一、概述變壓器在電力系統(tǒng)中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯是變壓器/電抗器的重要組成部分，三者的故障率總和占變壓器/電抗器整體故障的70%左右，而傳統(tǒng)預(yù)防性檢修方法具有試驗(yàn)周期長、影響變壓器正常運(yùn)行、耗費(fèi)人力物力等缺點(diǎn)。開展基于聲學(xué)指紋的狀態(tài)監(jiān)測，可在在線狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器/電抗器有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時(shí)預(yù)警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。有載分接開關(guān)（On-LoadTapChanger,OLTC）是在勵(lì)磁狀態(tài)下，通過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。國際大電網(wǎng)委員會(huì)(GIGRE)等國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，有載分接開關(guān)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。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測技術(shù)背景。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明書

系統(tǒng)功能：結(jié)合變壓器/電抗器的帶電檢測、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測狀態(tài)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多參量融合分析，形成基于多源數(shù)據(jù)的故障預(yù)警機(jī)制，多參量融合分析不僅提高了識(shí)別故障的準(zhǔn)確性，而且還能**降低因單個(gè)參量判別故障帶來的誤報(bào)。例如，對(duì)于變壓器疑似問題地診斷可結(jié)合負(fù)荷、損耗、繞組機(jī)械振動(dòng)信號(hào)、油溫、以及歷史電流電壓情況分析，在監(jiān)測到變壓器/電抗器地振動(dòng)聲學(xué)指紋頻譜時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)去查詢變壓器/電抗器地歷史電流和電壓信號(hào)，如果發(fā)現(xiàn)在某段時(shí)期確實(shí)有大電流沖擊，可給出預(yù)警：變壓器/電抗器可能存在繞組變形地異常。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明書GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績。

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(dòng)聲學(xué)信號(hào)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，然而大量的數(shù)據(jù)不利于快速、準(zhǔn)確存儲(chǔ)與分析。因而采用包絡(luò)分析，簡化并反映原始信號(hào)特征，便于后續(xù)分析與處理。傳統(tǒng)希爾伯特變換進(jìn)行包絡(luò)分析時(shí)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(hào)包絡(luò)分析。有載分接開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)包絡(luò)分析如下圖8的A和B所示。

(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)算公式如下：電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第15頁共29頁=122其中100Hz基頻分量的時(shí)域信號(hào)，為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動(dòng)聲學(xué)指紋頻譜圖的主要成分，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。(4)互相關(guān)系數(shù)(r)：正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測得振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)頻譜圖之間的相似度，計(jì)算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測得振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)的頻域分布，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。杭州國洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明。

我公司研制的電力設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)，特別是在變壓器、高壓電抗器、高壓開關(guān)和電力電纜等電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析與狀態(tài)評(píng)價(jià)方面，憑借我公司前沿的軟硬件技術(shù)與先進(jìn)的監(jiān)測方法，為運(yùn)維管理提供了質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)方案。我公司秉持專注、共贏、遠(yuǎn)航的經(jīng)營理念，追求創(chuàng)新，在穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)***研制人工智能、大數(shù)據(jù)云平臺(tái)、萬物互聯(lián)等技術(shù)在電力設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)上的科學(xué)應(yīng)用，決心成為專注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域的“中國智造”**者、推動(dòng)者、先行者，并在公司發(fā)展的進(jìn)程中為客戶、股東、員工以及其他合作方和社會(huì)創(chuàng)造更多的價(jià)值。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測功能特性。電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)產(chǎn)品功能

振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用意義。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明書

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：(1)峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對(duì)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(jì)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(dòng)頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應(yīng)較小；存在故障時(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測使用說明書