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。國際大電網(wǎng)委員會(huì)(GIGRE)等國內(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)合作案例。變壓器聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)指紋圖譜
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。◆3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)變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)使用說明書杭州國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。
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),可以用來表示信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性。頻譜分析:通過計(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。
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(jí)(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(chǎng)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(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件第8部分有載分接開關(guān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則。2.9DL/T1432.1變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)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(dòng)測(cè)量方法。2.12DL/T1694.2高壓測(cè)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(cè)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。杭州國洲電力科技有限公司的團(tuán)隊(duì)介紹與技術(shù)研發(fā)實(shí)力。
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。杭州國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。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)故障診斷
杭州國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)的市場(chǎng)推廣策略。變壓器聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)指紋圖譜
變壓器運(yùn)行時(shí),電流通過繞組時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起繞組振動(dòng),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(dòng)。由于繞組導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方,繞組的聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于加載電壓的平方,鐵芯的聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻也為100Hz。另外,考慮到鐵芯振動(dòng)的非線性特性,聲紋振動(dòng)信號(hào)還會(huì)包含頻率為100Hz整數(shù)倍的高次諧波。當(dāng)變壓器的繞組變形或鐵芯故障后,聲紋振動(dòng)信號(hào)頻譜分布將發(fā)生改變,產(chǎn)生諧波分量。因此,信號(hào)分量可以作為區(qū)別繞組故障與鐵芯故障的重要依據(jù),采用聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。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)的重癥監(jiān)護(hù)式。變壓器聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)指紋圖譜