CN109407030A - 一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法：S1、建立设备故障模型；S2、采集目标电压互感器的地理位置信息、物理振动频率及其位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值；S3、确定目标电压互感器的故障类型和缺陷类型，并基于所述目标电压互感器的故障类型和缺陷类型以及该目标电压互感器的地理位置信息制定故障报警方案。本发明实时采集电压互感器的物理振动频率及其位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值并分析，能够及时发现电气设备早期机械故障，避免发生重大机械事故，也能在电气设备正常带电运行的条件下监测到其缺陷类型，避免发生安全突发事故。
Description
技术领域
本发明涉及电压互感器故障监测技术领域，尤其涉及一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法。
背景技术
随着社会经济的发展，安全运行水平显得尤为重要，而电压互感器的运行状态对发电系统可靠性具有重要影响。由于在设计、制造、安装和运行维护等各方面的原因，导致事故发生率比较高，同时因污秽、绝缘薄弱、小动物侵入等原因也经常引发事故。其危害可直接导致设备受损，并造成经济损失。然而由于近年来设备量逐年增加，加之电压互感器的状态评价技术有限，现有在线监测和带电检测手段无法满足状态检修工作要求，随之出现的问题也越来越多，严重影响了变压柜状态检修工作的开展。而三轴振动法对硬件精度要求极高，以及传感器精度要求高，导致传感器数据采集后抗干扰能力要求强，以及频率覆盖范围广带来的抗白噪声要求高和大数据人工智能判断导致的硬件难度大，因此难以满足当前状况下对电压互感器运行状态的智能化监测。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法。
本发明提出的一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，包括以下步骤：
S1、构建模型：基于电压互感器的种类、该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围以及所述三维空间变化范围对应的故障类型和缺陷类型建立设备故障模型并存储；
S2、采集数据：采集目标电压互感器的地理位置信息、该目标电压互感器的物理振动频率，以及该目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值；
S3、指定报警方案：将目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值与该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围进行比较，且根据比较结果确定目标电压互感器的故障类型和缺陷类型；并基于所述目标电压互感器的故障类型和缺陷类型以及该目标电压互感器的地理位置信息制定故障报警方案。
作为优选的，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的种类、该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围、该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的故障类型以及该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的缺陷类型一一对应。
作为优选的，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的故障类型包括绝缘故障、放电故障和机械故障。
作为优选的，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的缺陷类型包括一般缺陷、重要缺陷和紧急缺陷。
作为优选的，步骤S3中，所述该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围具体包括：
该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围。
作为优选的，步骤S3具体包括：
获取目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值，记为Δx、Δy、Δz；
分别将Δx与该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、Δy与该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、Δz与该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围进行比较；
分别将包含Δx的该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围标定为第一变化范围、包含Δy的该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围标定为第二变化范围、包含该种类的Δz的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围标定为第三变化范围；
分别将第一变化范围、第二变化范围、第三变化范围对应的故障类型和缺陷类型标定为目标故障类型和目标缺陷类型，并制定故障报警方案：
当目标故障类型为机械故障时，制定一级故障报警方案；
当目标故障类型为绝缘故障时，制定二级故障报警方案；
当目标故障类型为放电故障时，制定三级故障报警方案；
当目标缺陷类型为一般缺陷时，制定一级故障报警方案；
当目标缺陷类型为重要缺陷时，制定二级故障报警方案；
当目标缺陷类型为紧急缺陷时，制定三级故障报警方案。
作为优选的，当目标电压互感器的目标故障类型和目标缺陷类型对应的故障报警方案的等级不同时，选择较高级的故障报警方案作为该目标电压互感器的故障报警方案。
作为优选的，步骤S2中，所述目标电压互感器的地理位置信息为该目标电压互感器的实际地理位置。
