一种用于换流阀的故障辅助判断方法和系统与流程

allin2025-04-30  39


本发明涉及电力系统设备监控与故障诊断,特别是涉及一种用于换流阀的故障辅助判断方法和系统。


背景技术:

1、随着电力系统的不断发展,高压直流输电(hvdc)在远距离输电、电网互联等领域得到广泛应用。

2、而换流阀作为hvdc系统的核心设备,其正常运行对整个电力系统的稳定性具有重要影响。然而,换流阀其结构复杂,元部件数量多,运行工况及电磁环境复杂,传统的故障诊断方法均是基于设备可见参数和运行状态数据进行故障判断,但无法对设备内部工作状态的深入了解,以至于难以准确判断对应的元气件故障。虽然具有丰富电气经验的专家,能够从电流的状态数据知悉关系的电气元件,同时能够通过电流的状态判断电气元件的开合状态;但这种内容的表述与经验在传授在传统模式下却需花费大量时间进行摸索和继承。

3、由此可见,如何准确、快速地甚至是直观的诊断换流阀的故障问题,已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明提供一种用于换流阀的故障辅助判断方法和系统,解决如何准确、快速地甚至是直观的诊断换流阀的故障的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明第一方面提供一种用于换流阀的故障辅助判断方法,包括:

3、获取对换流阀的监测数据;所述换流阀包括第一三相接口、第二三相接口、第一二极管工作组、第二二极管工作组、第三二极管工作组和第四二极管工作组;其中,所述第一三相接口和第二三相接口分别与三相端连接;所述第一二极管工作组和第二二极管工作组分别与所述第一三相接口连接,所述第三二极管工作组和第四二极管工作组分别与所述第二三相接口连接,所述第三二极管工作组和第四二极管工作组连接;各个二极管工作组中均包括若干个二极管;所述监测数据包括下述中的任意一种:所述第一三相接口的第一相所对应的第一电流、所述第一三相接口的第二相所对应的第二电流、所述第一三相接口的第三相所对应的第三电流、所述第二三相接口的第一相所对应的第四电流、所述第二三相接口的第二相所对应的第五电流以及所述第二三相接口的第三相所对应的第六电流;

4、对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果;所述转换结果包括所述换流阀中各个二极管的导通数据;

5、根据所述转换结果对所述换流阀中各个二极管的电流流向进行分析,并根据所得到的分析结果确定所述换流阀的故障状态。

6、作为其中一种优选方案,所述第一二极管工作组包括第一二极管、第五二极管和第九二极管;所述第二二极管工作组包括第二二极管、第六二极管和第十二极管;所述第三二极管工作组包括第三二极管、第七二极管和第十一二极管;所述第四二极管工作组包括第四二极管、第八二极管和第十二二极管;其中,

7、所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极分别与所述第一三相接口的第一相连接,所述第五二极管的负极和所述第六二极管的正极分别与所述第一三相接口的第二相连接,所述第九二极管的负极和所述第十二极管的正极分别与所述第一三相接口的第三相连接,所述第一二极管的正极和所述第九二极管的正极分别与所述第五二极管的正极连接,所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极连接,所述第六二极管的负极与所述第七二极管的正极连接,所述第十二极管的负极与所述第十一二极管的正极连接;

8、所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极分别与所述第二三相接口的第一相连接,所述第七二极管的负极和所述第八二极管的正极分别与所述第二三相接口的第二相连接,所述第十一二极管的负极和所述第十二二极管的正极分别与所述第二三相接口的第三相连接,所述第四二极管的负极和所述第十二二极管的负极分别与所述第八二极管的负极连接。

9、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,包括:

10、将所述第一电流与第一电流阈值比较;所述第一电流阈值包括第一正电流阈值和第一负电流阈值;

11、在所述第一电流不小于所述第一正电流阈值时,所述第三二极管导通;

12、在所述第一电流小于所述第一正电流阈值且不小于所述第一负电流阈值时,所述第三二极管和所述第四二极管均不导通;

13、在所述第一电流小于所述第一负电流阈值时,所述第四二极管导通。

14、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

15、将所述第二电流与第二电流阈值比较;所述第二电流阈值包括第二正电流阈值和第二负电流阈值;

16、在所述第二电流不小于所述第二正电流阈值时,所述第七二极管导通;

17、在所述第二电流小于所述第二正电流阈值且不小于所述第二负电流阈值时,所述第七二极管和所述第八二极管均不导通;

18、在所述第二电流小于所述第二负电流阈值时,所述第八二极管导通。

19、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

20、将所述第三电流与第三电流阈值比较;所述第三电流阈值包括第三正电流阈值和第三负电流阈值;

21、在所述第三电流不小于所述第三正电流阈值时,所述第十一二极管导通;

22、在所述第三电流小于所述第三正电流阈值且不小于所述第三负电流阈值时,所述第十一二极管和所述第十二二极管均不导通;

