質(zhì)量振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測

GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測技術(shù)背景隔離開關(guān)在合閘位置時，隔離開關(guān)可承載線路額定電流及在規(guī)定時間內(nèi)的異常電流；在分閘位置時，隔離開關(guān)的觸頭間有符合要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志，確保檢修時人員和設(shè)備的安全。然而由于在材料、工藝、設(shè)計、安裝等方面存在的問題，以及頻繁動作時產(chǎn)生的電氣老化、機(jī)械磨損等缺陷，GIS及敞開式的隔離開關(guān)的故障率不斷升高，嚴(yán)重影響隔離開關(guān)和整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，實施在線監(jiān)測隔離開關(guān)聲紋振動及驅(qū)動電機(jī)電流信號，實現(xiàn)隔離開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的***評價具有重要意義。杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。質(zhì)量振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測

技術(shù)背景GIS運(yùn)行時，電流通過高壓導(dǎo)體時產(chǎn)生的電動力引起振動，由于導(dǎo)體所受電動力正比于負(fù)載電流的平方，GIS本體振動產(chǎn)生的聲紋振動信號的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時，聲紋振動信號的頻譜分布將發(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)部存在開關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線卡簧松動、屏蔽罩松動等異常時，在交變電場作用下發(fā)生異常振動，長期振動可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動，易造成絕緣事故。異常振動還可能造成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。專注振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測原理圖杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的故障診斷能力。

4.1.6通過繞組及鐵芯聲紋振動信號頻譜分析可自動識別峰值頻率偏移及諧波增量，實時分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)。4.1.7具有自動繪制聲紋振動和電流信號的歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢功能。4.1.8閾值超限告警功能：實時分析信號發(fā)展趨勢，實現(xiàn)閾值超限自動告警，支持短信發(fā)送告警信息。4.1.9智能分析功能：軟件內(nèi)置典型故障特征的數(shù)據(jù)庫，可與監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，通過信號波形、時間長度和幅值等特征值，診斷分析故障類型；也可添加新監(jiān)測數(shù)據(jù)，方便后期橫向、縱向比較；可將同一廠家同一型號的正常監(jiān)測數(shù)據(jù)導(dǎo)入保存，便于對該廠家、型號的變壓器監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行比對分析。4.1.10具有報表分析功能，自動計算并保存重合度、動作時間、能量分布、電流最大值、電流平均值、繞組及鐵芯振動峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關(guān)系數(shù)等特征參量，并生成分析報表。

聲紋振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用意義GZAFV-01系統(tǒng)適用于GIS、AIS、隔離開關(guān)、開關(guān)柜等開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測、在線監(jiān)測與故障診斷，不影響被測設(shè)備正常運(yùn)行且無電氣連接，主要意義如下：5.1采用帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測方式，不影響被測設(shè)備正常運(yùn)行，降低了電網(wǎng)風(fēng)險。5.2監(jiān)測方式與被測設(shè)備無電氣連接，具有安全、可靠、安裝方便等優(yōu)點。5.3采用獨特的時域、包絡(luò)、重合度比對、時頻矩陣等分析法，并提峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關(guān)系數(shù)、頻率復(fù)雜度、振動平穩(wěn)性、能量相似度、振動相關(guān)性等特征參量等特征參量，提高在線監(jiān)測準(zhǔn)確度。5.4內(nèi)置基于海量典型樣本的大數(shù)據(jù)和人工智能研判技術(shù)而建立的數(shù)據(jù)庫，可真實反應(yīng)被試品運(yùn)行狀態(tài)，有效診斷故障程度和類型。5.5符合智慧/智能型變電站建設(shè)原則，IED具備邊緣計算能力，就地采集并處理聲紋振動及電流信號，完成分析計算后根據(jù)傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)平臺層及應(yīng)用層要求上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的用戶界面優(yōu)化。

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)行時的固有頻率和諧波成分。短時傅里葉變換（STFT）：與FFT相比，STFT能夠展示信號隨時間變化的頻率特性，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)計分析：包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計參數(shù)，可以描述信號的波動性和穩(wěn)定性。高階統(tǒng)計量：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)的行業(yè)培訓(xùn)支持。國產(chǎn)振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測監(jiān)測故障

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3.1技術(shù)原理變壓器振動主要包括OLTC切換時的瞬態(tài)振動、電流通過繞組時電動力引起的繞組振動、硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導(dǎo)致鐵芯振動、以及冷卻裝置工作時的振動。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)等多種途徑傳播至變壓器外壁，可由安裝于外壁的聲紋振動傳感器測得。

OLTC切換過程中，分接選擇器動作、切換開關(guān)動作、動靜觸頭碰撞等機(jī)械動作產(chǎn)生聲紋振動信號，信號包含觸頭分合狀態(tài)、三相觸頭是否同期、觸頭表面是否平整、切換是否到位等信息，可反映OLTC結(jié)構(gòu)磨損、卡滯、松動、變形等故障。切換過程中若儲能彈簧性能發(fā)生改變或儲能過程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動力矩的變化，從而使驅(qū)動電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測驅(qū)動電機(jī)電流信號與聲紋振動信號的結(jié)合分析，可更加有效的評價OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。 質(zhì)量振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測