一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置的制作方法

1.本实用新型涉及输变电设备状态传感技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置。


背景技术：

2.高压直流输电工程是我国实施“西电东送”战略，进行能源优化配置的重要举措。近十多年，我国高压直流输电工程建设得到了快速发展，已成为当今世界上投运直流输电工程最多的国家。换流阀作为换流站内重要的一次设备，其长期可靠运行是关系直流系统安全稳定的关键。
3.特高压直流输电技术在我国乃至世界已广泛应用，换流阀是特高压直流输电核心设备，换流阀故障不仅会导致直流输电的停运，造成严重的经济损失，甚至引发重大的安全事故。但目前国内外只能对换流阀是否处于正常状态进行逻辑判断，无法判断换流阀的健康状态。通过对阻尼电容、晶闸管等换流阀关键组件的异常放电及工作状态进行有效监测，能够及时发现并适时排除设备的安全隐患，可有效提高换流阀运行的可靠性，节约运维成本，减少不必要的经济损失，避免安全事故。
4.作为换流阀的关键组件，阻尼电容在运行过程中长期承受电、热应力，而且还可能遭遇过负荷、过电压等暂态工况，给换流阀可靠运行造成严峻的考验。交流电力设备表面放电的传统监测方法是特高频法、超声波法等接触式检测方法，然而对于直流设备，受限于现场电磁环境、通讯通道，采用传统技术手段安装监测设备，技术上较为困难，国内外能够成功应用于换流阀片内部监测表面放电的相关研究尚属空白。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型提出了一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置，包括：
6.异常放电紫外传感阵列单元，所述异常放电紫外传感阵列单元采集换流阀阻尼电容表面放电是的紫外信号，将紫外信号转换为脉冲电压信号；
7.采集单元，所述采集单元采集脉冲电压信号，并将脉冲电压信号传输至分析单元；
8.分析单元，所述分析单元接收脉冲电压信号，对脉冲电压信号进行测量，确定换流阀阻尼表面的异常放电源。
9.可选的，异常放电紫外传感阵列单元，包括：光纤探头阵列、4个光纤探头、4根光纤本体、4个光电转换单元和1个驱动电源；
10.所述光纤探头阵列用于固定光纤探头；
11.所述光纤探头用于接收紫外信号；
12.所述光纤本体用于将紫外信号传输至光电转换单元；
13.光纤转换单元用于将紫外信号转换为脉冲电压信号；
14.驱动电源用于光电转换单元的供电。
15.可选的，光纤探头阵列为环氧树脂板，面向换流阀阻尼电容布置于换流阀的阀片内部。
16.可选的，光纤探头为同轴结构，4个光纤探头固定于光纤探头阵列上。
17.可选的，光纤本体为同轴结构，一端连接光纤探头，一端连接光电转换单元。
18.可选的，光电转换单元为光电倍增管。
19.可选的，对脉冲电压信号进行测量，具体包括：
20.将脉冲电压信号经频域fft，分解为多个频带的子信号，公式如下：
[0021][0022]
f
j
为频带，x
k
(f
j
)为第k个光电转换单元输出至采集单元的脉冲电压信号，为光纤探头阵列的固有参数导向矢量，s
k
(f
j
)为紫外信号， n
k
(f
j
)为噪声，θ为紫外信号入射光纤探头的俯仰角，为紫外信号入射光纤探头的方位角；
[0023]
计算x
k
(f
j
)的噪声空间u
n
，形成空间谱公式如下：
[0024][0025]
在紫外信号俯仰角和方位角范围内搜索空间谱的最大值，最大值对应的角度即为换流阀阻尼表面的异常放电源。
[0026]
可选的，俯仰角的范围为0
°
≤θ≤90
°
。
[0027]
可选的，方位角的范围为
[0028]
本实用新型实现了换流阀阻尼电容表面放电的非介入式监测与定位，避免传统特高频、超声波传感器通过接触式测量带来的安全隐患。
附图说明
[0029]
图1为本实用新型一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置的结构图；
[0030]
图2为本实用新型一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置的阵列布置示意图。
具体实施方式
[0031]
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0032]
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0033]
本实用新型提出了一种用于确定换流阀阻尼表面异常放电源的装置，如图1所示，包括：
[0034]
异常放电紫外传感阵列单元，所述异常放电紫外传感阵列单元采集换流阀阻尼电
容表面放电是的紫外信号，将紫外信号转换为脉冲电压信号；
[0035]
采集单元，所述采集单元采集脉冲电压信号，并将脉冲电压信号传输至分析单元；
[0036]
分析单元，所述分析单元接收脉冲电压信号，对脉冲电压信号进行测量，确定换流阀阻尼表面的异常放电源。
[0037]
其中，异常放电紫外传感阵列单元，如图2所示，包括：光纤探头阵列、4个光纤探头、4根光纤本体、4个光电转换单元和1个驱动电源；
[0038]
光纤探头阵列用于固定光纤探头；
[0039]
光纤探头用于接收紫外信号；
[0040]
光纤本体用于将紫外信号传输至光电转换单元；
[0041]
光纤转换单元用于将紫外信号转换为脉冲电压信号；
[0042]
驱动电源用于光电转换单元的供电。
[0043]
其中，光纤探头阵列为环氧树脂板，面向换流阀阻尼电容布置于换流阀的阀片内部。
[0044]
其中，光纤探头为同轴结构，4个光纤探头固定于光纤探头阵列上。
[0045]
其中，光纤本体为同轴结构，一端连接光纤探头，一端连接光电转换单元。
[0046]
其中，光电转换单元为光电倍增管。
[0047]
其中分析单元，对脉冲电压信号进行测量，具体包括：
[0048]
将脉冲电压信号经频域fft，分解为多个频带的子信号，公式如下：
[0049][0050]
f
j
为频带，x
k
(f
j
)为第k个光电转换单元输出至采集单元的脉冲电压信号，为光纤探头阵列的固有参数导向矢量，s
k
(f
j
)为紫外信号， n
k
(f
j
)为噪声，θ为紫外信号入射光纤探头的俯仰角，为紫外信号入射光纤探头的方位角；
[0051]
计算x
k
(f
j
)的噪声空间u
n
，形成空间谱公式如下：
[0052][0053]
在紫外信号俯仰角和方位角范围内搜索空间谱的最大值，最大值对应的角度即为换流阀阻尼表面的异常放电源。
[0054]
其中，俯仰角的范围为0
°
≤θ≤90
°
。
[0055]
其中，方位角的范围为
[0056]
本实用新型实现了换流阀阻尼电容表面放电的非介入式监测与定位，避免传统特高频、超声波传感器通过接触式测量带来的安全隐患。
[0057]
本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型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，本实用新型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。本实用新型实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript 等。
[0058]
本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、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。
[0059]
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。
[0060]
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。
[0061]
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0062]
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。