本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)監(jiān)測，具體涉及一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代電網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展，新能源的大量并網(wǎng)、鋼鐵冶金、電氣化鐵路等非線性負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷的廣泛應(yīng)用，帶來了嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題，動態(tài)無功補(bǔ)償裝置(svg)可以增強(qiáng)電力傳輸能力、減小電能損耗、補(bǔ)償無功功率、治理諧波、抑制閃變、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、平衡三相系統(tǒng)、改變系統(tǒng)的阻尼特性、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有較廣的應(yīng)用范圍。其中動態(tài)無功補(bǔ)償裝置(svg)中的功率模塊是此設(shè)備的核心部件，其主要由多層電路板、直流電容、igbt逆變橋及各類接口組成，全模塊化設(shè)計(jì)，內(nèi)部填充中溫導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，部件組成復(fù)雜；在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置(svg)長時(shí)間運(yùn)行過程中，由于出產(chǎn)品控不全面、長途運(yùn)輸磕碰、安裝不規(guī)范、焊接不到位、電力元器件老化故障等問題導(dǎo)致設(shè)備的結(jié)構(gòu)松動、運(yùn)行不平衡、失衡負(fù)荷、機(jī)械故障等，這些故障不僅會對設(shè)備造成損壞，還會導(dǎo)致額外的能耗和噪音，輕則導(dǎo)致設(shè)備保護(hù)啟動，重則影響電力系統(tǒng)的安全；目前無功補(bǔ)償裝置(svg)功率模塊故障導(dǎo)致設(shè)備跳閘問題頻發(fā)，急需一種方法實(shí)現(xiàn)對無功補(bǔ)償裝置(svg)功率模塊的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊振動情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證功率模塊的穩(wěn)定運(yùn)行，減少潛在故障的發(fā)生的故障監(jiān)測方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，包括以下步驟：

3、(1)、在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊上固定應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖，所述應(yīng)變光纖上設(shè)置由測量光柵，所述溫度補(bǔ)償光纖上設(shè)置有溫度補(bǔ)償光柵，所述測量光柵對溫度和應(yīng)變敏感；

4、(2)、在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊正常運(yùn)行時(shí)，將應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖接入光學(xué)解調(diào)儀，解調(diào)出對應(yīng)測試的電平信號；所述應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖的光纖光柵溫度傳感模型的表達(dá)式為：

5、

6、其中，δλb表示僅溫度改變時(shí)的光纖波長的漂移量，λb表示無溫度變化時(shí)的初始反射中心波長，kt表示溫度靈敏度系數(shù)，δt表示溫度變化量；

7、所述應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖的光纖光柵應(yīng)力傳感模型的表達(dá)式為：

8、

9、其中，δλa表示應(yīng)力改變時(shí)光纖波長的漂移量，λa表示無應(yīng)力狀態(tài)下反射中心波長，kε表示應(yīng)變靈敏度系數(shù)，ε表示軸向應(yīng)變。

10、(3)、計(jì)算反射中心波長的漂移量，分析應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖的反射波長改變量差值，求解動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊的應(yīng)變；所述反射中心波長的漂移量的計(jì)算公式為：

11、λ＝kt*δt+kε*ε，

12、其中，λ表示反射中心波長的漂移量，kt表示溫度靈敏度系數(shù)，δt表示溫度變化量，kε表示應(yīng)變靈敏度系數(shù)，ε表示軸向應(yīng)變；

13、所述分析應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖的反射波長改變量差值的表達(dá)式為：

14、

15、其中，δλa表示應(yīng)力改變時(shí)光纖波長的漂移量，λa表示無應(yīng)力狀態(tài)下反射中心波長，δλb表示僅溫度改變時(shí)的光纖波長的漂移量，λb表示無溫度變化時(shí)的初始反射中心波長，k∈1表示測量光柵的變靈敏度系數(shù)，k∈2表示溫度補(bǔ)償光柵的應(yīng)變靈敏度系數(shù)且k∈2＝0，kt1表示測量光柵的溫度靈敏度系數(shù)，kt2表示溫度補(bǔ)償光柵的溫度靈敏度系數(shù)，δε表示應(yīng)變的改變量，δt表示溫度的改變量。

16、(4)、將解調(diào)出的電平信號通過rs485串口通信或以太網(wǎng)上傳至用戶接口及后臺系統(tǒng)；

17、(5)、記錄設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的電平信號，若觀察到信號偏離穩(wěn)定值，查找對應(yīng)模塊振動原因，消除潛在故障風(fēng)險(xiǎn)。

18、進(jìn)一步地，所述測量光柵和溫度補(bǔ)償光柵的初始波長不同。

19、進(jìn)一步地，所述應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖分別封裝在溫度場相同的位置，所述應(yīng)變光纖封裝在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊的金屬外殼上并與功率模塊相接觸。

20、進(jìn)一步地，所述動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊上還設(shè)置有l(wèi)ed補(bǔ)光設(shè)備。

21、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法通過利用光纖光柵靈敏度高、反應(yīng)迅速，抗電磁干擾、電絕緣、耐高溫、耐腐蝕、具有良好的長期穩(wěn)定性和耐久性的特點(diǎn)，使其連接在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊模塊上，結(jié)合解調(diào)設(shè)備以及用戶后臺對被測設(shè)備實(shí)現(xiàn)模塊振動情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，運(yùn)維人員從而可以遠(yuǎn)程監(jiān)測動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備運(yùn)行中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，其特征在于，所述測量光柵和溫度補(bǔ)償光柵的初始波長不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，其特征在于，所述應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖分別封裝在溫度場相同的位置，所述應(yīng)變光纖封裝在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊的金屬外殼上并與功率模塊相接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，其特征在于，所述動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊上還設(shè)置有l(wèi)ed補(bǔ)光設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法，包括以下步驟：在動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊上固定應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖，所述應(yīng)變光纖上設(shè)置由測量光柵，所述溫度補(bǔ)償光纖上設(shè)置有溫度補(bǔ)償光柵；將應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖接入光學(xué)解調(diào)儀，解調(diào)出對應(yīng)測試的電平信號；計(jì)算反射中心波長的漂移量，分析應(yīng)變光纖和溫度補(bǔ)償光纖的反射波長改變量差值，求解動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊的應(yīng)變；將解調(diào)出的電平信號上傳至用戶接口及后臺系統(tǒng)并記錄。本發(fā)明的一種動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊故障監(jiān)測方法能實(shí)現(xiàn)對動態(tài)無功補(bǔ)償裝置功率模塊振動情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證功率模塊的穩(wěn)定運(yùn)行，減少潛在故障的發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：楊正宇,張彩強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南電力試驗(yàn)研究院（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9