備區(qū)域的傳聲器、放大器、發(fā)射器和安裝在監(jiān)測室里 的接收器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、單片機、發(fā)光二極管，存在著無線發(fā)射在電磁環(huán)境中會發(fā)生信號干 擾、未詳細介紹音頻分析的處理系統(tǒng)等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有可靠、 設(shè)備巡檢工作效率和檢測質(zhì)量高等優(yōu)點的換流變故障檢測裝置。
[0006] 本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] -種換流變故障檢測裝置，安裝在換流變上，所述的故障檢測裝置包括線纜、傳感 器、信號調(diào)理電路、光纖收發(fā)器、工控機和服務器，所述的傳感器安裝在換流變的外殼上，輸 出端與信號調(diào)理電路的輸入端連接，所述的信號調(diào)理電路的輸出端連接光纖收發(fā)器的輸入 端，所述的光纖收發(fā)器的輸出端通過線纜連接工控機，所述的工控機通過線纜連接換流變， 并通過局域網(wǎng)與服務器雙向連接。
[0008] 所述的傳感器采用電容式聲傳感器。
[0009] 所述的信號調(diào)理電路包括放大器、濾波器和A/D轉(zhuǎn)化器，所述的放大器輸入端連 接傳感器的輸出端，輸出端連接濾波器的輸入端，所述的濾波器輸出端連接A/D轉(zhuǎn)化器的 輸入端，所述的A/D轉(zhuǎn)化器的輸出端連接光纖收發(fā)器的輸入端。
[0010] 所述的線纜設(shè)置在預埋管、線槽或電纜溝內(nèi)。 toon] 所述的線纜為鎧裝電源電纜或電力光纜。
[0012] 所述的工控機包括顯示器、控制處理器和預警器，所述的控制處理器分別與光纖 收發(fā)器的輸出端、顯示器、預警器和服務器相連接。
[0013] 所述預警器為聲光式。
[0014] 所述的工控機、光纖收發(fā)器、信號調(diào)理電路和傳感器均設(shè)有多個。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0016] 1)本實用新型使用的電容式聲傳感器具有本體噪聲較低而且動態(tài)范圍較廣可提 供正確的頻譜數(shù)據(jù)，全響應穩(wěn)定性好，可保證振幅值固定等優(yōu)點，適合在高溫、腐蝕性場所 以及高電壓、強電場等惡劣電磁環(huán)境下對換流變的運行狀態(tài)進行檢測；安裝在換流變箱體 上，安裝和檢修都可在線運行，聲信號傳播不影響換流變的正常運行。
[0017] 2)本實用新型減小了因換流變的電磁環(huán)境而產(chǎn)生的信號干擾。換流變外殼固定安 裝方式的音頻傳感器均采用有線傳輸方式，本實用新型中使用的線纜，用鎧裝電源電纜及 電力專用光纜，電纜溝以外部分全部外套熱鍍鋅管，以避免換流變的強電場、強磁場對系統(tǒng) 造成的干擾，每個測點的音頻傳感器連接到光纖收發(fā)器，收發(fā)器為單向的，通過光纖收發(fā)器 將音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控后臺。光纖的使用保障了音頻信號的穩(wěn)定性和高質(zhì)量，使其不會在 電站強磁場的影響下發(fā)生信號干擾。
[0018] 3)在后臺監(jiān)控中心與各前端現(xiàn)場檢查單元通過網(wǎng)絡構(gòu)建一套完善的換流變異音 智能識別分析系統(tǒng)，進行多畫面監(jiān)控現(xiàn)場音頻監(jiān)測情況，可同時觀測所有投運變流變的實 時情況，實現(xiàn)實時監(jiān)聽、記錄、數(shù)據(jù)歸檔、歷史曲線、報警等功能，更好的監(jiān)視設(shè)備運行情況， 當系統(tǒng)判斷換流變存在故障，則自動以聲光形式進行報警，提醒運行人員安排檢修，實現(xiàn)提 升運維智能化水平和工作質(zhì)量，降低生產(chǎn)人員勞動強度和人身安全風險。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為基于音頻信號分析的換流變故障檢測裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2為基于音頻信號分析的換流變故障檢測裝置實物示意圖；
[0021] 圖3為基于音頻信號分析的換流變故障檢測裝置實施前后情況對比圖；
[0022] 圖中：1、換流變2、傳感器3、信號調(diào)理電路4、工控機5、服務器6、放大器7、濾波器 8、A/D轉(zhuǎn)化器9、光纖收發(fā)器10、控制處理器11、預警器12、顯示器13、多畫面顯示器14、數(shù) 據(jù)庫15、線纜。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型 技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保 護范圍不限于下述的實施例。
[0024] 如圖1所示，一種換流變故障檢測裝置，安裝在換流變1上，故障檢測裝置包括線 纜15、傳感器2、信號調(diào)理電路3、光纖收發(fā)器9、工控機4和服務器5,傳感器2安裝在換流 變1的外殼上，輸出端與信號調(diào)理電路3的輸入端連接，信號調(diào)理電路3的輸出端連接光纖 收發(fā)器9的輸入端，光纖收發(fā)器9的輸出端通過線纜15連接工控機4,工控機4通過線纜 15連接換流變1，通過局域網(wǎng)與服務器5雙向連接。工控機4、光纖收發(fā)器9、信號調(diào)理電路 3和傳感器4設(shè)有多個。
[0025] 傳感器2采用電容式聲傳感器。本實用新型要求音頻傳感器具有一定的特殊性。 首先尺寸較小便于安放，能夠與換流變箱體貼近以獲得更加真實的原聲資料；其次，不影響 被測設(shè)備的正常運行。最后，傳感器獲取聲頻范圍可足以覆蓋包括換流變在內(nèi)的電氣設(shè)備 運行發(fā)出的可聽聲音。電容式聲傳感器具有本體噪聲較低而且動態(tài)范圍較廣可提供正確的 頻譜數(shù)據(jù)，全響應穩(wěn)定性好，可保證振幅值固定等優(yōu)點，可考慮應用于本項目。
