GIS振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)分析

確保采集到的振動(dòng)和聲學(xué)數(shù)據(jù)具有足夠的準(zhǔn)確性和分辨率，以便于識(shí)別設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)與異常情況，可以采取以下措施：

選擇合適的傳感器：根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的特性和監(jiān)測(cè)要求選擇適當(dāng)類型和規(guī)格的振動(dòng)和聲學(xué)傳感器。傳感器應(yīng)具有高靈敏度和適當(dāng)?shù)念l率響應(yīng)范圍。校準(zhǔn)傳感器：定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保其輸出與實(shí)際測(cè)量值之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系。優(yōu)化采樣頻率：根據(jù)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性和可能發(fā)生的故障類型，設(shè)置合適的采樣頻率，以捕捉到振動(dòng)和聲學(xué)信號(hào)的關(guān)鍵特征。減少噪聲干擾：采取措施減少環(huán)境噪聲和電磁干擾，如使用屏蔽電纜、設(shè)置隔振平臺(tái)、選擇低噪聲環(huán)境進(jìn)行測(cè)量等。數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用濾波、去噪等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，提高信號(hào)質(zhì)量，減少噪聲的影響。多傳感器融合：使用多個(gè)傳感器并結(jié)合不同的測(cè)量位置，可以提高數(shù)據(jù)的冗余性和魯棒性，從而增強(qiáng)信號(hào)的準(zhǔn)確性。動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整：根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，確保在設(shè)備運(yùn)行在不同負(fù)載條件下都能獲得清晰的信號(hào)。數(shù)據(jù)后處理和特征提?。簯?yīng)用高級(jí)信號(hào)處理技術(shù)，如時(shí)頻分析、小波變換等，提取出反映設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵特征。 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)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。GIS振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)分析

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(dòng)傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成，聲紋振動(dòng)傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集取OLTC振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)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(dòng)桿方向，且盡量靠近OLTC的觸頭組處。◆1路電流傳感器采集OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，安裝于OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線處?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào)，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(cè)點(diǎn)的同一性，便于后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線比對(duì)，所有聲紋振動(dòng)傳感器底座長(zhǎng)期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3.2所示。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)需求而靈活調(diào)整）斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)基本功能杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)的概述。

3.2.2感知層的IED/主機(jī)GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)由采集模塊、處理模塊、電源模塊、USB接口、通信模塊等組成?！舨杉K：實(shí)現(xiàn)6路聲紋振動(dòng)信號(hào)、1路電流信號(hào)的采集?！籼幚砟K：實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波和檢波及A/D轉(zhuǎn)換等功能，利用硬件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，保證信號(hào)的有效性和可靠性，再將處理后的模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于IED/主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。◆電源模塊：包括220V/AC電源的輸入及降壓轉(zhuǎn)換，為IED/主機(jī)供電?！鬠SB接口：用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取、調(diào)試。◆通信模塊：用于向遠(yuǎn)端平臺(tái)層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸、操控指令接收。

3.3.1.1信號(hào)包絡(luò)分析為提高在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)通常采用高采樣率獲取聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)，然而大量的數(shù)據(jù)不利于快速、準(zhǔn)確存儲(chǔ)與分析。因而采用包絡(luò)分析，簡(jiǎn)化并反映原始信號(hào)特征，便于后續(xù)分析與處理。傳統(tǒng)希爾伯特變換進(jìn)行包絡(luò)分析時(shí)存在提取深度不足、存在幅值偏差等問(wèn)題，因此采用小波變換和希爾伯特變換結(jié)合的信號(hào)包絡(luò)分析。聲紋振動(dòng)和電流的信號(hào)包絡(luò)分析如下圖3.5所示。

3.3.1.2信號(hào)包絡(luò)重合度比對(duì)分析如下圖3.6所示，信號(hào)包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)分析，更直觀地判斷OLTC運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號(hào)重合度比對(duì)，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)實(shí)時(shí)采集的與正常狀態(tài)的信號(hào)包絡(luò)互相關(guān)系數(shù)：◆接近1時(shí)，OLTC接近正常運(yùn)行狀態(tài)。◆接近0時(shí)，OLTC可能存在故障。 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)服務(wù)的定制化解決方案。

技術(shù)背景GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)高壓導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起振動(dòng)，由于導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方，GIS本體振動(dòng)產(chǎn)生的聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，聲紋振動(dòng)信號(hào)的頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機(jī)械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開(kāi)關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線卡簧松動(dòng)、屏蔽罩松動(dòng)等異常時(shí)，在交變電場(chǎng)作用下發(fā)生異常振動(dòng)，長(zhǎng)期振動(dòng)可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動(dòng)，易造成絕緣事故。異常振動(dòng)還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地牢固，危及GIS運(yùn)行安全。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)功能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析能力。杭州變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)硬件使用

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。GIS振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)分析

敞開(kāi)式斷路器監(jiān)測(cè)功能特性◆具備聲紋振動(dòng)、電流波形、行程曲線、壓力變化等記錄及展示，自動(dòng)計(jì)算峰值電流、電流上升速率、動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)、行程、動(dòng)/靜觸頭分/合閘位置和次數(shù)等參數(shù)。◆IED/主機(jī)支持多通道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步采集，通道數(shù)不小于8個(gè)（可定制）?！艟哂斜葘?duì)分析功能：可將現(xiàn)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對(duì)分析。◆具有斷電不丟失存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動(dòng)、自復(fù)位的功能，可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)及導(dǎo)出1000次以上斷路器動(dòng)作數(shù)據(jù)?！魯嗦菲髅看蝿?dòng)作后，IED/主機(jī)主動(dòng)評(píng)估斷路器運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)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(kù)，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)開(kāi)展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號(hào)重合度比對(duì)，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時(shí)，被測(cè)設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時(shí)，被測(cè)設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。GIS振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)分析