23、在所述第三电流小于所述第三负电流阈值时,所述第十二二极管导通。

24、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

25、将所述第四电流与第四电流阈值比较;所述第四电流阈值包括第四正电流阈值和第四负电流阈值;

26、在所述第四电流不小于所述第四正电流阈值时,所述第一二极管导通;

27、在所述第四电流小于所述第四正电流阈值且不小于所述第四负电流阈值时,所述第一二极管和所述第二二极管均不导通;

28、在所述第四电流小于所述第四负电流阈值时,所述第二二极管导通。

29、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

30、将所述第五电流与第五电流阈值比较;所述第五电流阈值包括第五正电流阈值和第五负电流阈值;

31、在所述第五电流不小于所述第五正电流阈值时,所述第五二极管导通;

32、在所述第五电流小于所述第五正电流阈值且不小于所述第五负电流阈值时,所述第五二极管和所述第六二极管均不导通;

33、在所述第五电流小于所述第五负电流阈值时,所述第六二极管导通。

34、作为其中一种优选方案,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

35、将所述第六电流与第六电流阈值比较;所述第六电流阈值包括第六正电流阈值和第六负电流阈值;

36、在所述第六电流不小于所述第六正电流阈值时,所述第九二极管导通;

37、在所述第六电流小于所述第六正电流阈值且不小于所述第六负电流阈值时,所述第九二极管和所述第十二极管均不导通;

38、在所述第六电流小于所述第六负电流阈值时,所述第十二极管导通。

39、作为其中一种优选方案,所述根据所得到的分析结果确定所述换流阀的故障状态,包括:

40、任一所述二极管工作组中同时存在至少两个二极管的导通状态相同,或处于非导通状态的二极管工作组的相邻两个二极管工作组同时处于导通状态,或存在两个相邻的二极管工作组同时处于导通状态,则判定所述换流阀中存在故障。

41、本发明第二方面提供了一种用于换流阀的故障辅助判断系统,包括:

42、数据获取模块,用于获取对换流阀的监测数据;所述换流阀包括第一三相接口、第二三相接口、第一二极管工作组、第二二极管工作组、第三二极管工作组和第四二极管工作组;其中,所述第一三相接口和第二三相接口分别与三相端连接;所述第一二极管工作组和第二二极管工作组分别与所述第一三相接口连接,所述第三二极管工作组和第四二极管工作组分别与所述第二三相接口连接,所述第三二极管工作组和第四二极管工作组连接;各个二极管工作组中均包括若干个二极管;所述监测数据包括下述中的任意一种:所述第一三相接口的第一相所对应的第一电流、所述第一三相接口的第二相所对应的第二电流、所述第一三相接口的第三相所对应的第三电流、所述第二三相接口的第一相所对应的第四电流、所述第二三相接口的第二相所对应的第五电流以及所述第二三相接口的第三相所对应的第六电流;

43、波形转换模块,用于对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果;所述转换结果包括所述换流阀中各个二极管的导通数据;

44、故障判定模块,用于根据所述转换结果对所述换流阀中各个二极管的电流流向进行分析,并根据所得到的分析结果确定所述换流阀的故障状态。

45、作为其中一种优选方案,所述第一二极管工作组包括第一二极管、第五二极管和第九二极管;所述第二二极管工作组包括第二二极管、第六二极管和第十二极管;所述第三二极管工作组包括第三二极管、第七二极管和第十一二极管;所述第四二极管工作组包括第四二极管、第八二极管和第十二二极管;其中,

46、所述第一二极管的负极和所述第二二极管的正极分别与所述第一三相接口的第一相连接,所述第五二极管的负极和所述第六二极管的正极分别与所述第一三相接口的第二相连接,所述第九二极管的负极和所述第十二极管的正极分别与所述第一三相接口的第三相连接,所述第一二极管的正极和所述第九二极管的正极分别与所述第五二极管的正极连接,所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极连接,所述第六二极管的负极与所述第七二极管的正极连接,所述第十二极管的负极与所述第十一二极管的正极连接;

47、所述第三二极管的负极和所述第四二极管的正极分别与所述第二三相接口的第一相连接,所述第七二极管的负极和所述第八二极管的正极分别与所述第二三相接口的第二相连接,所述第十一二极管的负极和所述第十二二极管的正极分别与所述第二三相接口的第三相连接,所述第四二极管的负极和所述第十二二极管的负极分别与所述第八二极管的负极连接。

48、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

49、将所述第一电流与第一电流阈值比较;所述第一电流阈值包括第一正电流阈值和第一负电流阈值;

50、在所述第一电流不小于所述第一正电流阈值时,所述第三二极管导通;

51、在所述第一电流小于所述第一正电流阈值且不小于所述第一负电流阈值时,所述第三二极管和所述第四二极管均不导通;

52、在所述第一电流小于所述第一负电流阈值时,所述第四二极管导通。

53、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

54、将所述第二电流与第二电流阈值比较;所述第二电流阈值包括第二正电流阈值和第二负电流阈值;

