斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋概念

綜上所述，采用聲紋振動(dòng)法監(jiān)測(cè)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測(cè)/在線監(jiān)測(cè)，與變壓器無電氣連接而不影響正常運(yùn)行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。我公司結(jié)合多年技術(shù)預(yù)研儲(chǔ)備及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既有固定安裝的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)式，也有便攜式的帶電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及可移動(dòng)的在線重癥監(jiān)護(hù)式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置（在線監(jiān)測(cè)式：IED，便攜/手持式：主機(jī)；下文皆用IED/主機(jī)簡(jiǎn)稱）、云服務(wù)器、通訊單元及供電單元構(gòu)成；操控及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、時(shí)域信號(hào)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OLTC、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)、參數(shù)和配置。斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋概念

彈簧彈性下降的AFV信號(hào)特征識(shí)別。彈簧彈性下降的AFV信號(hào)特征識(shí)別彈簧機(jī)構(gòu)是OLTC切換動(dòng)力的關(guān)鍵部件，其彈性下降會(huì)導(dǎo)致切換時(shí)間延長(zhǎng)或動(dòng)作不到位。AFV信號(hào)分析法通過分析振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻特性，可以識(shí)別彈簧老化問題。例如，正常狀態(tài)下，OLTC切換時(shí)的振動(dòng)信號(hào)具有清晰的周期性沖擊特征；而彈簧彈性不足時(shí)，沖擊信號(hào)的間隔時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，且幅值降低。此外，彈簧故障還可能引發(fā)二次振動(dòng)（如機(jī)構(gòu)回彈），這些特征均可通過AFV信號(hào)的小波變換或包絡(luò)分析進(jìn)行提取。智能振動(dòng)參考價(jià)格杭州國(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)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施路徑。

利用 AFV 信號(hào)分析法監(jiān)測(cè) OLTC 狀態(tài)時(shí)，需深入理解信號(hào)的產(chǎn)生與傳播機(jī)制。OLTC 切換時(shí)，內(nèi)部機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動(dòng)撞擊和摩擦是產(chǎn)生 AFV 信號(hào)的根源。這些脈沖沖擊力通過變壓器油這一介質(zhì)，以振動(dòng)波的形式傳遞到變壓器箱壁。箱壁上的振動(dòng)響應(yīng)包含了 OLTC 內(nèi)部多種激勵(lì)現(xiàn)象的信息，就如同一個(gè)信息寶庫。我們通過 AFV 傳感器采集這些振動(dòng)信號(hào)，并運(yùn)用專業(yè)的分析算法，能夠從中提取出與 OLTC 故障類型相關(guān)的特征參數(shù)。例如，當(dāng)彈簧彈性下降時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的低頻部分會(huì)出現(xiàn)特定的變化模式，依據(jù)這些模式，我們就能準(zhǔn)確診斷出 OLTC 的故障類型，提前進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。

OLTC是在勵(lì)磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負(fù)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(dòng)部件、關(guān)鍵部件之一。國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(GIGRE)等國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（下圖1所示），OLTC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(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)等事故。OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動(dòng)軸斷裂、選擇開關(guān)觸頭接觸不良、操作機(jī)構(gòu)失靈造成的拒動(dòng)或滑檔現(xiàn)象、限位開關(guān)失靈、切換開關(guān)拒切、中止或動(dòng)作滯后、內(nèi)部緊固件松動(dòng)和脫落、以及內(nèi)部滲漏等。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)設(shè)備部發(fā)布的《設(shè)備管理重點(diǎn)工作任務(wù)》，2020年度需完成382臺(tái)換流變OLTC隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實(shí)施OLTC在線監(jiān)測(cè)與故障診斷不僅對(duì)確保變壓器及整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是今后的發(fā)展方向。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)的國(guó)際合作案例。

電流信號(hào)分析法驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)的出現(xiàn)與消失可作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行與停止的標(biāo)志，因此可選擇電流信號(hào)持續(xù)時(shí)間作為OLTC動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間，此數(shù)據(jù)也是機(jī)械狀態(tài)診斷的重要特征量，開關(guān)動(dòng)作若出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間過短或過長(zhǎng)的現(xiàn)象，則表明切換過程中可能出現(xiàn)某種異常。彈簧儲(chǔ)能過程是OLTC切換過程中諸多重要事件之一，當(dāng)儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能過程中存在機(jī)械卡澀或彈簧性能改變等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的變化，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，通過監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)就可以了解OLTC驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作情況，以及部件的磨損、卡澀、潤(rùn)滑、同步性等情況，用以判斷OLTC儲(chǔ)能彈簧性能改變或儲(chǔ)能過程中是否存在卡澀等故障。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)的科研合作背景。電抗器振動(dòng)聲紋監(jiān)測(cè)示意圖

聲學(xué)指紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是什么？斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋概念

AFV信號(hào)分析法AFV信號(hào)分析法是采用AFV傳感器監(jiān)測(cè)AFV信號(hào)，獲得OLTC的狀態(tài)數(shù)據(jù)和工作模式，從而對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。OLTC在切換時(shí)，其內(nèi)部主要機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動(dòng)撞擊和摩擦都會(huì)產(chǎn)生脈沖沖擊力，該信號(hào)會(huì)通過靜觸頭或變壓器油傳到變壓器箱壁上。傳到變壓器外殼上的振動(dòng)是內(nèi)部多種激勵(lì)現(xiàn)象的響應(yīng)，包含著大量的設(shè)備機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)。OLTC的故障類型與其振動(dòng)特性的變化存在著緊密關(guān)系，通過對(duì)AFV信號(hào)的監(jiān)測(cè)和診斷，即可判斷出OLTC切換時(shí)間的變化、觸頭接觸不良、觸頭磨損、彈簧彈性下降和電弧等故障，從而可以診斷出OLTC處于正常狀態(tài)或是故障狀態(tài)。觸頭在分/合的切換過程中，由于伴隨著機(jī)械、化學(xué)、頭材料消耗，造成觸頭凹凸不平和變形，從而引起觸頭壓力接觸電阻和開矩參數(shù)的變化，使得OLTC的振動(dòng)特征也隨之改變。斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋概念