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。◆3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3.2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）杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的客戶反饋分析。專注振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)功能

4.1.6通過(guò)繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào)頻譜分析可自動(dòng)識(shí)別峰值頻率偏移及諧波增量，實(shí)時(shí)分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)。4.1.7具有自動(dòng)繪制聲紋振動(dòng)和電流信號(hào)的歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢(shì)功能。4.1.8閾值超限告警功能：實(shí)時(shí)分析信號(hào)發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)閾值超限自動(dòng)告警，支持短信發(fā)送告警信息。4.1.9智能分析功能：軟件內(nèi)置典型故障特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，可與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)信號(hào)波形、時(shí)間長(zhǎng)度和幅值等特征值，診斷分析故障類型；也可添加新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，方便后期橫向、縱向比較；可將同一廠家同一型號(hào)的正常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入保存，便于對(duì)該廠家、型號(hào)的變壓器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行比對(duì)分析。4.1.10具有報(bào)表分析功能，自動(dòng)計(jì)算并保存重合度、動(dòng)作時(shí)間、能量分布、電流最大值、電流平均值、繞組及鐵芯振動(dòng)峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關(guān)系數(shù)等特征參量，并生成分析報(bào)表。特色服務(wù)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)指紋圖譜杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用前景。

3.3.2.3基頻信號(hào)能量比(E)100Hz基頻分量時(shí)域信號(hào)能量占信號(hào)總能量的比值，計(jì)算公式：E=jmS1j2jmSj2，其中S1為100Hz基頻分量的時(shí)域信號(hào)，Sj為原始信號(hào)，j為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為聲紋振動(dòng)頻譜圖的主要成分，基頻信號(hào)能量比應(yīng)較大；存在故障時(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號(hào)能量比變小。3.3.2.4互相關(guān)系數(shù)(r)正常狀態(tài)與實(shí)測(cè)的聲紋振動(dòng)信號(hào)頻譜圖之間的相似度，計(jì)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(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得聲紋振動(dòng)信號(hào)的頻域分布，X和Y為對(duì)應(yīng)信號(hào)的平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1。◆正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1?！舸嬖诠收蠒r(shí)，信號(hào)頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。

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)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的用戶培訓(xùn)支持。

OLTC是在勵(lì)磁狀態(tài)下，通過(guò)改變繞組分接位置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負(fù)載電壓、調(diào)節(jié)無(wú)功潮流、增加電網(wǎng)靈活度等重要作用。它是調(diào)壓變壓器中***的可動(dòng)部件、關(guān)鍵部件之一。國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(GIGRE)等國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（下圖1所示），OLTC故障占變壓器總體故障的30%以上，各類故障影響變壓器及整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)等事故。OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動(dòng)軸斷裂、選擇開(kāi)關(guān)觸頭接觸不良、操作機(jī)構(gòu)失靈造成的拒動(dòng)或滑檔現(xiàn)象、限位開(kāi)關(guān)失靈、切換開(kāi)關(guān)拒切、中止或動(dòng)作滯后、內(nèi)部緊固件松動(dòng)和脫落、以及內(nèi)部滲漏等。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)設(shè)備部發(fā)布的《設(shè)備管理重點(diǎn)工作任務(wù)》，2020年度需完成382臺(tái)換流變OLTC隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實(shí)施OLTC在線監(jiān)測(cè)與故障診斷不僅對(duì)確保變壓器及整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是今后的發(fā)展方向。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)服務(wù)的客戶成功案例。電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)指紋監(jiān)測(cè)的原理

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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)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。綜上所述，采用聲紋振動(dòng)法監(jiān)測(cè)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測(cè)/在線監(jiān)測(cè)，與變壓器無(wú)電氣連接而不影響正常運(yùn)行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。我公司結(jié)合多年技術(shù)預(yù)研儲(chǔ)備及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既有固定安裝的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)式，也有便攜式的帶電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及可移動(dòng)的重癥監(jiān)護(hù)式。專注振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)功能