分接开关切换时序的检测方法及装置与流程

专利检索2026-07-12  11


本技术涉及变压器,具体涉及一种分接开关切换时序的检测方法及装置。


背景技术:

1、变压器在电力系统需要调节线路电压或负荷变化时,可以及时调节输出电压,发挥稳定电压、增加电网的灵活度、改善电能质量、合理分配电能的重要作用。变压器中承担调压功能的部件是有载分接开关(on-load tap changer,oltc),作为需要进行机械动作的部件,有载分接开关长期承担大电流开断闭合的任务,是变压器故障率最高的部件之一。因此,对有载分接开关进行故障检测十分重要。

2、相关技术中,通常通过提取有载分接开关的切换时序对有载分接开关进行在线故障监测,进一步的,通常基于有载分接开关在工作时的振动信号提取有载分接开关的切换时序。然而,由于振动信号的盲源性,难以从混沌的振动信号中提取出与有载分接开关切换时序对应的信号,进而无法准确有效地确定有载分接开关的切换时序,导致不能准确判断有载分接开关是否存在故障。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术实施例提供了一种分接开关切换时序的检测方法及装置,以解决相关技术无法准确有效地确定有载分接开关(以下简称分接开关)的切换时序,导致不能准确判断分接开关是否存在故障的技术问题。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种分接开关切换时序的检测方法,包括:

3、获取预设时间段内分接开关的第一差分电压信号,对第一差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱;

4、基于第一频谱,确定各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和第一时刻;

5、根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,并根据各第一高频暂态电压信号对应的切换动作和第一时刻,确定分接开关的切换时序;

6、其中,各预设切换动作为分接开关在正常状态下进行的切换动作;分接开关的切换时序用于确定分接开关是否发生故障。

7、在一种可能的实现方式中,在获取预设时间段内分接开关的第一差分电压信号之前,还包括:

8、获取历史时间段内正常状态下的分接开关的第二差分电压信号,对第二差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第二频谱;其中,历史时间段早于预设时间段;

9、基于第二频谱,确定各第二高频暂态电压信号对应的第二频段和第二时刻;

10、基于各预设切换动作对应的标准时刻,对各第二高频暂态电压信号对应的第二时刻进行聚类处理,确定各第二高频暂态电压信号对应的切换动作;

11、根据各第二高频暂态电压信号对应的切换动作和第二频段,确定各预设切换动作对应的特征频段。

12、在一种可能的实现方式中,基于各预设切换动作对应的标准时刻,对各第二高频暂态电压信号对应的第二时刻进行聚类处理,确定各第二高频暂态电压信号对应的切换动作,包括:

13、计算各第二高频暂态电压信号对应的第二时刻与各预设切换动作对应的标准时刻之间的距离,根据距离确定各第二高频暂态电压信号对各预设切换动作的隶属度;

14、将各第二高频暂态电压信号的最大隶属度对应的预设切换动作作为各第二高频暂态电压信号的切换动作。

15、在一种可能的实现方式中,根据各第二高频暂态电压信号对应的切换动作和第二频段,确定各预设切换动作对应的特征频段,包括:

16、选取最大隶属度大于预设隶属度阈值的第二高频暂态电压信号作为目标高频暂态电压信号;

17、根据切换动作相同的各目标高频暂态电压信号对应的第二频段,确定各预设切换动作对应的特征频段。

18、在一种可能的实现方式中,根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,包括:

19、针对每一第一频段,根据各预设切换动作对应的特征频段,确定与该第一频段的偏差最小的特征频段;

20、将与该第一频段的偏差最小的特征频段对应的预设切换动作,作为该第一频段对应的第一高频暂态电压信号的切换动作。

21、在一种可能的实现方式中,上述方法还包括:

22、若存在至少一个第一频段与各预设切换动作对应的特征频段的偏差均超出预设偏差范围,则确定分接开关发生故障。

23、在一种可能的实现方式中,对第一差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱,包括:

24、对第一差分电压信号进行傅里叶变换,得到傅里叶频谱;

