近年來，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大且電壓等級(jí)逐步提高，特別是特高壓技術(shù)取得了快速的發(fā)展與應(yīng)用，組合電器（Gas-InsulatedSwitchgears,GIS）作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)確保整個(gè)電網(wǎng)的可靠性具有重要意義。目前，GIS的檢修策略逐步從事故檢修、預(yù)防性檢修向狀態(tài)檢修和以可靠性為中心的檢修轉(zhuǎn)變。實(shí)施在線監(jiān)測和故障診斷，是對(duì)傳統(tǒng)離線預(yù)防性試驗(yàn)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)知性維修的前提，也是確保GIS和整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。杭州國洲電力科技有限公司變壓器/電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)原理。振動(dòng)監(jiān)測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

五、系統(tǒng)軟件簡介（以在線版為例）5.1遠(yuǎn)端后臺(tái)管理軟件：通過云服務(wù)器賬戶登錄，選擇管理對(duì)象。圖17本系統(tǒng)的遠(yuǎn)端后臺(tái)管理軟件界面5.2設(shè)備信息管理界面：包括設(shè)備名稱、位置、編號(hào)等基本信息的填寫。圖18被試品的信息管理界面5.3主界面：包括項(xiàng)目管理、多通道信號(hào)同步顯示、分析及其他工具及基本分析結(jié)果顯示，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)包絡(luò)、重合度對(duì)比、能量分布、時(shí)頻分布(ATF)等分析。圖19本系統(tǒng)的軟件主界面5.4聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)包絡(luò)分析可簡化信號(hào)，直觀反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。高壓振動(dòng)監(jiān)測服務(wù)電話多參量監(jiān)測與融合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的智慧化功能。

杭州國洲電力科技有限公司結(jié)合多年研發(fā)及現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，成功研制GZAF-1000T系列變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測，也有便攜式的帶電檢測系統(tǒng)及可移動(dòng)的重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)由壓電式加速度傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、云服務(wù)器（采用B/S結(jié)構(gòu)）、通訊子系統(tǒng)及供電系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)變壓器有載分接開關(guān)及本體（繞組及鐵芯）全振動(dòng)監(jiān)測與故障診斷。

變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過繞組產(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)。繞組導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流平方，繞組聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz。變壓器中磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于加載電壓的平方，鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻也為100Hz。另外，基于鐵芯振動(dòng)的非線性特性，信號(hào)中必會(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)生改變而產(chǎn)生諧波分量。因此，聲紋振動(dòng)信號(hào)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(jù)，采用聲紋振動(dòng)信號(hào)分析法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯的故障診斷。什么是聲學(xué)指紋振動(dòng)監(jiān)測？

r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2(6)能量相似度(EDR):能量相似度分析用于衡量不同負(fù)載條件下測點(diǎn)振動(dòng)能量的相似性,振動(dòng)能量分布特性的改變能夠反映GIS內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化，其定義為其中Xi和Yi分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測得振動(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；存在故障時(shí)，信號(hào)頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。(4)頻率復(fù)雜度(FCA)：頻率復(fù)雜度的定義與信息熵類似，頻率成分越復(fù)雜，對(duì)應(yīng)的頻率復(fù)雜度特征量越大，計(jì)算公式為：FCA=-fpfln?(pf)pf=EfEf=100Hz+Ef=200Hz+?+Ef=200Hz其中f=100,200,…,2000Hz,Ef為對(duì)應(yīng)頻率信號(hào)能量，pf為振動(dòng)頻率為f的諧波比重值。(5)振動(dòng)平穩(wěn)性(DET):振動(dòng)平穩(wěn)性以理解為對(duì)振動(dòng)信號(hào)周期性的一種衡量,如果振動(dòng)平穩(wěn)性較差，那么作為振動(dòng)主要激勵(lì)源的部件出現(xiàn)機(jī)械穩(wěn)定性異常的可能性較大，其定義為DET=l=lminNlP(l)l=1NlP(l)其中，l**信號(hào)遞歸圖中斜對(duì)角線的長度，P(l)**對(duì)角線長度為l的對(duì)角線的條數(shù)，Im**斜對(duì)角線的最小長度。DET值是一個(gè)介于0和I之間的數(shù)，對(duì)于正常運(yùn)行的GIS而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)確定性很高，其DET值接近1。杭州國洲電力科技有限公司變壓器/電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)傳感器。在線振動(dòng)監(jiān)測圖標(biāo)分析

杭州國洲電力科技有限公司變壓器/電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。振動(dòng)監(jiān)測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

(4)時(shí)頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(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，用于有載分接開關(guān)正常狀態(tài)與異常狀態(tài)對(duì)比。下圖12為正常狀態(tài)下振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)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13(a)為變壓器/電抗器運(yùn)行時(shí)的繞組及鐵芯振動(dòng)聲學(xué)指紋的時(shí)域信號(hào)。為更直觀地分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)，實(shí)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(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)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(yùn)行狀態(tài)的分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：振動(dòng)監(jiān)測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)