杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)說明

一、概述變壓器在電力系統(tǒng)中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩(wěn)定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯是變壓器/電抗器的重要組成部分，三者的故障率總和占變壓器/電抗器整體故障的70%左右，而傳統(tǒng)預(yù)防性檢修方法具有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態(tài)監(jiān)測，可在在線狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)變壓器/電抗器有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時預(yù)警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網(wǎng)運行的可靠性。有載分接開關(guān)（On-LoadTapChanger,OLTC）是在勵磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負載電壓、調(diào)節(jié)無功潮流、增加電網(wǎng)靈活度等重要作用。它是調(diào)壓變壓器中***的可動部件、關(guān)鍵部件之一。國際大電網(wǎng)委員會(GIGRE)等國內(nèi)外統(tǒng)計結(jié)果表明，有載分接開關(guān)故障占變壓器總體故障的30%以上，各類故障影響變壓器及整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，嚴重時更會導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)等事故。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--敞開式斷路器監(jiān)測技術(shù)背景。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)說明

GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測:功能特性:主要功能特性如下：?采用加速度傳感器及電流傳感器監(jiān)測隔離開關(guān)振動聲學指紋及電機電流信號；?具有比對分析功能：可將測量數(shù)據(jù)與標準信號、歷史測量信號進行橫向及縱向比對分析；?具有診斷分析功能：可對隔離開關(guān)狀態(tài)進行診斷，并上傳原始數(shù)據(jù)及分析結(jié)果；?具有斷電不丟失存儲數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動、自復(fù)位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導(dǎo)出功能，可夠存儲500次以上的操作數(shù)據(jù)，并具備批量處理數(shù)據(jù)功能；?具備振動聲學指紋及電機電流信號波形、包絡(luò)分析、時頻圖譜等展示功能；?自動提取分合動作時間、電機峰值電流、電機電流燃弧時間、電流抖動振動聲電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第8頁共12頁學高幅值關(guān)鍵特征、振動聲學脈動關(guān)鍵特征等參量；?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數(shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監(jiān)測系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計算。當實時采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關(guān)系數(shù)接近0時，被測設(shè)備可能存在故障。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)參數(shù)GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋數(shù)據(jù)采集裝置。

敞開式斷路器監(jiān)測:功能特性敞開式斷路器機械特性監(jiān)測單元主要功能特性如下：?具備斷路器振動聲學指紋、分合閘線圈電流、儲能電機電流、行程、分合閘位置監(jiān)測功能；?具備振動信號、電流波形、行程曲線、壓力變化記錄及展示功能，自動計算峰值電流、電流上升速率、動作時間、動作時長、行程、分合閘位置、分合閘次數(shù)等參數(shù)；?監(jiān)測單元支持多通道信號同步采集，通道數(shù)不小于8個；?支持歷史數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)對比分析、不同通道測量數(shù)據(jù)的橫向及縱向?qū)Ρ裙δ?；電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第7頁共12頁?具有斷電不丟失存儲數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動、自復(fù)位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導(dǎo)出1000次以上斷路器動作數(shù)據(jù)；?斷路器每次動作后，監(jiān)測單元主動評估斷路器運行狀態(tài)，并自動上傳分析結(jié)果；?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數(shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監(jiān)測系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計算。當實時采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關(guān)系數(shù)接近0時，被測設(shè)備可能存在故障。

(3)基頻信號能量比(E)：100Hz基頻分量時域信號能量占信號總能量的比值，計算公式如下：電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第15頁共29頁=122其中100Hz基頻分量的時域信號，為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動聲學指紋頻譜圖的主要成分，基頻信號能量比應(yīng)較大；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號能量比變小。(4)互相關(guān)系數(shù)(r)：正常狀態(tài)與實時測得振動聲學指紋信號頻譜圖之間的相似度，計算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態(tài)與實時測得振動聲學指紋信號的頻域分布，信號的平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1。正常運行時，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1；存在故障時，信號頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測技術(shù)背景。

杭州國洲電力科技有限公司，專注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)、輸、變、配、用、儲等全過程的各主設(shè)備參量監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評價技術(shù)的研制，致力于為領(lǐng)域內(nèi)的各科研院所、專業(yè)院校、設(shè)備管理、工程服務(wù)、發(fā)電、設(shè)備制造等合作方提供前列的解決方案。我公司于2014年1月把研發(fā)部、生產(chǎn)部和技術(shù)服務(wù)部融合打造成“技術(shù)智造中心”，并在研發(fā)部組建了專注于局部放電監(jiān)測技術(shù)和振動聲學指紋監(jiān)測技術(shù)的兩個技術(shù)組，成功研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的、先進的局部放電和振動聲學指紋監(jiān)測技術(shù)，且至今已在合作方的實驗室、投運站場、制造廠區(qū)上大量運用多年，為綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域中電網(wǎng)的可靠運行提供了逐年增長的先進的、高效的技術(shù)支持。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)背景。國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測軟件界面

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測能量分布曲線。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)說明

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)由壓電式加速度傳感器、驅(qū)動電機電流傳感器、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，系統(tǒng)機構(gòu)圖如下圖2所示。傳感器：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)傳感層由6路壓電式加速度傳感器及1路電流傳感器構(gòu)成，各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示。壓電式加速度傳感器集成電荷放大器，將振動信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場安裝，節(jié)省空間。采用3路壓電式加速度傳感器獲取有載分接開關(guān)振動信號，振動傳感器通過固定底座安裝在變壓器/電抗器外壁，安裝位置通常選取平行于分接開關(guān)垂直傳動桿方向，且盡量靠近分接開關(guān)觸頭組處。采用1路電流傳感器獲取有載分接開關(guān)驅(qū)動電機電流信號，電流傳感器安裝于驅(qū)動電機電源線處。采用3路振動傳感器檢測變壓器/電抗器繞組及鐵芯運行狀況，傳感器通常選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部及油箱頂部中心點。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)說明