作为优选的，所述一级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述二级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及相邻区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述三级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及方圆a公里范围内的电力管理部门发送故障报警信息；
其中，a为预设值。
本发明提出的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，通过实时采集电压互感器的物理振动频率以及该电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值并分析，来对电压互感器的工作状态以及安全状态进行判断，不仅能够及时发现电气设备早期机械故障，避免发生重大机械事故，而且能够在电气设备正常带电运行的条件下监测到其缺陷类型，避免发生安全突发事故，全面保证设备运行的安全性，促进经济和社会效益的稳定发展。进一步的，本发明还根据电压互感器在不同状态下的故障类型和缺陷类型制定不同的故障报警方案，一方面能够保证故障报警信息发送的及时性，另一方面有利于提高报警方案的针对性，实现对电压互感器工作状态的智能化监测。
具体实施方式
本发明提出的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，包括以下步骤：
S1、基于电压互感器的种类、该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围以及所述三维空间变化范围对应的故障类型和缺陷类型建立设备故障模型并存储；
本实施方式中，所述设备故障模型中，电压互感器的种类、该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围、该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的故障类型以及该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的缺陷类型一一对应；建立上述一一对应的关系，有利于在后续分析过程中依据电压互感器的种类查询到可供参考的幅值变化范围、故障类型和缺陷类型，提高将电压互感器的实际参数与可供参考的幅值变化范围进行比较的有效性，从而提高故障类型和缺陷类型确定的准确性。
S1、基于电压互感器的种类、该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围以及所述三维空间变化范围对应的故障类型和缺陷类型建立设备故障模型并存储；
本实施方式中，所述设备故障模型中，电压互感器的种类、该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围、该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的故障类型以及该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的缺陷类型一一对应；建立上述一一对应的关系，有利于在后续分析过程中依据电压互感器的种类查询到可供参考的幅值变化范围、故障类型和缺陷类型，提高将电压互感器的实际参数与可供参考的幅值变化范围进行比较的有效性，从而提高故障类型和缺陷类型确定的准确性。
进一步的，所述设备故障模型中，电压互感器的故障类型包括绝缘故障、放电故障和机械故障；
电压互感器的缺陷类型包括一般缺陷、重要缺陷和紧急缺陷。
S2、采集目标电压互感器的地理位置信息、该目标电压互感器的物理振动频率，以及该目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值；
本实施方式中，所述目标电压互感器的地理位置信息为该目标电压互感器的实际地理位置。
S3、将目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值与该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围进行比较，且根据比较结果确定目标电压互感器的故障类型和缺陷类型；并基于所述目标电压互感器的故障类型和缺陷类型以及该目标电压互感器的地理位置信息制定故障报警方案。
本实施方式中，
该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围；全面且准确的采集该种类的变压柜的实际位置在三维空间坐标系中的变化范围，能够为后续比较过程提供直接的对比基础。
其步骤具体包括：
获取目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值，记为Δx、Δy、Δz；
分别将Δx与该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、Δy与该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、Δz与该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围进行比较；
分别将包含Δx的该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围标定为第一变化范围、包含Δy的该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围标定为第二变化范围、包含该种类的Δz的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围标定为第三变化范围；
分别将第一变化范围、第二变化范围、第三变化范围对应的故障类型和缺陷类型标定为目标故障类型和目标缺陷类型，并制定故障报警方案：
当目标故障类型为机械故障时，制定一级故障报警方案；
当目标故障类型为绝缘故障时，制定二级故障报警方案；
当目标故障类型为放电故障时，制定三级故障报警方案；
当目标缺陷类型为一般缺陷时，制定一级故障报警方案；
当目标缺陷类型为重要缺陷时，制定二级故障报警方案；
当目标缺陷类型为紧急缺陷时，制定三级故障报警方案。
进一步的，所述一级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述二级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及相邻区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述三级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及方圆a公里范围内的电力管理部门发送故障报警信息；
