電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法

3.1技術(shù)原理變壓器振動(dòng)主要包括OLTC切換時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)、電流通過(guò)繞組時(shí)電動(dòng)力引起的繞組振動(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)、以及冷卻裝置工作時(shí)的振動(dòng)。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)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(dòng)信號(hào)通過(guò)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(dòng)傳感器測(cè)得。

OLTC切換過(guò)程中，分接選擇器動(dòng)作、切換開(kāi)關(guān)動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭碰撞等機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生聲紋振動(dòng)信號(hào)，信號(hào)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(dòng)、變形等故障。切換過(guò)程中若儲(chǔ)能彈簧性能發(fā)生改變或儲(chǔ)能過(guò)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(dòng)力矩的變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)與聲紋振動(dòng)信號(hào)的結(jié)合分析，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類(lèi)型診斷。 GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)告警。電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法

六、GZAFV-01系統(tǒng)的技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績(jī)GZAFV-01系統(tǒng)已成功應(yīng)用于智能變電站、智慧變電站及數(shù)字化變電站等示范項(xiàng)目(已經(jīng)投運(yùn)的廊坊特高壓站、濟(jì)南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站等)，實(shí)現(xiàn)大型變壓器全振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，有效地提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。同時(shí)，我公司積極與各科研院所(南網(wǎng)電科院、廣西電科院、冀北電科院、山東電科院、江蘇電科院、浙江電科院)、供電公司(冀北、山東、山西、江蘇、寧夏等地的省檢)、變壓器制造商(山東電力設(shè)備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國(guó)曉星變壓器廠、杭州錢(qián)江變壓器廠等)、OLTC制造商（上海華明的遵義長(zhǎng)征廠區(qū)、德國(guó)MR等）、變電站綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)承建商(國(guó)網(wǎng)智能、南瑞科技、長(zhǎng)園深瑞等)開(kāi)展合作，不斷豐富各型號(hào)變壓器的聲紋振動(dòng)信號(hào)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)圖譜GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遵循標(biāo)準(zhǔn)。

近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修工作不斷深化，對(duì)設(shè)備可靠性的要求不斷提高，及時(shí)、有效發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部潛伏性缺陷，保證GIS安全穩(wěn)定運(yùn)行、合理安排檢修周期成為狀態(tài)檢修模式下的當(dāng)務(wù)之急。目前針對(duì)GIS較成熟的監(jiān)測(cè)方法，主要有電氣法、聲測(cè)法及化學(xué)分析法三大類(lèi)，以上監(jiān)測(cè)方法均針對(duì)的是放電性故障所產(chǎn)生的電磁、聲、光、電弧分解產(chǎn)物等物理量。但在GIS的運(yùn)行中，除了放電性故障之外，機(jī)械性故障也是導(dǎo)致事故發(fā)生的一大主要原因，當(dāng)GIS存在開(kāi)關(guān)觸頭接觸異常、殼體對(duì)接不平衡、導(dǎo)桿輕微彎曲等缺陷時(shí)，在開(kāi)關(guān)操作的機(jī)械力、負(fù)載電流產(chǎn)生的交變電動(dòng)力等因素的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械性運(yùn)動(dòng)，造成設(shè)備異常振動(dòng)。GIS的異常振動(dòng)對(duì)其本體有很大危害，會(huì)造成SF6氣體泄露、盆式絕緣子和絕緣支柱損傷、外殼接地點(diǎn)懸浮等缺陷，長(zhǎng)期發(fā)展可能導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)對(duì)GIS機(jī)械性故障的監(jiān)測(cè)，是保證GIS安全運(yùn)行的重要手段。

敞開(kāi)式斷路器監(jiān)測(cè)功能特性◆具備聲紋振動(dòng)、電流波形、行程曲線、壓力變化等記錄及展示，自動(dòng)計(jì)算峰值電流、電流上升速率、動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)、行程、動(dòng)/靜觸頭分/合閘位置和次數(shù)等參數(shù)?！鬒ED/主機(jī)支持多通道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步采集，通道數(shù)不小于8個(gè)（可定制）?！艟哂斜葘?duì)分析功能：可將現(xiàn)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對(duì)分析。◆具有斷電不丟失存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動(dòng)、自復(fù)位的功能，可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)及導(dǎo)出1000次以上斷路器動(dòng)作數(shù)據(jù)。◆斷路器每次動(dòng)作后，IED/主機(jī)主動(dòng)評(píng)估斷路器運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)上傳分析結(jié)果?！糁悄芊治觯阂劳杏谖夜窘⒌暮Ａ康湫凸收习咐臄?shù)據(jù)庫(kù)，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)開(kāi)展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號(hào)重合度比對(duì)，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時(shí)，被測(cè)設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時(shí)，被測(cè)設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述。

1.1公司概述杭州國(guó)洲電力科技有限公司，成立于2013年5月，是專(zhuān)注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)、輸、變、配、用、儲(chǔ)等全過(guò)程的電力設(shè)備參量監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)的研、產(chǎn)、銷(xiāo)、服四位一體的****，致力于為領(lǐng)域內(nèi)各科研院所、專(zhuān)業(yè)院校、設(shè)備管理、工程服務(wù)、電能生產(chǎn)、設(shè)備制造等合作方提供質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。我公司于2014年把研發(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”，并在中心組建了專(zhuān)注于局部放電和聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的兩大課題組，成功研制出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的局部放電和聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。我公司的技術(shù)近10年在投運(yùn)站場(chǎng)、制造廠區(qū)的電力設(shè)備上大量的持續(xù)運(yùn)用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供了逐年增長(zhǎng)的技術(shù)支持，特別是在變壓器（電抗器）、開(kāi)關(guān)設(shè)備和輸電設(shè)備等電力設(shè)備的絕緣、機(jī)械的狀態(tài)分析與診斷方面，憑借前沿的軟/硬件技術(shù)與先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方法，為電力設(shè)備的高效運(yùn)檢提供了質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--GIS及開(kāi)關(guān)柜的斷路器監(jiān)測(cè)技術(shù)背景。變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)圖譜

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案。電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法

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(guò)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?！?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?！?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）電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法