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***的可動部件、關(guān)鍵部件之一。國際大電網(wǎng)委員會(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)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測技術(shù)背景。杭州研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測安裝

采用1路電流傳感器獲取有載分接開關(guān)驅(qū)動電機(jī)電流信號，電流傳感器安裝于驅(qū)動電機(jī)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(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)。為保持檢測點(diǎn)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。）杭州開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測基本功能GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測主界面。

GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測:功能特性:主要功能特性如下：?采用加速度傳感器及電流傳感器監(jiān)測隔離開關(guān)振動聲學(xué)指紋及電機(jī)電流信號；?具有比對分析功能：可將測量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)信號、歷史測量信號進(jìn)行橫向及縱向比對分析；?具有診斷分析功能：可對隔離開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行診斷，并上傳原始數(shù)據(jù)及分析結(jié)果；?具有斷電不丟失存儲數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動、自復(fù)位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導(dǎo)出功能，可夠存儲500次以上的操作數(shù)據(jù)，并具備批量處理數(shù)據(jù)功能；?具備振動聲學(xué)指紋及電機(jī)電流信號波形、包絡(luò)分析、時(shí)頻圖譜等展示功能；?自動提取分合動作時(shí)間、電機(jī)峰值電流、電機(jī)電流燃弧時(shí)間、電流抖動振動聲電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第8頁共12頁學(xué)高幅值關(guān)鍵特征、振動聲學(xué)脈動關(guān)鍵特征等參量；?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數(shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監(jiān)測系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時(shí)，實(shí)時(shí)采集的信號接近正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)互相關(guān)系數(shù)接近0時(shí)，被測設(shè)備可能存在故障。

軟件界面4.1遠(yuǎn)端后臺軟件管理遠(yuǎn)端后臺管理軟件通過云服務(wù)器賬戶登錄，選擇管理對象。圖164.2設(shè)備信息管理設(shè)備信息管理界面包括設(shè)備名稱、位置、編號等基本信息。圖17電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第19頁共29頁4.3主界面軟件主界面包括項(xiàng)目管理、多通道信號同步顯示、分析及其他工具及基本分析結(jié)果顯示，可實(shí)現(xiàn)信號包絡(luò)、重合度對比、能量分布、時(shí)頻分布(ATF)等分析。圖184.4包絡(luò)分析振動聲學(xué)指紋及驅(qū)動電機(jī)電流信號的包絡(luò)分析可簡化信號，直觀反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。圖19電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第20頁共29頁4.5歷史數(shù)據(jù)對比實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)信號與實(shí)時(shí)采集信號對比、歷史數(shù)據(jù)橫向縱向?qū)Ρ?。圖204.6頻譜分析進(jìn)行振動聲學(xué)指紋地時(shí)域信號頻譜分析，提取信號頻域特征參量。圖21電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第21頁共29頁4.7運(yùn)行狀態(tài)告警設(shè)備異常狀態(tài)報(bào)警，可選擇告警發(fā)送方式。圖224.8報(bào)表生成功能目標(biāo)變壓器/電抗器診斷結(jié)果生成報(bào)表功能。圖23杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測產(chǎn)品特性。

各類高壓開關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)的功能特點(diǎn):GIS本體監(jiān)測:技術(shù)背景:GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過高壓導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電動力引起振動，由于導(dǎo)體所受電動力正比于負(fù)載電流的平方，GIS本體振動信號的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，振動信號頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機(jī)械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線卡簧松動、屏蔽罩松動等異常時(shí)，在交變電場作用下發(fā)生異常振動，長期振動可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動，引發(fā)局部放電，甚至造成絕緣事故。異常振動還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地的牢固，危及主設(shè)備運(yùn)行安全。因此開展振動聲學(xué)指紋檢測、實(shí)時(shí)頻譜分析并提取相關(guān)特征參量對提高GIS運(yùn)行的可靠性具有重要意義。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。杭州斷路器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測維護(hù)說明

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測能量分布曲線。杭州研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測安裝

振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用意義：我公司基于振動聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)研制的GZAF-1000系列監(jiān)測系統(tǒng)適用于變壓器/電抗器（繞組、有載分接開關(guān)、鐵心等）、開關(guān)類（GIS、敞開式斷路器、隔離開關(guān)、開關(guān)柜等）等電力設(shè)備的帶電檢測、在線監(jiān)測與故障診斷，不影響被測設(shè)備正常運(yùn)行，且與被測設(shè)備無電氣連接，具有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，主要意義如下：1、采用帶電檢測/在線監(jiān)測方式，不影響主設(shè)備正常運(yùn)行，降低了電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)；2、減少了人員進(jìn)站檢查的運(yùn)維成本；3、監(jiān)測方式與設(shè)備無電氣連接，具有安全、可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)；4、采用獨(dú)特的時(shí)域分析、包絡(luò)分析、重合度對比、時(shí)頻矩陣分析等方法，并提峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關(guān)系數(shù)、頻率復(fù)雜度、振動平穩(wěn)性、能量相似度、振動相關(guān)性等特征參量等特征參量，提高在線監(jiān)測準(zhǔn)確度。5、內(nèi)置基于海量樣本的大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)而建立的**分析型數(shù)據(jù)庫，可真實(shí)反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有效診斷繞組變形、機(jī)械卡澀、觸頭磨損、電動機(jī)構(gòu)拒動等故障程度和類型；6、符合智慧變電站建設(shè)原則，監(jiān)測系統(tǒng)的IED具備邊緣計(jì)算能力，就地采集并處理振動聲學(xué)指紋及其它信號，完成分析計(jì)算后根據(jù)傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。杭州研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測安裝