時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取振動聲學指紋信號時頻能量分布矩陣，同時反映原始信號時域、頻域特性及能量分布。將信號時頻分布矩陣分為6個區(qū)間，計算各區(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)對比。下圖12為正常狀態(tài)下振動聲學指紋信號時頻能電力設(shè)備監(jiān)測及診斷技術(shù)的“中國智造者”第14頁共29頁量矩陣。圖12振動聲學指紋信號時頻能量矩陣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)。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測技術(shù)背景。在線聲紋振動聲學指紋在線監(jiān)測原理圖
功能特性:?采用加速度傳感器監(jiān)測GIS本體振動聲學指紋信號，監(jiān)測單元具備多個感知點開展實時的連續(xù)性或周期性的自動監(jiān)測功能；?具備分析診斷功能：監(jiān)測單元可向綜合分析單元傳送標準化數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和預(yù)警信息，并接收下傳的控制命令；?具有比對分析功能：可將監(jiān)測數(shù)據(jù)與標準信號、歷史監(jiān)測信號進行比對分析；?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、存儲及導出1年以上數(shù)據(jù)；?具備振動聲學指紋信號時域波形展示、頻譜分析(基頻為100Hz)功能，可自動提取峰值頻率、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，以作為GIS運行狀態(tài)分析參數(shù)，用戶可設(shè)置報警閾值。?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)的計算。當實時采集信號包絡(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，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關(guān)系數(shù)接近0時，被測設(shè)備可能存在故障。下圖1所示為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)時，在線聲紋振動聲學指紋在線監(jiān)測原理圖GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)--GIS及開關(guān)柜的斷路器監(jiān)測功能特性。
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。）
系統(tǒng)功能：3.4.2監(jiān)測系統(tǒng)的智慧化功能?具備邊緣計算能力，就地采集并處理振動聲學指紋信號及驅(qū)動電機電流信號，完成有載分接開關(guān)信號包絡(luò)、ATF等分析，完成繞組及鐵芯振動信號頻譜分析及參數(shù)計算，根據(jù)傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)平臺層及應(yīng)用層要求上傳分析結(jié)果；?具備實物ID管理功能，提供有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯運行狀態(tài)信息鏈接入口，可掃碼讀取設(shè)備在線監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)及趨勢。通過掃碼或RFID識別設(shè)備，讀取設(shè)備ID信息，通過站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務(wù)器，向服務(wù)器請求該設(shè)備的詳細信息，以及詳細的運行狀態(tài)，測試信息等。?根據(jù)各時頻信號互相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號能量比等狀態(tài)量，采用深度學習算法，自動判斷變壓器/電抗器運行狀態(tài)及機械故障類型。圖15基于振動聲學指紋的變壓器故障診斷?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，GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動聲學指紋監(jiān)測系統(tǒng)GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測功能特性。
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、準確地判斷開關(guān)狀態(tài)。變壓器/電抗器聲學指紋監(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險。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品有哪些？在線聲紋振動聲學指紋在線監(jiān)測原理圖
杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測使用說明。在線聲紋振動聲學指紋在線監(jiān)測原理圖
功能特性◆IED/主機具備多個點位開展實時連續(xù)性或周期性的監(jiān)測GIS本體聲紋振動信號，向平臺層操控計算機傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)開展智能分析，操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件實時展示分析結(jié)果和預(yù)警信息。◆具有比對分析功能：可將現(xiàn)測的與同規(guī)格被試品/歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行橫向/縱向比對分析。◆具有斷電不丟失存儲數(shù)據(jù)、復(fù)電自動啟動/復(fù)位功能，可連續(xù)實時監(jiān)測、存儲及導出1年以上數(shù)據(jù)?！艟邆渎暭y振動信號時域波形展示、頻譜分析(基頻為100Hz)功能，可自動提取峰值頻率、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，以作為GIS運行狀態(tài)分析參數(shù)，用戶可設(shè)置報警閾值。◆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)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度比對開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運行狀態(tài)。為量化信號重合度比對，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計算，當實時采集信號包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線的互相關(guān)系數(shù)：在線聲紋振動聲學指紋在線監(jiān)測原理圖
