杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術說明

一、概述變壓器在電力系統(tǒng)中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩(wěn)定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關、繞組及鐵芯是變壓器/電抗器的重要組成部分，三者的故障率總和占變壓器/電抗器整體故障的70%左右，而傳統(tǒng)預防性檢修方法具有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態(tài)監(jiān)測，可在在線狀態(tài)下及時發(fā)現變壓器/電抗器有載分接開關、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時預警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網運行的可靠性。有載分接開關（On-LoadTapChanger,OLTC）是在勵磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實現電網的有載調壓，起到穩(wěn)定負載電壓、調節(jié)無功潮流、增加電網靈活度等重要作用。它是調壓變壓器中***的可動部件、關鍵部件之一。國際大電網委員會(GIGRE)等國內外統(tǒng)計結果表明，有載分接開關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電網的安全穩(wěn)定運行，嚴重時更會導致大面積停電、電氣火災等事故。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--敞開式斷路器監(jiān)測技術背景。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術說明

GIS及敞開式的隔離開關監(jiān)測:功能特性:主要功能特性如下：?采用加速度傳感器及電流傳感器監(jiān)測隔離開關振動聲學指紋及電機電流信號；?具有比對分析功能：可將測量數據與標準信號、歷史測量信號進行橫向及縱向比對分析；?具有診斷分析功能：可對隔離開關狀態(tài)進行診斷，并上傳原始數據及分析結果；?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導出功能，可夠存儲500次以上的操作數據，并具備批量處理數據功能；?具備振動聲學指紋及電機電流信號波形、包絡分析、時頻圖譜等展示功能；?自動提取分合動作時間、電機峰值電流、電機電流燃弧時間、電流抖動振動聲電力設備監(jiān)測及診斷技術的“中國智造者”第8頁共12頁學高幅值關鍵特征、振動聲學脈動關鍵特征等參量；?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數據庫，包絡分析后可快速實現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)引入互相關系數的計算。當實時采集信號包絡曲線與正常狀態(tài)包絡曲線互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測技術參數GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋數據采集裝置。

敞開式斷路器監(jiān)測:功能特性敞開式斷路器機械特性監(jiān)測單元主要功能特性如下：?具備斷路器振動聲學指紋、分合閘線圈電流、儲能電機電流、行程、分合閘位置監(jiān)測功能；?具備振動信號、電流波形、行程曲線、壓力變化記錄及展示功能，自動計算峰值電流、電流上升速率、動作時間、動作時長、行程、分合閘位置、分合閘次數等參數；?監(jiān)測單元支持多通道信號同步采集，通道數不小于8個；?支持歷史數據與實測數據對比分析、不同通道測量數據的橫向及縱向對比功能；電力設備監(jiān)測及診斷技術的“中國智造者”第7頁共12頁?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導出1000次以上斷路器動作數據；?斷路器每次動作后，監(jiān)測單元主動評估斷路器運行狀態(tài)，并自動上傳分析結果；?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數據庫，包絡分析后可快速實現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)引入互相關系數的計算。當實時采集信號包絡曲線與正常狀態(tài)包絡曲線互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。

(3)基頻信號能量比(E)：100Hz基頻分量時域信號能量占信號總能量的比值，計算公式如下：電力設備監(jiān)測及診斷技術的“中國智造者”第15頁共29頁=122其中100Hz基頻分量的時域信號，為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動聲學指紋頻譜圖的主要成分，基頻信號能量比應較大；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號能量比變小。(4)互相關系數(r)：正常狀態(tài)與實時測得振動聲學指紋信號頻譜圖之間的相似度，計算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態(tài)與實時測得振動聲學指紋信號的頻域分布，信號的平均值，互相關系數范圍為0~1。正常運行時，相關系數應接近于1；存在故障時，信號頻率分布發(fā)生改變，互相關系數減小。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測技術背景。

杭州國洲電力科技有限公司，專注于綜合智慧能源服務領域內發(fā)、輸、變、配、用、儲等全過程的各主設備參量監(jiān)測、數據分析和狀態(tài)評價技術的研制，致力于為領域內的各科研院所、專業(yè)院校、設備管理、工程服務、發(fā)電、設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、生產部和技術服務部融合打造成“技術智造中心”，并在研發(fā)部組建了專注于局部放電監(jiān)測技術和振動聲學指紋監(jiān)測技術的兩個技術組，成功研制出自主知識產權的、先進的局部放電和振動聲學指紋監(jiān)測技術，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領域中電網的可靠運行提供了逐年增長的先進的、高效的技術支持。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術背景。國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測軟件界面

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測能量分布曲線。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術說明

系統(tǒng)結構：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)由壓電式加速度傳感器、驅動電機電流傳感器、數據采集裝置、云服務器（采用B/S結構）、通訊子系統(tǒng)及供電系統(tǒng)構成，系統(tǒng)機構圖如下圖2所示。傳感器：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)傳感層由6路壓電式加速度傳感器及1路電流傳感器構成，各傳感器外觀及參數如下表1所示。壓電式加速度傳感器集成電荷放大器，將振動信號轉換成與之成正比的電壓信號；電流傳感器采用微型卡扣結構，便于現場安裝，節(jié)省空間。采用3路壓電式加速度傳感器獲取有載分接開關振動信號，振動傳感器通過固定底座安裝在變壓器/電抗器外壁，安裝位置通常選取平行于分接開關垂直傳動桿方向，且盡量靠近分接開關觸頭組處。采用1路電流傳感器獲取有載分接開關驅動電機電流信號，電流傳感器安裝于驅動電機電源線處。采用3路振動傳感器檢測變壓器/電抗器繞組及鐵芯運行狀況，傳感器通常選取于上夾件底部、非冷卻器側油箱表面中部及油箱頂部中心點。杭州GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測技術說明