杭州振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績(jī)：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成功應(yīng)用于智能變電站、智慧變電站及數(shù)字化變電站等示范項(xiàng)目(已經(jīng)投運(yùn)的廊坊特高壓站、濟(jì)南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站)，實(shí)現(xiàn)大型變壓器/電抗器全振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，有效地提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。同時(shí)，我公司積極與各科研院所(南網(wǎng)電科院、廣西電科院、冀北電科院、山東電科院、江蘇電科院、浙江電科院)、供電公司(冀北、山東、山西、江蘇、寧夏等地的省檢)、變壓器制造商(山東電力設(shè)備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國(guó)曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、有載分接開關(guān)制造商（上海華明的遵義長(zhǎng)征廠區(qū)、德國(guó)MR等）、變電站綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)承建商(國(guó)網(wǎng)智能、南瑞科技、電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第23頁(yè)共29頁(yè)長(zhǎng)園深瑞等)開展合作，不斷豐富各型號(hào)變壓器/電抗器的振動(dòng)聲學(xué)指紋樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。GZAF-1000T監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括便攜型帶電檢測(cè)（分體機(jī)的如下圖24C、一體機(jī)的如下圖24D）、固定型在線監(jiān)測(cè)（標(biāo)準(zhǔn)1U式的如下圖24E、壁掛式監(jiān)測(cè)單元的如下圖24F）等機(jī)型。其中，便攜式一體機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧，適用于高壓開關(guān)的帶電檢測(cè)及定期檢修。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)說明。杭州振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(3)基頻信號(hào)能量比(E)：100Hz基頻分量時(shí)域信號(hào)能量占信號(hào)總能量的比值，計(jì)算公式如下：電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第15頁(yè)共29頁(yè)=122其中100Hz基頻分量的時(shí)域信號(hào)，為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動(dòng)聲學(xué)指紋頻譜圖的主要成分，基頻信號(hào)能量比應(yīng)較大；存在故障時(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號(hào)能量比變小。(4)互相關(guān)系數(shù)(r)：正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)頻譜圖之間的相似度，計(jì)算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)的頻域分布，信號(hào)的平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1。正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1；存在故障時(shí)，信號(hào)頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。研制的振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)基本功能。

各類高壓開關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)類別指標(biāo)名稱技術(shù)指標(biāo)備注振動(dòng)聲學(xué)指紋傳感器勵(lì)磁電壓DC18～30V頻率范圍為0.5Hz～3kHz的傳感器適用于GIS本體振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)；頻率范圍為0.5Hz～20kHz的傳感器適用于隔離開關(guān)及斷路器機(jī)械特性監(jiān)測(cè)。勵(lì)磁電流2～20mA靈敏度100mV/g測(cè)量范圍50g頻率范圍0.5Hz～3kHz/20kHz數(shù)量1個(gè)電流傳感器電流范圍0～20A適用于隔離開關(guān)及斷路器機(jī)械特性監(jiān)測(cè)。頻率范圍10Hz～100kHz線性度＜1%誤差＜1%噪聲比優(yōu)于80dB數(shù)量6個(gè)位移傳感器測(cè)量范圍0～300mm適用于斷路器機(jī)械特性監(jiān)測(cè)。時(shí)間分辨率優(yōu)于0.1ms行程分辨率優(yōu)于0.1mm數(shù)量1個(gè)IED(監(jiān)測(cè)單元)采樣率200kS/s采樣精度16bit通道數(shù)量8（可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求定制）通訊接口RS485、RJ45、光纖、4G/5G

敞開式斷路器監(jiān)測(cè):技術(shù)背景:敞開式斷路器在電力系統(tǒng)中起到保護(hù)和控制作用，它根據(jù)供電系統(tǒng)運(yùn)行的需要來可靠地投入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器機(jī)械特性的在線監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確得知斷路器的工作狀態(tài)和故障部位，可以有效減小維護(hù)工作量，增強(qiáng)檢修的針對(duì)性，***提高供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)、線圈分合閘電流、儲(chǔ)能電機(jī)電流、行程及分合閘位置是斷路器非常重要的參數(shù)，是衡量斷路器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。因此，通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確提取振動(dòng)聲學(xué)指紋、分閘電流、合閘電流、儲(chǔ)能電機(jī)電流、行程及分合閘位置特征值，對(duì)判斷斷路器的健康程度和工作狀態(tài)診斷具有重要意義。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)主界面。

振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用意義我公司基于振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)研制的GZAF-1000系列監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于變壓器/電抗器（繞組、有載分接開關(guān)、鐵心等）、開關(guān)類（GIS、敞開式斷路器、隔離開關(guān)、開關(guān)柜等）等電力設(shè)備的帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，不影響被測(cè)設(shè)備正常運(yùn)行，且與被測(cè)設(shè)備無電氣連接，具有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，主要意義如下：1、采用帶電檢測(cè)/在線監(jiān)測(cè)方式，不影響主設(shè)備正常運(yùn)行，降低了電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)；2、減少了人員進(jìn)站檢查的運(yùn)維成本；3、監(jiān)測(cè)方式與設(shè)備無電氣連接，具有安全、可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)；4、采用獨(dú)特的時(shí)域分析、包絡(luò)分析、重合度對(duì)比、時(shí)頻矩陣分析等方法，并提峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關(guān)系數(shù)、頻率復(fù)雜度、振動(dòng)平穩(wěn)性、能量相似度、振動(dòng)相關(guān)性等特征參量等特征參量，提高在線監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度。5、內(nèi)置基于海量樣本的大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)而建立的**分析型數(shù)據(jù)庫(kù)，可真實(shí)反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有效診斷繞組變形、機(jī)械卡澀、觸頭磨損、電動(dòng)機(jī)構(gòu)拒動(dòng)等故障程度和類型；6、符合智慧變電站建設(shè)原則，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的IED具備邊緣計(jì)算能力，就地采集并處理振動(dòng)聲學(xué)指紋及其它信號(hào)。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測(cè)功能特性。GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)參數(shù)

GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述。杭州振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的繞組變形檢測(cè)方法有低壓脈沖法(LVI)、頻率響應(yīng)分析法(FRA)和短路阻抗法(SCI)，以上方法*適用于離線或停電檢測(cè)。鐵芯典型故障包括壓鐵松動(dòng)、鐵芯接地不良、夾件松動(dòng)或損傷，常用檢測(cè)方法包括絕緣電阻測(cè)試及接地電流監(jiān)測(cè)。采用聲學(xué)指紋法檢測(cè)繞組及鐵芯狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測(cè)/在線監(jiān)測(cè)，不影響電力變壓器/電抗器正常運(yùn)行，且與設(shè)備無電氣連接，具有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。杭州國(guó)洲電力科技有限公司結(jié)合多年研發(fā)及現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，成功研制GZAF-1000T系列變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既有固定安裝的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)，也有便攜式的帶電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第3頁(yè)共29頁(yè)電檢測(cè)系統(tǒng)及可移動(dòng)的重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由壓電式加速度傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、云服務(wù)器（采用B/S結(jié)構(gòu)）、通訊子系統(tǒng)及供電系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)變壓器有載分接開關(guān)及本體（繞組及鐵芯）全振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷。杭州振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)