25、基于傅里叶频谱,确定前预设数量的幅值极大值在频域内对应的角频率,并根据角频率对傅里叶频谱进行频带划分,得到预设数量的频谱段;

26、对于每一频谱段,构造滤波器组进行高频暂态电压信号滤波处理;

27、将滤波处理后的每一频谱段进行信号重组,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱。

28、在一种可能的实现方式中,在得到包含高频暂态电压信号的第一频谱之后,还包括:

29、采用teager能量算子对第一频谱中的高频暂态电压信号进行放大处理,并将得到的放大后的第一频谱作为第一频谱。

30、第二方面,本技术实施例提供了一种分接开关切换时序的检测装置,包括:

31、获取模块,用于获取预设时间段内分接开关的第一差分电压信号,对第一差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱;

32、信号确定模块,用于基于第一频谱,确定各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和第一时刻;

33、时序确定模块,用于根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,并根据各第一高频暂态电压信号对应的切换动作和第一时刻,确定分接开关的切换时序;

34、其中,各预设切换动作为分接开关在正常状态下进行的切换动作;分接开关的切换时序用于确定分接开关是否发生故障。

35、在一种可能的实现方式中,获取模块还用于:获取历史时间段内正常状态下的分接开关的第二差分电压信号,对第二差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第二频谱;其中,历史时间段早于预设时间段;

36、信号确定模块还用于:基于第二频谱,确定各第二高频暂态电压信号对应的第二频段和第二时刻;

37、时序确定模块还用于:基于各预设切换动作对应的标准时刻,对各第二高频暂态电压信号对应的第二时刻进行聚类处理,确定各第二高频暂态电压信号对应的切换动作;

38、根据各第二高频暂态电压信号对应的切换动作和第二频段,确定各预设切换动作对应的特征频段。

39、可以理解的是,上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。

40、本技术实施例提供的分接开关切换时序的检测方法及装置,以高频暂态电压信号表征分接开关的切换动作,从而提取分接开关的切换时序,也就是对获取到的预设时间段内的分接开关的第一差分电压信号进行滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱,并基于第一频谱确定各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和第一时刻,之后,根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,并根据各第一高频暂态电压信号对应的切换动作和第一时刻,确定分接开关的切换时序。本技术能够准确有效地确定分接开关的切换时序,进而准确判断分接开关是否存在故障,同时为在线检测,检测更加便捷。

41、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本说明书。


技术特征:

1.一种分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,在所述获取预设时间段内分接开关的第一差分电压信号之前,还包括:

3.根据权利要求2所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,所述基于所述各预设切换动作对应的标准时刻,对各第二高频暂态电压信号对应的第二时刻进行聚类处理,确定各第二高频暂态电压信号对应的切换动作,包括:

4.根据权利要求3所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,所述根据各第二高频暂态电压信号对应的切换动作和第二频段,确定所述各预设切换动作对应的特征频段,包括:

5.根据权利要求1至4任一项所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,所述根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,包括:

6.根据权利要求1至4任一项所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求1至4任一项所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,所述对所述第一差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱,包括:

8.根据权利要求7所述的分接开关切换时序的检测方法,其特征在于,在所述得到包含高频暂态电压信号的第一频谱之后,还包括:

9.一种分接开关切换时序的检测装置,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的分接开关切换时序的检测装置,其特征在于,


技术总结
本申请适用于变压器技术领域,提供一种分接开关切换时序的检测方法及装置。该方法包括:对获取到的预设时间段内分接开关的第一差分电压信号进行频带划分和滤波处理,得到包含高频暂态电压信号的第一频谱;基于第一频谱,确定各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和第一时刻;根据各第一高频暂态电压信号对应的第一频段和各预设切换动作对应的特征频段,确定各第一高频暂态电压信号对应的切换动作,并根据各第一高频暂态电压信号对应的切换动作和第一时刻,确定分接开关的切换时序。本申请能够准确有效地确定分接开关的切换时序,进而准确判断分接开关是否存在故障,同时为在线检测,检测更加便捷。

技术研发人员:刘浩宇,高树国,臧谦,刘宏亮,王丽丽,孙路,田源,代璐健,张凡
受保护的技术使用者:国网河北省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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