三、功能特點(diǎn)3.1GIS本體的監(jiān)測(cè)3.1.1技術(shù)背景GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)高壓導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起振動(dòng)，由于導(dǎo)體所受電動(dòng)力與負(fù)載電流的平方成正比，GIS振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz，當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，振動(dòng)信號(hào)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(kāi)關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線(xiàn)卡簧松動(dòng)、屏蔽罩松動(dòng)等異常時(shí)，在交變電場(chǎng)作用下發(fā)生異常振動(dòng)，長(zhǎng)期振動(dòng)可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動(dòng)，引發(fā)局部放電，甚至造成絕緣事故。異常振動(dòng)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(kāi)展本體振動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)頻譜分析并提取相關(guān)特征參量對(duì)提高GIS可靠性具有重要意義。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析能力。杭州進(jìn)口振動(dòng)監(jiān)測(cè)標(biāo)書(shū)

變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)繞組時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起繞組振動(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)。由于繞組導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方，繞組的聲紋振動(dòng)信號(hào)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(dòng)信號(hào)的基頻也為100Hz。另外，考慮到鐵芯振動(dòng)的非線(xiàn)性特性，聲紋振動(dòng)信號(hào)還會(huì)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(dòng)信號(hào)頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。因此，信號(hào)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(dòng)監(jiān)測(cè)法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯在線(xiàn)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。進(jìn)口振動(dòng)作用GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（變壓器、電抗器)的評(píng)價(jià)和維護(hù)建議。

三、技術(shù)方案3.1系統(tǒng)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)。其中冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)頻率小于100Hz，不作為變壓器振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷分析的內(nèi)容。變壓器內(nèi)部振動(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，可由安裝于外壁的振動(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，可反映分接開(kāi)關(guān)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，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流與聲紋振動(dòng)的兩類(lèi)信號(hào)融合分析，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC的運(yùn)行狀況和疑似故障類(lèi)型。

(4)時(shí)頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取聲紋振動(dòng)信號(hào)時(shí)頻能量分布矩陣，同時(shí)反映原始信號(hào)時(shí)域、頻域特性及能量分布。將信號(hào)時(shí)頻分布矩陣分為6個(gè)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(duì)比。下圖13為正常狀態(tài)下的聲紋振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻能量矩陣。圖13聲紋振動(dòng)信號(hào)的時(shí)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(shí)的繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)的時(shí)域信號(hào)。為更直觀(guān)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(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)變壓器在線(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)與診斷。GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（變壓器、電抗器)監(jiān)測(cè)和綜合分析。

AFV信號(hào)分析法AFV信號(hào)分析法是采用AFV傳感器監(jiān)測(cè)AFV信號(hào)，獲得OLTC的狀態(tài)數(shù)據(jù)和工作模式，從而對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。OLTC在切換時(shí)，其內(nèi)部主要機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動(dòng)撞擊和摩擦都會(huì)產(chǎn)生脈沖沖擊力，該信號(hào)會(huì)通過(guò)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(dòng)是內(nèi)部多種激勵(lì)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(lèi)型與其振動(dòng)特性的變化存在著緊密關(guān)系，通過(guò)對(duì)AFV信號(hào)的監(jiān)測(cè)和診斷，即可判斷出OLTC切換時(shí)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(guò)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(kāi)矩參數(shù)的變化，使得OLTC的振動(dòng)特征也隨之改變。GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（變壓器、電抗器)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析的結(jié)合。杭州無(wú)線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備

GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本功能。杭州進(jìn)口振動(dòng)監(jiān)測(cè)標(biāo)書(shū)

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(dòng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)，進(jìn)行OLTC信號(hào)的包絡(luò)、ATF等分析，完成繞組和鐵芯的聲紋振動(dòng)信號(hào)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(tái)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(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷的歷史數(shù)據(jù)及趨勢(shì)。通過(guò)掃碼或RFID識(shí)別設(shè)備，讀取設(shè)備ID信息，通過(guò)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(qǐng)求該設(shè)備的詳細(xì)信息，以及詳細(xì)的運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)試信息等。杭州進(jìn)口振動(dòng)監(jiān)測(cè)標(biāo)書(shū)