55、在所述第二电流不小于所述第二正电流阈值时,所述第七二极管导通;

56、在所述第二电流小于所述第二正电流阈值且不小于所述第二负电流阈值时,所述第七二极管和所述第八二极管均不导通;

57、在所述第二电流小于所述第二负电流阈值时,所述第八二极管导通。

58、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

59、将所述第三电流与第三电流阈值比较;所述第三电流阈值包括第三正电流阈值和第三负电流阈值;

60、在所述第三电流不小于所述第三正电流阈值时,所述第十一二极管导通;

61、在所述第三电流小于所述第三正电流阈值且不小于所述第三负电流阈值时,所述第十一二极管和所述第十二二极管均不导通;

62、在所述第三电流小于所述第三负电流阈值时,所述第十二二极管导通。

63、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

64、将所述第四电流与第四电流阈值比较;所述第四电流阈值包括第四正电流阈值和第四负电流阈值;

65、在所述第四电流不小于所述第四正电流阈值时,所述第一二极管导通;

66、在所述第四电流小于所述第四正电流阈值且不小于所述第四负电流阈值时,所述第一二极管和所述第二二极管均不导通;

67、在所述第四电流小于所述第四负电流阈值时,所述第二二极管导通。

68、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

69、将所述第五电流与第五电流阈值比较;所述第五电流阈值包括第五正电流阈值和第五负电流阈值;

70、在所述第五电流不小于所述第五正电流阈值时,所述第五二极管导通;

71、在所述第五电流小于所述第五正电流阈值且不小于所述第五负电流阈值时,所述第五二极管和所述第六二极管均不导通;

72、在所述第五电流小于所述第五负电流阈值时,所述第六二极管导通。

73、作为其中一种优选方案,所述波形转换模块用于:

74、将所述第六电流与第六电流阈值比较;所述第六电流阈值包括第六正电流阈值和第六负电流阈值;

75、在所述第六电流不小于所述第六正电流阈值时,所述第九二极管导通;

76、在所述第六电流小于所述第六正电流阈值且不小于所述第六负电流阈值时,所述第九二极管和所述第十二极管均不导通;

77、在所述第六电流小于所述第六负电流阈值时,所述第十二极管导通。

78、作为其中一种优选方案,所述故障判定模块用于:

79、任一所述二极管工作组中同时存在至少两个二极管的导通状态相同,或处于非导通状态的二极管工作组的相邻两个二极管工作组同时处于导通状态,或存在两个相邻的二极管工作组同时处于导通状态,则判定所述换流阀中存在故障。

80、相比于现有技术,本发明实施例的有益效果在于:通过结合换流阀传感器的监测数据来进行波形转换操作,然后结合波形转换操作的结果进行融合故障判断。相较于现有技术而言,本发明提供的方法直接通过波形转换的结果来进行判断,以能够直观且快速的判断换流阀是否出现异常故障,避免了针对波形状态的复杂分析过程,实现了对换流阀故障状态的快速诊断。


技术特征:

1.一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述第一二极管工作组包括第一二极管、第五二极管和第九二极管;所述第二二极管工作组包括第二二极管、第六二极管和第十二极管;所述第三二极管工作组包括第三二极管、第七二极管和第十一二极管;所述第四二极管工作组包括第四二极管、第八二极管和第十二二极管;其中,

3.根据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,包括:

4.根据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

5.根据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

6.根据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

7.据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

8.据权利要求2所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述对所述监测数据进行波形转换,得到转换结果,还包括:

9.据权利要求1所述的一种用于换流阀的故障辅助判断方法,其特征在于,所述根据所得到的分析结果确定所述换流阀的故障状态,包括:

10.一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,包括:

11.根据权利要求10所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述第一二极管工作组包括第一二极管、第五二极管和第九二极管;所述第二二极管工作组包括第二二极管、第六二极管和第十二极管;所述第三二极管工作组包括第三二极管、第七二极管和第十一二极管;所述第四二极管工作组包括第四二极管、第八二极管和第十二二极管;其中,

12.根据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

13.根据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

14.根据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

15.根据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

16.据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

17.据权利要求11所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述波形转换模块用于:

18.据权利要求10所述的一种用于换流阀的故障辅助判断系统,其特征在于,所述故障判定模块用于:


技术总结
本发明公开了一种用于换流阀的故障辅助判断方法和系统,所述方法通过获取传感器对换流阀的监测数据,并对监测数据进行预处理和波形转换操作,得到换流阀中各个二极管的导通数据,再对经波形转换操作后的监测数据进行电流流向解析操作,进而根据电流流向解析操作的结果进行故障诊断操作。相较于现有技术而言,本发明提供的方法直接通过波形转换的结果来进行判断,避免了针对波形状态的复杂分析过程,实现了对换流阀故障状态的快速诊断。

技术研发人员:王庆,田汇冬,刘思源,林建雄,禹佳,马元社,陈岸青,崔斌,李金湖,吴穹,唐世雄,张娟
受保护的技术使用者:国网经济技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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