校驗(yàn)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)

敞開(kāi)式斷路器監(jiān)測(cè)技術(shù)背景實(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)狀態(tài)檢修的針對(duì)性，顯著提高電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。聲紋振動(dòng)信號(hào)、分/合閘線圈及儲(chǔ)能電機(jī)的電流、動(dòng)/靜觸頭的行程及分/合閘位置等特征值是斷路器非常重要的參數(shù)，是衡量斷路器性能的重要指標(biāo)，因此，實(shí)施在線監(jiān)測(cè)聲紋振動(dòng)信號(hào)、分/閘線圈及儲(chǔ)能電機(jī)電流、動(dòng)/靜觸頭行程及分/合閘位置等具有重要意義。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。校驗(yàn)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)

GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)形態(tài)分便攜式帶電監(jiān)測(cè)（分體機(jī)，如上圖3.3、一體機(jī)）、長(zhǎng)期固定在線監(jiān)測(cè)式（標(biāo)準(zhǔn)1U的IED，如上圖3.3）等機(jī)型。其中，便攜式一體機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧，適用于帶電巡檢、故障診斷；標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)單元與壁掛式監(jiān)測(cè)單元適用于長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)與故障診斷。6.12020年10月20日，我公司榮獲國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部的邀請(qǐng)，委派技術(shù)智造中心總監(jiān)王國(guó)明博士參與國(guó)網(wǎng)設(shè)備部組織的關(guān)于智慧變電站技術(shù)方案審查會(huì)，向與會(huì)的國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部、各省公司設(shè)備部及各省電科院的領(lǐng)導(dǎo)和**們做了《聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電站主設(shè)備智慧型綜合監(jiān)測(cè)中的作用和實(shí)施方案》的匯報(bào)，獲與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)和**們的高度認(rèn)可。如下圖6.1所示。開(kāi)關(guān)設(shè)備聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)符號(hào)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)功能的多場(chǎng)景適用性。

電力系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)類設(shè)備主要包括GIS、AIS（敞開(kāi)式斷路器）、GIS/敞開(kāi)式的隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜斷路器等。各類開(kāi)關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中的缺陷以及頻繁動(dòng)作極易引起機(jī)械故障，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗費(fèi)人力物力、檢修效率低等缺點(diǎn)，較大地影響設(shè)備正常運(yùn)行。GIS是當(dāng)今輸電網(wǎng)絡(luò)中一種應(yīng)用***的電氣設(shè)備。通過(guò)將變電站中斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、PT、CT、避雷器、連接母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等一次設(shè)備經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)并有序地結(jié)合為整體，在金屬殼內(nèi)封裝起來(lái)，內(nèi)部充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)組成的封閉組合電器。與傳統(tǒng)的敞開(kāi)式相比較，GIS具有占地面積小、可靠性高、安全性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)工作量很小等優(yōu)點(diǎn)，因而被大量使用在重要負(fù)荷、樞紐變電站中。但由于其采用全封閉結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準(zhǔn)確定位及快速搶修，將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著GIS逐步在特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)推廣應(yīng)用，設(shè)備故障所造成的影響將進(jìn)一步加大。

4.2.3根據(jù)各時(shí)頻信號(hào)互相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號(hào)能量比等狀態(tài)量，采用深度學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)及機(jī)械故障類型。

4.2.4結(jié)合變壓器的帶電監(jiān)測(cè)、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多參量融合分析，形成基于多源數(shù)據(jù)的故障預(yù)警機(jī)制，多參量融合分析不僅提高了識(shí)別故障的準(zhǔn)確性，而且還能**降低因單個(gè)參量判別故障帶來(lái)的誤報(bào)。例如，對(duì)于變壓器疑似問(wèn)題地診斷可結(jié)合負(fù)荷、損耗、繞組機(jī)械振動(dòng)信號(hào)、油溫、以及歷史電流電壓情況分析，在監(jiān)測(cè)到變壓器地聲紋振動(dòng)頻譜時(shí)，GZAFV-01系統(tǒng)的操控及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以自動(dòng)去查詢變壓器地歷史電流和電壓信號(hào)，如果發(fā)現(xiàn)在某段時(shí)期確實(shí)有大電流沖擊，可給出預(yù)警：變壓器可能存在繞組變形地異常。 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)系統(tǒng)的用戶定制化服務(wù)。

從振動(dòng)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(huì)用到以下信號(hào)處理技術(shù)：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號(hào)在頻域中的特性，可以識(shí)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(hào)隨時(shí)間變化的頻率特性，適用于非平穩(wěn)信號(hào)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(hào)，適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測(cè)：用于提取振動(dòng)信號(hào)的振幅包絡(luò)，可以用來(lái)表示信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性。頻譜分析：通過(guò)計(jì)算信號(hào)的功率譜密度（PSD）或幅值譜，可以識(shí)別出信號(hào)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(hào)的時(shí)頻表示，有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號(hào)。模態(tài)分析：通過(guò)識(shí)別設(shè)備振動(dòng)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(hào)的不確定性和復(fù)雜性，有助于識(shí)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(hào)的波動(dòng)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(hào)分布形狀的信息，有助于識(shí)別異常模式。杭州國(guó)洲電力科技有限公司的企業(yè)簡(jiǎn)介與主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)。監(jiān)測(cè)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)種類

杭州國(guó)洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。校驗(yàn)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)

3.3.2繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析下圖3.10a為變壓器運(yùn)行時(shí)繞組及鐵芯的聲紋振動(dòng)時(shí)域信號(hào)。為更直觀地分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析聲紋振動(dòng)信號(hào)。如下圖3.10b所示，基于聲紋振動(dòng)信號(hào)的頻域分布，提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關(guān)系數(shù)特征參量作為分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：

3.3.2.1峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對(duì)應(yīng)的頻率值。3.3.2.2總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)所有50Hz整數(shù)倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計(jì)算公式：THD=i=0nVi2V1，其中V1為100Hz基頻分量有效值，Vi為各諧波分量有效值，i為頻率索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動(dòng)頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應(yīng)較?。淮嬖诠收蠒r(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大 校驗(yàn)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)