[0026] 傳感器安裝在換流變箱體上，安裝和檢修都可在線運行，聲信號傳播不影響換流 變的正常運行。系統(tǒng)可在高溫、腐蝕性場所以及高電壓、強電場等惡劣電磁環(huán)境下對換流變 的運行狀態(tài)進行監(jiān)測。
[0027] 信號調(diào)理電路3包括放大器6、濾波器7和A/D轉(zhuǎn)化器8,放大器6輸入端連接傳 感器2的輸出端，輸出端連接濾波器7的輸入端，濾波器7輸出端連接A/D轉(zhuǎn)化器8的輸入 端，A/D轉(zhuǎn)化器8的輸出端連接光纖收發(fā)器9的輸入端。
[0028] 線纜15設(shè)在預埋管、線槽或電纜溝內(nèi)，采用鎧裝電源電纜或電力專用光纜。線纜 15若設(shè)在電纜溝內(nèi)，電纜溝以外部分全部外套熱鍍鋅管。因為考慮到換流變的電磁環(huán)境，換 流變外殼固定安裝方式的音頻傳感器均采用有線傳輸方式。光纖的使用保障了音頻信號的 穩(wěn)定性和高質(zhì)量，使其不會在電站強磁場的影響下發(fā)生信號干擾。
[0029] 工控機4包括顯示器12、控制處理器10和預警器11，控制處理器10分別與光纖 收發(fā)器9的輸出端、顯示器12、預警器11和服務器5相連接。所述預警器11為聲光式。
[0030] 服務器5包括多畫面顯示器13、控制處理器10、數(shù)據(jù)庫14和預警器11，控制處理 器10分別與工控機4、多畫面顯示器13、數(shù)據(jù)庫14和預警器11相連接?？刂铺幚砥?0采 用16位單片機，數(shù)據(jù)庫14采用擴展存儲芯片。
[0031] 工作過程：
[0032] 傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)工控機處理后通過共享變量傳給服務器。服務器對數(shù)據(jù) 進行小波分析，用于噪聲的濾除，并和數(shù)據(jù)庫中的標準特征相比較并確定設(shè)備當前狀態(tài)，得 出結(jié)論后將結(jié)果傳給多畫面顯示器，多畫面顯示器顯示所有換流變的運行狀態(tài)和參數(shù)，達 到監(jiān)視效果，若有故障征兆，則預警器將會發(fā)出聲光報警，并自動切換到該臺設(shè)備的監(jiān)控臺 上，同時顯示出診斷信息和推薦的處理方式。服務器將當前數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫以供之后查閱， 同時還將設(shè)備狀態(tài)信息和故障信息返回工控機，工控機主要用來進行實時數(shù)據(jù)采集和顯示 來自服務器的數(shù)據(jù)，以便于在現(xiàn)場對設(shè)備進行調(diào)試。
[0033] 為了檢驗換流變故障檢測裝置的應用效果，對運行人員7月1日-7月30日之間 的換流變巡檢情況進行抽測，結(jié)果如表1 :
[0034] 表 1
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種換流變故障檢測裝置，安裝在換流變（1)上，其特征在于，所述的故障檢測裝置 包括線纜（15)、傳感器（2)、信號調(diào)理電路（3)、光纖收發(fā)器（9)、工控機（4)和服務器（5)， 所述的傳感器（2)安裝在換流變（1)的外殼上，輸出端與信號調(diào)理電路（3)的輸入端連接， 所述的信號調(diào)理電路（3)的輸出端連接光纖收發(fā)器（9)的輸入端，所述的光纖收發(fā)器（9) 的輸出端通過線纜（15)連接工控機（4)，所述的工控機（4)通過線纜（15)連接換流變（1)， 并通過局域網(wǎng)與服務器（5)雙向連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的傳感器（2)采 用電容式聲傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的信號調(diào)理電 路（3)包括放大器（6)、濾波器（7)和A/D轉(zhuǎn)化器（8)，所述的放大器（6)輸入端連接傳感 器（2)的輸出端，輸出端連接濾波器（7)的輸入端，所述的濾波器（7)輸出端連接A/D轉(zhuǎn)化 器（8)的輸入端，所述的A/D轉(zhuǎn)化器（8)的輸出端連接光纖收發(fā)器（9)的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的線纜（15)設(shè) 置在預埋管、線槽或電纜溝內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的線纜（15)為 鎧裝電源電纜或電力光纜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的工控機（4)包 括顯示器（12)、控制處理器（10)和預警器（11)，所述的控制處理器（10)分別與光纖收發(fā) 器（9)的輸出端、顯示器（12)、預警器（11)和服務器（5)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述預警器（11)為 聲光式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換流變故障檢測裝置，其特征在于，所述的工控機（4)、 光纖收發(fā)器（9)、信號調(diào)理電路（3)和傳感器（4)均設(shè)有多個。
【文檔編號】G01R31/00GK203838267SQ201420241022
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陰春曉, 閆全全, 周孝法, 王和杰, 殷志良, 冷超, 林嘉揚, 劉志龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)上海市電力公司