開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測傳感器

采用1路電流傳感器獲取有載分接開關(guān)驅(qū)動電機電流信號，電流傳感器安裝于驅(qū)動電機電源線處。采用3路振動傳感器檢測變壓器/電抗器繞組及鐵芯運行狀況，傳感器通常選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部及油箱頂部中心點。為保持檢測點的同一性，便于后期歷史數(shù)據(jù)對比，建議所有振動傳感器底座長期固定在變壓器/電抗器外壁上。傳感器安裝示意圖如下圖3所示，變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)所有傳感器單元均與變壓器/電抗器本體無電氣連接，安裝簡單方便，適用于在線監(jiān)測或帶電檢測。（注：傳感器數(shù)量及安裝位置可根據(jù)具體技術(shù)規(guī)范或方案調(diào)整。）GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)概述。開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測傳感器

系統(tǒng)原理：變壓器/電抗器振動主要包括有載分接開關(guān)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，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測的分析內(nèi)容。變壓器/電抗器內(nèi)振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強筋結(jié)構(gòu)等多種途徑傳播至變壓器外壁，可由安裝于外壁的加速度傳感器測得。有載分接開關(guān)（OLTC）切換過程中，分接選擇器動作、切換開關(guān)動作、動靜觸頭碰撞等機械動作產(chǎn)生振動信號。振動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構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機驅(qū)動力矩的變化，從而使驅(qū)動電機電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測驅(qū)動電機電流在線檢測OLTC的運行狀況，且電流信號與振動聲學(xué)指紋信號的結(jié)合分析，可更加有效的判斷OLTC故障。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測分析GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測功能特性。

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(xué)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(xué)指紋信號，實現(xiàn)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(xué)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(guān)系數(shù)特征參量，以作為變壓器/電抗器運行狀態(tài)的分析參數(shù)。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(yīng)的頻率值。(2)總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)：所有50Hz整數(shù)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(yīng)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。

1、2020年10月20日，我公司榮獲國網(wǎng)公司設(shè)備部的邀請，參與國網(wǎng)設(shè)備部組織的關(guān)于智慧變電站技術(shù)方案審查會，向與會的國網(wǎng)公司設(shè)備部、各省公司設(shè)備部及各省電科院的領(lǐng)導(dǎo)和**們做了《振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)在變電站主設(shè)備智慧型綜合監(jiān)測中的作用和實施方案》的匯報，榮獲與會的領(lǐng)導(dǎo)和**們的高度認(rèn)可。如下圖25所示：2、2020年10月22日，我公司總經(jīng)理技術(shù)助理王國明博士以技術(shù)顧問的身份，參與國網(wǎng)冀北電力有限公司關(guān)于智慧物聯(lián)體系建設(shè)專項勞動競賽成果評審會，會上向國網(wǎng)冀北公司設(shè)備運行管理領(lǐng)域的各位領(lǐng)導(dǎo)和**們匯報了《電力設(shè)備振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢和應(yīng)用前景》，并會中作為廠家**參與技術(shù)評審，會后榮獲與會的領(lǐng)導(dǎo)和**們的高度認(rèn)可。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測怎么樣？

包絡(luò)分析：為提高在線監(jiān)測的準(zhǔn)確度，GZAF-1000T系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置通常采用高采樣率獲取振動聲學(xué)信號及驅(qū)動電機電流信號，然而大量的數(shù)據(jù)不利于快速、準(zhǔn)確存儲與分析。因而采用包絡(luò)分析，簡化并反映原始信號特征，便于后續(xù)分析與處理。傳統(tǒng)希爾伯特變換進行包絡(luò)分析時存在提取深度不足、存在幅值偏差等問題，因此，GZAF-1000T系統(tǒng)采用小波變換和希爾伯特變換結(jié)合的信號包絡(luò)分析。有載分接開關(guān)振動聲學(xué)信號和驅(qū)動電機電流信號包絡(luò)分析如下圖8的A和B所示。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測繞組及鐵芯運行狀態(tài)分析。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測分析

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有載分接開關(guān)運行狀態(tài)分析：有載分接開關(guān)動作時，典型振動聲學(xué)指紋和驅(qū)動電機電流的信號如下圖7所示。通過分解時域內(nèi)典型信號區(qū)間，可有效判斷分接開關(guān)驅(qū)動電機啟動、分接選擇器斷開、分接選擇器閉合、切換開關(guān)動作、驅(qū)動電機制動等動作順序，進而分析分接開關(guān)的運行狀態(tài)。然而，以上通過典型信號分析判斷分接開關(guān)的運行狀態(tài)需要豐富的實踐經(jīng)驗，為方便檢測人員快速完成診斷任務(wù)，需通過多種算法更直觀、準(zhǔn)確地判斷開關(guān)狀態(tài)。變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合基于小波變換及希爾伯特變換的包絡(luò)分析、基于互相關(guān)系數(shù)的重合度分析、基于小波多分辨率分解的能量分布曲線分析、基于時頻分布矩陣的信號對比等多種**算法，實現(xiàn)有載分接開關(guān)***、有效、準(zhǔn)確的狀態(tài)診斷和早期故障監(jiān)測，降低變壓器/電抗器運行的故障風(fēng)險。開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測傳感器

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