一种有载分接开关状态监测方法、系统、终端及介质与流程

本发明涉及电气设备在线监测，特别涉及一种有载分接开关状态监测方法及系统。

背景技术：

1、有载分接开关(on-load tap-changer，oltc)作为变压器的主要部件之一，其运行状态直接关系到变压器乃至整个电网的运行安全。它能够在有载调压变压器带负载或励磁状态下实现稳定调压，是一种应用于变压器线圈分接变换与连接的一种电气设备，发挥着稳定负荷中心电压、增加电网灵活度、改善电能质量等重要功能。

2、分接开关是极其复杂、精密的机械元件，其执行动作频繁，以±800kv两端直流输电系统为例，平均每天有48台安装于换流变内部的oltc，执行500余次调压操作，在其动作过程中承受巨大的机械和电流冲击，易引起触头电弧、零部件松动及卡涩等机械故障。近年来，国网、南网公司先后发生了多起特高压变压器oltc放电事故，轻则otlc损坏，线路跳闸损失输送功率，重则变压器起火损毁，不仅造成了巨大的经济损失，还产生了非常不良的社会影响，相关单位承受了很大的运维压力。

3、在oltc动作过程中，将产生振动、驱动电机电流、力矩传导、传动轴转动信号，这些信号中包含了操作过程的丰富信息，通过检测和分析这些信号的特征及其变化规律能够获取分接开关的机械性能。国内到目前为止，基于分接开关振动和电机电流信号关联分析的状态监测研究取得了一定的成果，在信号处理方法的适用性方面积累了一定的经验，但通过综合处理分析分接开关振动信号、驱动电机电流信号、力矩和转动状态信号的研究较少，且大多研究停留在实验室阶段或仅应用于较低电压等级的电力设备上，特高压大型充油设备分接开关的在线监测技术还不成熟，很多实际问题亟待解决。

4、随着特高压输电工程的快速发展，高压大容量充油设备对分接开关监测提出了更高的要求，其故障机理研究、故障特征分析、监测与故障诊断研究将需要更深入的研究。因此，有必要研究合理有效的oltc典型绝缘缺陷的在线感知技术，研制在线传感装置和故障预警系统，通过先进传感技术、人工智能技术和信息技术，实现有载分接开关运行状态的全面、实时、有效、智能感知和故障预警，保障设备运行安全。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种有载分接开关状态监测方法，可测量变压器分接开关的运行参数，并将运行参数传至后台诊断系统，后台诊断系统根据运行参数进行详细的再诊断，确认运行状态，避免非计划停电以及电力设备的损坏。

2、本发明还提出一种上述有载分接开关状态监测方法的系统、终端及存储介质。

3、根据本发明的第一方面实施例的有载分接开关状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、获取变压器有载分接开关的运行数据；

5、对所述运行数据进行处理，得到处理后的运行数据并对其进行储存；

6、基于所述处理后的运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果；

7、将所述运行数据及所述初步诊断结果发送至后台系统进行更详细的再诊断以对所述初步诊断结果进行验证，得到最终诊断结果。

8、根据本发明实施例的有载分接开关状态检测方法，至少具有如下有益效果：

9、本发明提供一种有载分接开关机械状态监测系统和方法，能够在变压器有载分接开关带电状态下，实现变压器有载分接开关状态的在线监测，保障变压器的安全运行。

10、根据本发明的一些实施例，所述运行数据，包括以下至少一种：有载分接开关的振动、电流、驱动轴转矩数据。

11、根据本发明的一些实施例，所述基于所述处理后的运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果的步骤，还包括：

