變壓器運行時,電流通過繞組時產生的電動力引起繞組振動,硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導致鐵芯振動。由于繞組導體所受電動力正比于負載電流的平方,繞組的聲紋振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應強度正比于加載電壓的平方,鐵芯的聲紋振動信號的基頻也為100Hz。另外,考慮到鐵芯振動的非線性特性,聲紋振動信號還會包含頻率為100Hz整數倍的高次諧波。當變壓器的繞組變形或鐵芯故障后,聲紋振動信號頻譜分布將發生改變,產生諧波分量。因此,信號分量可以作為區別繞組故障與鐵芯故障的重要依據,采用聲紋振動監測法可實現繞組及鐵芯在線運行狀態下的健康態勢評價與故障類型診斷。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統--GIS及開關柜的斷路器監測功能特性。杭州高壓開關振動聲學指紋在線監測設備信息
3.3.2.3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:E=jmS1j2jmSj2,其中S1為100Hz基頻分量的時域信號,Sj為原始信號,j為采樣索引值。正常狀態下,由于100Hz基頻分量為聲紋振動頻譜圖的主要成分,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生偏移,基頻信號能量比變小。3.3.2.4互相關系數(r)正常狀態與實測的聲紋振動信號頻譜圖之間的相似度,計算公式:r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2,其中Xi和Yi分別為正常狀態與實時測得聲紋振動信號的頻域分布,X和Y為對應信號的平均值,互相關系數范圍為0~1!粽_\行時,相關系數應接近于1!舸嬖诠收蠒r,信號頻率分布發生改變,互相關系數減小。杭州GZAF-1000T系列振動聲學指紋在線監測重合度對比GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測運行狀態告警。
GIS在帶電運行過程中除了機械故障會導致異常振動外,放電性故障(如絕緣子內部缺陷、螺絲松動、懸浮電位放電、毛刺前列放電、金屬微粒放電等)也會導致聲紋振動信號的產生。因此,通過深入研究GIS本體的聲紋振動信號特征可發現GIS機械性故障及放電性故障,具有監測***、監測結果互相補充的特點;诼暭y振動信號的在線監測,可在GIS帶電運行狀態下及時發現潛在故障,并及時預警,從而延長使用壽命,提高電網運行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主,結合電流、位移等其他參量的在線監測,開發了故障診斷算法(***軟著權)并提取相關特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動監測系統,適用于開關設備的帶電監測(便攜診斷式、手持巡檢式)、在線監測(長期固定式、短期移動式)。
五、GZAFV-01系統的操控及監測數據分析軟件5.1遠端后臺軟件管理遠端后臺管理軟件通過云服務器賬戶登錄,選擇管理對象。5.2設備信息管理設備信息管理界面包括設備名稱、位置、編號等基本信息。5.3軟件主界面主界面包括項目管理、多通道信號同步顯示、分析及其他工具及基本分析結果顯示,可實現信號包絡、重合度比對、能量分布、時域信號頻譜分布等分析。5.4包絡分析聲紋振動及驅動電機電流的信號包絡分析可簡化信號,直觀反映設備運行狀態。5.5歷史數據比對實現實時監測數據與正常狀態數據橫向比對、與歷史狀態數據縱向比對。5.6頻譜分析進行聲紋振動監測數據的時域信號頻譜分析,提取信號頻域特征參量。5.7運行狀態告警被測變壓器的異常狀態報警,可選擇告警發送方式。5.8報表生成功能:被測變壓器診斷結果生成報表功能。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測云平臺服務器。
六、GZAFV-01系統的技術交流與投運業績GZAFV-01系統已成功應用于智能變電站、智慧變電站及數字化變電站等示范項目(已經投運的廊坊特高壓站、濟南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站等),實現大型變壓器全振動在線監測與故障診斷,有效地提高設備運行可靠性。同時,我公司積極與各科研院所(南網電科院、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(山東電力設備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、OLTC制造商(上海華明的遵義長征廠區、德國MR等)、變電站綜合監測系統平臺承建商(國網智能、南瑞科技、長園深瑞等)開展合作,不斷豐富各型號變壓器的聲紋振動信號樣本數據庫。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測能量分布曲線。杭州研制的振動聲學指紋在線監測故障診斷
杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測產品特性。杭州高壓開關振動聲學指紋在線監測設備信息
敞開式斷路器監測技術背景實現對斷路器機械特性的在線監測,準確得知斷路器的工作狀態和故障部位,可以有效減小維護工作量,增強狀態檢修的針對性,顯著提高電力系統可靠性和經濟性。聲紋振動信號、分/合閘線圈及儲能電機的電流、動/靜觸頭的行程及分/合閘位置等特征值是斷路器非常重要的參數,是衡量斷路器性能的重要指標,因此,實施在線監測聲紋振動信號、分/閘線圈及儲能電機電流、動/靜觸頭行程及分/合閘位置等具有重要意義。杭州高壓開關振動聲學指紋在線監測設備信息