三、功能特點(diǎn)3.1GIS本體的監(jiān)測3.1.1技術(shù)背景GIS運(yùn)行時，電流通過高壓導(dǎo)體時產(chǎn)生的電動力引起振動，由于導(dǎo)體所受電動力與負(fù)載電流的平方成正比，GIS振動信號的基頻為100Hz，當(dāng)存在機(jī)械故障時，振動信號頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS機(jī)械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線卡簧松動、屏蔽罩松動等異常時，在交變電場作用下發(fā)生異常振動，長期振動可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動，引發(fā)局部放電，甚至造成絕緣事故。異常振動還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地的牢固，危及設(shè)備運(yùn)行安全。因此開展本體振動監(jiān)測、實(shí)時頻譜分析并提取相關(guān)特征參量對提高GIS可靠性具有重要意義。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的實(shí)時數(shù)據(jù)分析能力。杭州進(jìn)口振動監(jiān)測標(biāo)書

變壓器運(yùn)行時，電流通過繞組時產(chǎn)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(dǎo)致鐵芯振動。由于繞組導(dǎo)體所受電動力正比于負(fù)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(yīng)強(qiáng)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(shù)倍的高次諧波。當(dāng)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(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。因此，信號分量可以作為區(qū)別繞組故障與鐵芯故障的重要依據(jù)，采用聲紋振動監(jiān)測法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。進(jìn)口振動作用GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（變壓器、電抗器)的評價和維護(hù)建議。

三、技術(shù)方案3.1系統(tǒng)原理變壓器振動主要包括OLTC切換時的瞬態(tài)振動、電流通過繞組時電動力引起的繞組振動、硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導(dǎo)致鐵芯振動、以及冷卻裝置工作時的振動。其中冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器振動監(jiān)測與診斷分析的內(nèi)容。變壓器內(nèi)部振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)等多種途徑傳播，可由安裝于外壁的振動傳感器測得。OLTC切換過程中，分接選擇器動作、切換開關(guān)動作、動靜觸頭碰撞等機(jī)械動作產(chǎn)生聲紋振動信號。信號包含觸頭分合狀態(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，可反映分接開關(guān)結(jié)構(gòu)磨損、卡滯、松動、變形等故障。切換過程中若儲能彈簧性能發(fā)生改變或儲能過程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動力矩的變化，使驅(qū)動電機(jī)電流發(fā)生變化。因此驅(qū)動電機(jī)電流與聲紋振動的兩類信號融合分析，可更加有效的評價OLTC的運(yùn)行狀況和疑似故障類型。

(4)時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取聲紋振動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(jì)算各區(qū)間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態(tài)與異常狀態(tài)對比。下圖13為正常狀態(tài)下的聲紋振動信號的時頻能量矩陣。圖13聲紋振動信號的時頻能量矩陣3.3.2繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析下圖14(a)為變壓器運(yùn)行時的繞組及鐵芯聲紋振動的時域信號。為更直觀的分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析聲紋振動信號，實(shí)現(xiàn)變壓器在線運(yùn)行狀態(tài)下的監(jiān)測與診斷。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（變壓器、電抗器)監(jiān)測和綜合分析。

AFV信號分析法AFV信號分析法是采用AFV傳感器監(jiān)測AFV信號，獲得OLTC的狀態(tài)數(shù)據(jù)和工作模式，從而對其狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。OLTC在切換時，其內(nèi)部主要機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動撞擊和摩擦都會產(chǎn)生脈沖沖擊力，該信號會通過靜觸頭或變壓器油傳到變壓器箱壁上。傳到變壓器外殼上的振動是內(nèi)部多種激勵現(xiàn)象的響應(yīng)，包含著大量的設(shè)備機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)。OLTC的故障類型與其振動特性的變化存在著緊密關(guān)系，通過對AFV信號的監(jiān)測和診斷，即可判斷出OLTC切換時間的變化、觸頭接觸不良、觸頭磨損、彈簧彈性下降和電弧等故障，從而可以診斷出OLTC處于正常狀態(tài)或是故障狀態(tài)。觸頭在分/合的切換過程中，由于伴隨著機(jī)械、化學(xué)、頭材料消耗，造成觸頭凹凸不平和變形，從而引起觸頭壓力接觸電阻和開矩參數(shù)的變化，使得OLTC的振動特征也隨之改變。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（變壓器、電抗器)的實(shí)時監(jiān)測和分析的結(jié)合。杭州無線振動監(jiān)測設(shè)備

GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)的基本功能。杭州進(jìn)口振動監(jiān)測標(biāo)書

4.2智慧化功能4.2.1具備邊緣計(jì)算能力，就地采集并處理聲紋振動和驅(qū)動電機(jī)電流的信號，進(jìn)行OLTC信號的包絡(luò)、ATF等分析，完成繞組和鐵芯的聲紋振動信號頻譜分析及參數(shù)計(jì)算，根據(jù)傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)平臺層及應(yīng)用層要求上傳分析結(jié)果；4.2.2具備實(shí)物ID管理功能，提供OLTC、繞組和鐵芯運(yùn)行狀態(tài)信息鏈接入口，可掃碼讀取設(shè)備在線監(jiān)測與診斷的歷史數(shù)據(jù)及趨勢。通過掃碼或RFID識別設(shè)備，讀取設(shè)備ID信息，通過站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務(wù)器，向服務(wù)器請求該設(shè)備的詳細(xì)信息，以及詳細(xì)的運(yùn)行狀態(tài)，測試信息等。杭州進(jìn)口振動監(jiān)測標(biāo)書