杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷

變壓器/電抗器運行時，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，繞組振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器/電抗器中磁感應強度正比于加載電壓的平方，鐵芯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，振動信號還會包含頻率為100Hz整數倍的高次諧波。當變壓器/電抗器的繞組變形或鐵芯故障后，振動信號頻譜分布將發(fā)生改變，產生諧波分量。因此，振動信號分量可以作為區(qū)別繞組變形故障與鐵芯故障的重要依據，采用振動分析法可實現繞組及鐵芯的故障診斷。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)概述。杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷

現場圖樣GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)包括便攜型帶電檢測（分體機的如下圖4C、一體機的如下圖4D）、固定型在線監(jiān)測（標準1U式的如下圖4E、壁掛式監(jiān)測單元的如下圖4F）等機型。其中，便攜式一體機結構輕巧，適用于高壓開關的帶電檢測及定期檢修，標準監(jiān)測單元與壁掛式監(jiān)測單元適用于高壓開關類設備的長期在線監(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。下圖1所示為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)時，GIS本體振動聲學指紋信號時域波形及頻域譜圖：杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測歷史數據對比。

系統(tǒng)功能：3.4.2監(jiān)測系統(tǒng)的智慧化功能?具備邊緣計算能力，就地采集并處理振動聲學指紋信號及驅動電機電流信號，完成有載分接開關信號包絡、ATF等分析，完成繞組及鐵芯振動信號頻譜分析及參數計算，根據傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數據結構，根據平臺層及應用層要求上傳分析結果；?具備實物ID管理功能，提供有載分接開關、繞組及鐵芯運行狀態(tài)信息鏈接入口，可掃碼讀取設備在線監(jiān)測歷史數據及趨勢。通過掃碼或RFID識別設備，讀取設備ID信息，通過站內網絡（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務器，向服務器請求該設備的詳細信息，以及詳細的運行狀態(tài)，測試信息等。?根據各時頻信號互相關系數、能量分布曲線特征參量（互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號能量比等狀態(tài)量，采用深度學習算法，自動判斷變壓器/電抗器運行狀態(tài)及機械故障類型。圖15基于振動聲學指紋的變壓器故障診斷?結合變壓器/電抗器的帶電檢測、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測狀態(tài)量，

繞組及鐵芯運行狀態(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指紋信號，實現在線狀態(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、互相關系數特征參量，以作為變壓器/電抗器運行狀態(tài)的分析參數。各特征參量定義及解釋如下：(1)峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對應的頻率值。(2)總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)：所有50Hz整數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：=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，總諧波畸變率應較??；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測運行狀態(tài)告警。

Q/GDW383智能變電站技術導則；Q/GDWZ410高壓設備智能化技術導則；Q/GDWZ414變電站智能化改造技術規(guī)范；Q/GDW561輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術導則；Q/GDW739輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測主站系統(tǒng)變電設備在線監(jiān)測I1接口網絡通信規(guī)范；Q/GDW1168-2013輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程；JB/T8314分接開關試驗導則；國家電網公司變電檢測管理規(guī)定（試行）第11分冊機械振動檢測細則；IEC60214.1Tap-changersPart1:PerformanceRequirementsandTestMethods；IEC60214.2Tap-changersPart2:ApplicationGuidelines；IEEEC57.131IEEEStandardRequirementsforTapChanger；IEEEC57.139IEEEGuideforDissolvedGasAnalysisinTransformerLoadTapChangers；IEEEC57.143IEEEGuideforApplicationforMonitoringEquipmenttoLiquid-ImmersedTransformersandComponents；CIGREWorkingGroupA2.34GuideforTransformerMaintenance。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)技術方案。杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)。杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷

數據采集裝置安裝在密封箱體內，在線監(jiān)測型掛壁式主機使用強力磁鐵吸附在變壓器/電抗器的外壁（如下圖5B所示），同時采集箱外側涂抹膠水粘合。系統(tǒng)各種傳感器、通信模塊和前端主控單元統(tǒng)一采用220V供電方式。采集箱外部設有5個防水接口，分別為振動傳感器接入孔防水接口、電流信號防水接口、電源線纜防水接口、USB信號防水接口、采集箱進出線孔，安裝防水接頭、機械振動信號、電流信號引入線纜孔安裝雙防12-PG13.5接頭、通信引入線纜采用PG16型防水接頭，并內外兩邊涂膠處理，進入雙防接頭之前的線纜均套金屬保護管，采集箱內部接線端子做密封保護，確保采集箱內部整體密封。杭州斷路器振動聲學指紋在線監(jiān)測故障診斷