電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能特點

杭州國洲電力科技有限公司，專注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)、輸、變、配、用、儲等全過程的各主設(shè)備參量監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評價技術(shù)的研制，致力于為領(lǐng)域內(nèi)的各科研院所、專業(yè)院校、設(shè)備管理、工程服務(wù)、發(fā)電、設(shè)備制造等合作方提供前列的解決方案。我公司于2014年1月把研發(fā)部、生產(chǎn)部和技術(shù)服務(wù)部融合打造成“技術(shù)智造中心”，并在研發(fā)部組建了專注于局部放電監(jiān)測技術(shù)和振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)的兩個技術(shù)組，成功研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的局部放電和振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)，且至今已在合作方的實驗室、投運站場、制造廠區(qū)上大量運用多年，為綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域中電網(wǎng)的可靠運行提供了逐年增長的先進(jìn)的、高效的技術(shù)支持。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測能量分布曲線。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能特點

?獨有的信號處理功能，生成振動聲學(xué)指紋信號ATF圖（**算法，**所有），更直觀、更便捷分析有載分接開關(guān)及繞組和鐵芯的運行狀態(tài)；?具有繞組及鐵芯振動聲學(xué)指紋信號頻譜分析功能，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行狀態(tài)；?振動聲學(xué)指紋信號和電流信號歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢功能；?信號閾值告警功能，軟件自動分析信號增長趨勢，實現(xiàn)自動告警，也可手動設(shè)置告警閾值，支持短信告警；?智能分析功能：系統(tǒng)軟件內(nèi)置海量故障特征的數(shù)據(jù)庫，可與測得的數(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；也可添加新測得的數(shù)據(jù)，方便后期橫向、縱向比較；軟件可將同一廠家同一型號的正常檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入保存，便于對該廠家、型號的變壓器數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行比對分析；杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測系統(tǒng)GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

各特征參量定義如下：(1)峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對應(yīng)的頻率值。(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，計算公式如下：電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第5頁共12頁=2其中100Hz基頻分量有效值，為頻率索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應(yīng)較?。淮嬖诠收蠒r，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大。

重合度對比如圖9所示，包絡(luò)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度對比分析，更直觀地判斷有載分接開關(guān)運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計算。當(dāng)實時采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當(dāng)互相關(guān)系數(shù)接近0時，有載分接開關(guān)可能存在故障。能量分布曲線基于小波變換的振動信號多分辨率分析結(jié)果如下圖10所示。原始信號經(jīng)8層分解后產(chǎn)生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細(xì)分量，計算各層詳細(xì)分量信號能量，可獲得信號能量分布曲線。對比正常狀態(tài)與異常狀態(tài)能量分布曲線，可判斷有載分接開關(guān)運行狀態(tài)，并提取互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態(tài)診斷特征參量。圖11為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)振動信號能量分布曲線對比。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測功能特性。

現(xiàn)場圖樣GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)包括便攜型帶電檢測（分體機(jī)的如下圖4C、一體機(jī)的如下圖4D）、固定型在線監(jiān)測（標(biāo)準(zhǔn)1U式的如下圖4E、壁掛式監(jiān)測單元的如下圖4F）等機(jī)型。其中，便攜式一體機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧，適用于高壓開關(guān)的帶電檢測及定期檢修，標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測單元與壁掛式監(jiān)測單元適用于高壓開關(guān)類設(shè)備的長期在線監(jiān)測與故障診斷。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，包絡(luò)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監(jiān)測系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計算。當(dāng)實時采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當(dāng)互相關(guān)系數(shù)接近0時，被測設(shè)備可能存在故障。下圖1所示為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)時，GIS本體振動聲學(xué)指紋信號時域波形及頻域譜圖：杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)功能。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能特點

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測繞組及鐵芯運行狀態(tài)分析。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能特點

時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取振動聲學(xué)指紋信號時頻能量分布矩陣，同時反映原始信號時域、頻域特性及能量分布。將信號時頻分布矩陣分為6個區(qū)間，計算各區(qū)間平均值作為特征參量，用于有載分接開關(guān)正常狀態(tài)與異常狀態(tài)對比。下圖12為正常狀態(tài)下振動聲學(xué)指紋信號時頻能電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第14頁共29頁量矩陣。圖12振動聲學(xué)指紋信號時頻能量矩陣?yán)@組及鐵芯運行狀態(tài)分析下圖13(a)為變壓器/電抗器運行時的繞組及鐵芯振動聲學(xué)指紋的時域信號。為更直觀地分析繞組及鐵芯運行狀態(tài)，采用頻域法分析振動聲學(xué)指紋信號，實現(xiàn)在線狀態(tài)下的故障監(jiān)測。如下圖13(b)所示，基于振動聲學(xué)指紋信號的頻域分布，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，以作為變壓器/電抗器運行狀態(tài)的分析參數(shù)。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能特點