其中，a为预设值。
根据故障类型以及缺陷类型的不同确定电压互感器故障的严重性，再根据其严重性分别选择不同的故障报警方案，不仅保证了报警的时效性，而且提高了报警的有效性，实现对电压互感器实际工作状态的智能化动态监测。
需要说明的是，当目标电压互感器的目标故障类型和目标缺陷类型对应的故障报警方案的等级不同时，选择较高级的故障报警方案作为该目标电压互感器的故障报警方案；如此，能够全面提高故障报警方案选择的有效性，从而根据目标电压互感器的实际工作状态进行针对性的报警。
本实施方式提出的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，通过实时采集电压互感器的物理振动频率以及该电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值并分析，来对电压互感器的工作状态以及安全状态进行判断，不仅能够及时发现电气设备早期机械故障，避免发生重大机械事故，而且能够在电气设备正常带电运行的条件下监测到其缺陷类型，避免发生安全突发事故，全面保证设备运行的安全性，促进经济和社会效益的稳定发展。进一步的，本实施方式还根据电压互感器在不同状态下的故障类型和缺陷类型制定不同的故障报警方案，一方面能够保证故障报警信息发送的及时性，另一方面有利于提高报警方案的针对性，实现对电压互感器工作状态的智能化监测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、构建模型：基于电压互感器的种类、该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围以及所述三维空间变化范围对应的故障类型和缺陷类型建立设备故障模型并存储；
S2、采集数据：采集目标电压互感器的地理位置信息、该目标电压互感器的物理振动频率，以及该目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值；
S3、指定报警方案：将目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值与该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围进行比较，且根据比较结果确定目标电压互感器的故障类型和缺陷类型；并基于所述目标电压互感器的故障类型和缺陷类型以及该目标电压互感器的地理位置信息制定故障报警方案。
2.根据权利要求1所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的种类、该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围、该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的故障类型以及该种类的电压互感器分别在x轴、y轴z轴的变化范围对应的缺陷类型一一对应。
3.根据权利要求2所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的故障类型包括绝缘故障、放电故障和机械故障。
4.根据权利要求3所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述设备故障模型中，电压互感器的缺陷类型包括一般缺陷、重要缺陷和紧急缺陷。
5.根据权利要求4所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S3中，所述该种类的电压互感器对应的三维空间变化范围具体包括：
该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围。
6.根据权利要求5所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
获取目标电压互感器的位置在三维空间坐标系中的实际变化幅值，记为Δx、Δy、Δz；
分别将Δx与该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围、Δy与该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围、Δz与该种类的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围进行比较；
分别将包含Δx的该种类的电压互感器的实际位置在x轴的变化范围标定为第一变化范围、包含Δy的该种类的电压互感器的实际位置在y轴的变化范围标定为第二变化范围、包含该种类的Δz的电压互感器的实际位置在z轴的变化范围标定为第三变化范围；
分别将第一变化范围、第二变化范围、第三变化范围对应的故障类型和缺陷类型标定为目标故障类型和目标缺陷类型，并制定故障报警方案：
当目标故障类型为机械故障时，制定一级故障报警方案；
当目标故障类型为绝缘故障时，制定二级故障报警方案；
当目标故障类型为放电故障时，制定三级故障报警方案；
当目标缺陷类型为一般缺陷时，制定一级故障报警方案；
当目标缺陷类型为重要缺陷时，制定二级故障报警方案；
当目标缺陷类型为紧急缺陷时，制定三级故障报警方案。
7.根据权利要求6所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，当目标电压互感器的目标故障类型和目标缺陷类型对应的故障报警方案的等级不同时，选择较高级的故障报警方案作为该目标电压互感器的故障报警方案。
8.根据权利要求7所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述目标电压互感器的地理位置信息为该目标电压互感器的实际地理位置。
9.根据权利要求8所述的基于三轴振动技术的电压互感器故障检测方法，其特征在于，所述一级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述二级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及相邻区域的电力管理部门发送故障报警信息；
所述三级故障报警方案为：向目标电压互感器的实际地理位置所在区域的电力管理部门以及方圆a公里范围内的电力管理部门发送故障报警信息；
其中，a为预设值。
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