杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

1.1公司概述杭州國洲電力科技有限公司，成立于2013年5月，是專注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)、輸、變、配、用、儲等全過程的電力設(shè)備參量監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評價(jià)技術(shù)的研、產(chǎn)、銷、服四位一體的****，致力于為領(lǐng)域內(nèi)各科研院所、專業(yè)院校、設(shè)備管理、工程服務(wù)、電能生產(chǎn)、設(shè)備制造等合作方提供質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。我公司于2014年把研發(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”，并在中心組建了專注于局部放電和聲紋振動監(jiān)測技術(shù)的兩大課題組，成功研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的局部放電和聲紋振動監(jiān)測技術(shù)。我公司的技術(shù)近10年在投運(yùn)站場、制造廠區(qū)的電力設(shè)備上大量的持續(xù)運(yùn)用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供了逐年增長的技術(shù)支持，特別是在變壓器（電抗器）、開關(guān)設(shè)備和輸電設(shè)備等電力設(shè)備的絕緣、機(jī)械的狀態(tài)分析與診斷方面，憑借前沿的軟/硬件技術(shù)與先進(jìn)的監(jiān)測方法，為電力設(shè)備的高效運(yùn)檢提供了質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)各類高壓開關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)。杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（遵循但不限于下列標(biāo)準(zhǔn)）2.1GB/T4208外殼防護(hù)等級（IP代碼）。2.2GB/T10230.1分接開關(guān)第1部分：性能要求和試驗(yàn)方法。2.3GB/T10230.2分接開關(guān)第2部分：應(yīng)用導(dǎo)則。2.4DL/T265變壓器有載分接開關(guān)現(xiàn)場試驗(yàn)導(dǎo)則。2.5DL/T574變壓器分接開關(guān)運(yùn)行維修導(dǎo)則。2.6DL/T846.8-2017高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件第8部分有載分接開關(guān)測試儀。2.7DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。2.8DL/T1430變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則。2.9DL/T1432.1變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第1部分：通用檢驗(yàn)規(guī)范。2.10DL/T1538電力變壓器用真空有載分接開關(guān)使用導(dǎo)則。2.11DL/T1540油浸式交流電抗器（變壓器）運(yùn)行振動測量方法。2.12DL/T1694.2高壓測試儀器及設(shè)備校準(zhǔn)規(guī)范第2部分：電力變壓器分接開關(guān)測試儀。2.13DL/T1805電力變壓器用有載分接開關(guān)選用導(dǎo)則。2.14Q/GDW383智能變電站技術(shù)導(dǎo)則。杭州開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測軟件功能杭州國洲電力科技有限公司簡介。

3.3.2.3基頻信號能量比(E)100Hz基頻分量時(shí)域信號能量占信號總能量的比值，計(jì)算公式：E=jmS1j2jmSj2，其中S1為100Hz基頻分量的時(shí)域信號，Sj為原始信號，j為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為聲紋振動頻譜圖的主要成分，基頻信號能量比應(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，基頻信號能量比變小。3.3.2.4互相關(guān)系數(shù)(r)正常狀態(tài)與實(shí)測的聲紋振動信號頻譜圖之間的相似度，計(jì)算公式：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2，其中Xi和Yi分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測得聲紋振動信號的頻域分布，X和Y為對應(yīng)信號的平均值，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?！舸嬖诠收蠒r(shí)，信號頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。

3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統(tǒng)的感知層如上圖3.1所示，由IED/主機(jī)、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成，聲紋振動傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動信號轉(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。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動傳感器采集取OLTC振動信號，通過固定底座安裝在變壓器外壁，安裝位置選取平行于OLTC的垂直傳動桿方向，且盡量靠近OLTC的觸頭組處?！?路電流傳感器采集OLTC驅(qū)動電機(jī)電流信號，安裝于OLTC驅(qū)動電機(jī)電源線處?！?路聲紋振動傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動信號，安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部、油箱頂部中心點(diǎn)。為保持監(jiān)測點(diǎn)的同一性，便于后期監(jiān)測數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線比對，所有聲紋振動傳感器底座長期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3所示。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測設(shè)備的監(jiān)測需求而靈活調(diào)整）GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)功能特點(diǎn)。

六、GZAFV-01系統(tǒng)的技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績GZAFV-01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、泰安天平站等)，實(shí)現(xiàn)大型變壓器全振動在線監(jiān)測與故障診斷，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、南通的韓國曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、OLTC制造商（上海華明的遵義長征廠區(qū)、德國MR等）、變電站綜合監(jiān)測系統(tǒng)平臺承建商(國網(wǎng)智能、南瑞科技、長園深瑞等)開展合作，不斷豐富各型號變壓器的聲紋振動信號樣本數(shù)據(jù)庫。杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)發(fā)展歷程與技術(shù)創(chuàng)新成果。杭州GZAF-1000S系列振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明書

杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施路徑。杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

從振動和聲學(xué)數(shù)據(jù)中提取有用的特征，以便建立設(shè)備的聲學(xué)指紋，通常會用到以下信號處理技術(shù)：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號在頻域中的特性，可以識別出設(shè)備運(yùn)行時(shí)的固有頻率和諧波成分。短時(shí)傅里葉變換（STFT）：與FFT相比，STFT能夠展示信號隨時(shí)間變化的頻率特性，適用于非平穩(wěn)信號的分析。小波變換：具有良好的時(shí)頻局部化特性，能夠在多尺度上分析信號，適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測：用于提取振動信號的振幅包絡(luò)，可以用來表示信號的動態(tài)特性。頻譜分析：通過計(jì)算信號的功率譜密度（PSD）或幅值譜，可以識別出信號的頻率成分和能量分布。時(shí)頻分析方法：如Wigner-Ville分布、Choi-Williams分布等，這些方法能夠提供信號的時(shí)頻表示，有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號。模態(tài)分析：通過識別設(shè)備振動的模態(tài)特性，可以提取出與設(shè)備結(jié)構(gòu)和損傷相關(guān)的特征。熵分析：如時(shí)域熵、頻域熵或小波熵，這些方法可以量化信號的不確定性和復(fù)雜性，有助于識別設(shè)備狀態(tài)的變化。統(tǒng)計(jì)分析：包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可以描述信號的波動性和穩(wěn)定性。高階統(tǒng)計(jì)量：如偏度和峰度，它們可以提供信號分布形狀的信息，有助于識別異常模式。杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案