GIS及開(kāi)關(guān)柜的斷路器監(jiān)測(cè):技術(shù)背景:斷路器在電力系統(tǒng)中起到保護(hù)和控制作用，它根據(jù)供電系統(tǒng)運(yùn)行的需要來(lái)可靠地投電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第9頁(yè)共12頁(yè)入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備，以確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的在線監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確得知斷路器的工作狀態(tài)和故障部位，可以有效減小維護(hù)工作量，增強(qiáng)檢修的針對(duì)性，***提高供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)、線圈分合閘電流、儲(chǔ)能電機(jī)電流、行程及分合閘位置是斷路器在線監(jiān)測(cè)中非常重要的參數(shù)，是衡量斷路器性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，因此通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確提取振動(dòng)聲學(xué)指紋、分合閘電流、儲(chǔ)能電機(jī)電流、行程及分合閘位置特征值，對(duì)判斷斷路器的健康狀態(tài)具有重要意義。GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述。杭州隔離開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)硬件使用

數(shù)據(jù)采集裝置GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置由采集模塊、信號(hào)處理模塊、電源模塊、USB接口、4G/5G信號(hào)傳輸模塊等組成。采集模塊實(shí)現(xiàn)6路機(jī)械振動(dòng)信號(hào)及1路驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)采集，信號(hào)處理模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、信號(hào)濾波、信號(hào)檢波及A/D轉(zhuǎn)換等功能。利用系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行處理，保證信號(hào)的有效性和可靠性，將處理后的模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。電源模塊包括電源輸入（220V）及降壓轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)采集裝置供電。USB接口用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取、調(diào)試；4G/5G模塊用于信號(hào)采集處理后的遠(yuǎn)端后臺(tái)的信號(hào)傳輸。數(shù)據(jù)采集裝置示意圖及參數(shù)分別如下圖4和下表2所示。杭州隔離開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)安裝GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

?獨(dú)有的信號(hào)處理功能，生成振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)ATF圖（**算法，**所有），更直觀、更便捷分析有載分接開(kāi)關(guān)及繞組和鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)；?具有繞組及鐵芯振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)頻譜分析功能，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)；?振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)和電流信號(hào)歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢(shì)功能；?信號(hào)閾值告警功能，軟件自動(dòng)分析信號(hào)增長(zhǎng)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)告警，也可手動(dòng)設(shè)置告警閾值，支持短信告警；?智能分析功能：系統(tǒng)軟件內(nèi)置海量故障特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，可與測(cè)得的數(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(lèi)型；也可添加新測(cè)得的數(shù)據(jù)，方便后期橫向、縱向比較；軟件可將同一廠家同一型號(hào)的正常檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入保存，便于對(duì)該廠家、型號(hào)的變壓器數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行比對(duì)分析；

采用1路電流傳感器獲取有載分接開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，電流傳感器安裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線處。采用3路振動(dòng)傳感器檢測(cè)變壓器/電抗器繞組及鐵芯運(yùn)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(diǎn)。為保持檢測(cè)點(diǎn)的同一性，便于后期歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，建議所有振動(dòng)傳感器底座長(zhǎng)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(cè)系統(tǒng)所有傳感器單元均與變壓器/電抗器本體無(wú)電氣連接，安裝簡(jiǎn)單方便，適用于在線監(jiān)測(cè)或帶電檢測(cè)。（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。）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)產(chǎn)品特性。

各特征參量定義如下：(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：電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第5頁(yè)共12頁(yè)=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。GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測(cè)功能特性。隔離開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)主界面

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理。杭州隔離開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)硬件使用

(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h=其中，l**信號(hào)遞歸圖中斜對(duì)角線的長(zhǎng)度，P(l)**對(duì)角線長(zhǎng)度為l的對(duì)角線的條數(shù)，Im**斜對(duì)角線的最小長(zhǎng)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。(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(cè)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，其定義為電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第6頁(yè)共12頁(yè)=1?100其中，vi為各頻率信號(hào)歸一化能量，μ為能量平均值。能量相似度分析通過(guò)對(duì)比測(cè)量信號(hào)的能量與目標(biāo)能量差異來(lái)判斷GIS振動(dòng)是否異常。當(dāng)某個(gè)測(cè)點(diǎn)的EDR值突然變大，這意味著該測(cè)點(diǎn)附近的機(jī)械結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)異常。杭州隔離開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)硬件使用