12、基于所述初步诊断结果，进行预警。

13、基于所述运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果的步骤，包括：

14、依据典型机械故障的模拟方法，设计试验方案；

15、获取有载分接开关正常与典型缺陷下切换过程中运行数据的特点；

16、研究所述处理后的运行数据与典型机械故障的典型变化规律；

17、将所述典型变化规律与运行数据中相同的部分进行匹配；

18、将匹配的结果作为初步诊断结果。

19、根据本发明的一些实施例，所述典型机械故障包括传动轴松动模拟、弹簧松动模拟、弹簧储能不足、触头松动、触头磨损、弧形板松动、传动机构伞形齿轮卡涩的问题。

20、根据本发明的一些实施例，所述获取有载分接开关正常与典型缺陷下切换过程中运行数据的特点，研究运行数据的典型变化规律的步骤中，主要从时域、频域及高维相空间的角度，对信号的非平稳性、强时变性与低频混沌动力学特征进行分析。

21、根据本发明的第二方面实施例的有载分接开关状态监测系统，其特征在于，包括：

22、数据接收模块，用于获取变压器有载分接开关的运行数据；

23、数据处理模块，能给对所述运行数据进行处理，得到处理后的运行数据并对其进行；

24、预诊断模块，基于所述处理后的运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果；

25、再诊断模块，将所述处理后的运行数据及所述初步诊断结果发送至后台系统进行更详细的再诊断以对所述初步诊断结果进行验证，得到最终诊断结果。

26、根据本发明的一些实施例，所述预诊断模块，还能够基于所述初步诊断结果，做出预警的动作。

27、根据本发明的一些实施例，所述预诊断模块，包括：

28、方案制定模块，能够根据典型故障依据典型机械故障的模拟方法，设计试验方案；

29、特点分析模块，用于获取有载分接开关正常与典型缺陷下切换过程中运行数据的特点；

30、规律归纳模块，能够研究所处理后的述运行数据与典型机械故障的典型变化规律；

31、特点匹配模块，将所述典型变化规律与运行数据中相同的部分进行匹配；

32、结果输出模块，能够将匹配的结果作为初步诊断结果。

33、根据本发明的一些实施例，所述典型机械故障包括传动轴松动模拟、弹簧松动模拟、弹簧储能不足、触头松动、触头磨损、弧形板松动、传动机构伞形齿轮卡涩的问题。

34、根据本申请的第三方面，提供了一种终端，该终端包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行上述有载分接开关状态监测方法。

35、根据本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于以执行上述有载分接开关状态监测方法。

36、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种有载分接开关状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行数据，包括以下至少一种：有载分接开关的振动、电流、驱动轴转矩数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述经过处理的运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果的步骤，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于处理后的所述运行数据，实现有载分接开关的预诊断，得到初步诊断结果的步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述典型机械故障包括弹簧储能不足、触头松动、触头磨损、弧形板松动、传动机构伞形齿轮卡涩的问题。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取有载分接开关正常与典型缺陷下切换过程中运行数据的特点，研究运行数据的典型变化规律的步骤中，主要从时域、频域及高维相空间的角度，对信号的非平稳性、强时变性与低频混沌动力学特征进行分析。

7.一种有载分接开关状态监测系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预诊断模块，还用于基于所述初步诊断结果，做出预警的动作。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预诊断模块，包括：

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述典型机械故障包括弹簧储能不足、触头松动、触头磨损、弧形板松动、传动机构伞形齿轮卡涩的问题。

11.一种终端，包括：存储器、处理器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要1至6中任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种有载分接开关状态监测方法，并公开了具有一种有载分接开关状态监测方法的系统、终端及介质，其中有载分接开关状态监测方法提供一种有载分接开关机械状态监测系统和方法，能够在变压器有载分接开关带电状态下，实现变压器有载分接开关状态的在线监测，保障变压器的安全运行。同时广泛用于220kV以上有载调压变压器分接开关的状态监测，本装置可实时测量变压器分接开关的机械振动、驱动电机转矩、驱动电机电流等参数，并传至后台诊断系统，专家系统根据该数据信息判断设备的运行状态，发现运行中的隐患，避免非计划停电以及电力设备的损坏。

技术研发人员：杜劲超,邵先军,许渊,袁帅,姜金鹏,王广真,杜非,常文治,弓艳朋,杨圆,于浩,付德慧
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15