一种换流变压器运行状态识别方法与流程

本发明属于换流站运行优化，具体涉及一种换流变压器运行状态识别方法。

背景技术：

1、随着我国电网逐步有序地推进特高压直流输电工程的建设，高压直流输电设备在电力系统中得到了广泛应用，使得系统的内部拓扑结构日趋多元化，电力设备之间的关联也愈发紧密，当系统中某一电力设备的运行状态发生改变时，如果没有及时识别出系统中电力设备的运行状态并发现电力设备的异常情况，可能会影响整个电网的安全稳定运行，甚至造成严重的停电事故，对社会经济的发展产生严重的危害。因此，针对高压直流输电设备开展运行状态识别技术的研究，对于特高压直流输电工程的建设具有重要意义。

2、换流变压器是确保换流站稳定运行的核心设备，是特高压直流输电工程中的重要组成部分，换流变压器能否安全稳定的工作直接关系到整个直流输电系统运行可靠性。当换流变压器产生故障时，会引发换流阀出现闭锁的情况从而导致电力系统局部乃至大规模停电，对社会经济的发展造成重大损失。因此针对换流变压器内部机械部件运行状态的识别至关重要，有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种换流变压器运行状态识别方法。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种换流变压器运行状态识别方法，包括：

4、搭建换流变压器的声音测量系统；

5、采集换流变压器处于不同的已知故障类型状态下的声音信号，提取声音特征，建立声音样本数据库；

6、实时采集换流变压器的声音信号，对实时采集的换流变压器的声音信号进行预处理和特征提取，获取换流变压器的实时声音特征；

7、将实时声音特征与声音样本数据库中的声音特征进行比对，当实时声音特征与声音样本数据库中的至少一种声音特征相同时，发出报警信号并输出可能的故障类型。

8、可选的，所述已知故障类型包括变压器过载运行、变压器负荷骤变、变压器零件松动和变压器局部放电中的至少一种。

9、可选的，所述声音特征包括声音的音调、频率、音色、振幅和响度中的至少一种。

10、可选的，所述换流变压器的声音测量系统包括设置在换流变压器表面的传感器、与传感器连接的的音频采集器、与音频采集器连接的音频传输器以及与音频传输器连接的音频分析仪。

11、可选的，所述预处理包括对声音信号进行过滤处理。

12、可选的，所述换流变压器运行状态识别方法，还包括：采集换流变压器处于不同的已知故障类型状态下的电压信号或电流信号；

13、检测换流变压器的实时电压信号或实时电流信号；

14、当实时电压信号与已知故障类型状态下的电压信号相同，或实时电流信号与已知故障类型状态下的电流信号相同时，发出报警信号并输出可能的故障类型。

15、变压器是电力系统中的重要设备，确保其安全的运行十分重要。

16、当变压器过负荷运行时，流过线圈的电流变大，导致线圈铁芯振动的力增强，变压器声音变得更加低沉响亮。设备负荷变化剧烈，比如大负荷设备忽然启动，在高次谐波影响下会产生“咯咯”或“哇哇”的声响。

17、变压器发生短路故障时，会使电流迅速增加，导致铁芯饱和，磁通产生畸变，变压器会发出“呼啸”的声音。变压器的铁芯接地发生断线故障时，铁芯及其金属夹件会感应出电位，电位差过大时变压器外壳会产生“噼啪”的放电电网有过电压故障发生时，如发生铁磁谐振或发生单相接地故障，变压器会发出“哼哼”声或“喻喻”声。

18、变压器内夹件或螺丝松动，会使硅钢片的振动幅度变大，可能导致变压器的一些部件相互碰撞而发出异响。比如变压器内部的软管与金属外壳碰撞发出声音，金属部件互相撞击会发出锤击的“叮叮当当”声。

19、螺丝或小垫片等金属小部件掉入变压器内，在电磁力作用下会发出“吱啦吱啦”的磨擦声。

20、变压器中有绝缘缺陷或接触不良产生时，会产生放电声。

21、变压器套管存在污渍、釉质有损伤或者裂纹都可能造成电晕闪络，发出“噼啪”的放电声。

22、变压器故障不仅更换设备造成经济损失，更换设备电力中断引起的间接经济损失更为巨大。因此，对变压器运行状态进行检测与诊断，及时消除变压器的隐患，对电力系统发展具有重要意义。

23、变压器运行过程中发生故障常伴随着异响，有经验的工作人员可以凭声音判断变压器的运行状况， 但传统检测方法中对于声音信号的利用比较少，同时也缺少时效性。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

25、本发明基于上述技术方案，提供一种换流变压器运行状态识别方法，首先搭建换流变压器的声音测量系统；然后采集换流变压器处于不同的已知故障类型状态下的声音信号，提取声音特征，建立声音样本数据库；实时采集换流变压器的声音信号，对实时采集的换流变压器的声音信号进行预处理和特征提取，获取换流变压器的实时声音特征；将实时声音特征与声音样本数据库中的声音特征进行比对，当实时声音特征与声音样本数据库中的至少一种声音特征相同时，发出报警信号并输出可能的故障类型，通过上述简便易操作的方法对换流变压器发生的故障进行报警，并对发生的故障类型进行识别，以提醒运维人员进行查看或检修，排查隐患，避免换流变压器在故障状态下长时间运行。

技术特征：

1.一种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述的种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：所述已知故障类型包括变压器过载运行、变压器负荷骤变、变压器零件松动和变压器局部放电中的至少一种。

3.如权利要求1所述的种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：所述声音特征包括声音的音调、频率、音色、振幅和响度中的至少一种。

4.如权利要求1所述的种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：所述换流变压器的声音测量系统包括设置在换流变压器表面的传感器、与传感器连接的的音频采集器、与音频采集器连接的音频传输器以及与音频传输器连接的音频分析仪。

5.如权利要求1所述的种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：所述预处理包括对声音信号进行过滤处理。

6.如权利要求1-5任一项所述的种换流变压器运行状态识别方法，其特征在于：所述换流变压器运行状态识别方法，还包括：采集换流变压器处于不同的已知故障类型状态下的电压信号或电流信号；

技术总结本发明提供了一种换流变压器运行状态识别方法，属于换流站运行优化技术领域。其包括搭建换流变压器的声音测量系统；采集换流变压器处于不同的已知故障类型状态下的声音信号，提取声音特征，建立声音样本数据库；实时采集换流变压器的声音信号，对实时采集的换流变压器的声音信号进行预处理和特征提取，获取换流变压器的实时声音特征；将实时声音特征与声音样本数据库中的声音特征进行比对，当实时声音特征与声音样本数据库中的至少一种声音特征相同时，发出报警信号并输出可能的故障类型。本发明对换流变压器发生的故障进行报警，并对发生的故障类型进行识别，以提醒运维人员进行查看或检修，排查隐患，避免换流变压器在故障状态下长时间运行。技术研发人员：尚志轩,张伟,柴源,杨军景,汪涛,姜悦,张笑然,邢植良,王群锋,李翔宇受保护的技术使用者：国网河南省电力公司直流中心技术研发日：技术公布日：2024/4/17