三、功能特點(diǎn)3.1GIS本體的監(jiān)測(cè)3.1.1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(dòng)力引起振動(dòng)，由于導(dǎo)體所受電動(dòng)力與負(fù)載電流的平方成正比，GIS振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz，當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，振動(dòng)信號(hào)頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS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(dòng)、屏蔽罩松動(dòng)等異常時(shí)，在交變電場(chǎng)作用下發(fā)生異常振動(dòng)，長(zhǎng)期振動(dòng)可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動(dòng)，引發(fā)局部放電，甚至造成絕緣事故。異常振動(dòng)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，危及設(shè)備運(yùn)行安全。因此開展本體振動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)頻譜分析并提取相關(guān)特征參量對(duì)提高GIS可靠性具有重要意義。GZAFV-06T型便攜式變壓器聲紋振動(dòng) 監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。浙江GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動(dòng)操作

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GZAFV-06型便攜式聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)由IEPE式振動(dòng)(加速度)傳感器、聲紋(自由場(chǎng))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，本系統(tǒng)的框架示意圖如下圖3所示。3.2.1傳感器GZAFV-06型便攜式聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)傳感層由IEPE式振動(dòng)(加速度)傳感器、聲紋(自由場(chǎng))傳感器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器，傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示。振動(dòng)傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)；自由場(chǎng)傳感器是一種利用電容量變化而引起聲電轉(zhuǎn)換作用的傳感器；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝，節(jié)省空間。傳感器安裝示意圖如下圖4所示，變壓器聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)所有傳感器單元與變壓器本體無電氣連接，安裝簡(jiǎn)單方便，適用于在線監(jiān)測(cè)與診斷或帶電監(jiān)測(cè)與診斷。GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)來電咨詢杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)服務(wù)。

變壓器振動(dòng)主要包括OLTC切換時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)、電流通過繞組時(shí)電動(dòng)力引起的繞組振動(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)、以及冷卻裝置工作時(shí)的振動(dòng)。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)頻率小于100Hz，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動(dòng)信號(hào)通過絕緣油、支撐單元、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)等多種途徑傳播至變壓器外壁，可由安裝于外壁的聲紋振動(dòng)傳感器測(cè)得。

OLTC切換過程中，分接選擇器動(dòng)作、切換開關(guān)動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭碰撞等機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生聲紋振動(dòng)信號(hào)，信號(hào)包含觸頭分合狀態(tài)、三相觸頭是否同期、觸頭表面是否平整、切換是否到位等信息，可反映OLTC結(jié)構(gòu)磨損、卡滯、松動(dòng)、變形等故障。切換過程中若儲(chǔ)能彈簧性能發(fā)生改變或儲(chǔ)能過程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)與聲紋振動(dòng)信號(hào)的結(jié)合分析，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。

4.2.3根據(jù)各時(shí)頻信號(hào)相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（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(hào)能量比等狀態(tài)量，采用深度學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)及疑似機(jī)械故障類型。圖16基于聲紋振動(dòng)法的故障診斷4.2.4結(jié)合變壓器的帶電檢測(cè)、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測(cè)的狀態(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疑似故障識(shí)別的準(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)于變壓器疑似問題的診斷可結(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(cè)到變壓器的聲紋振動(dòng)頻譜時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)去查詢變壓器的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：變壓器可能存在繞組變形的異常。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)報(bào)表生成功能。

目前針對(duì) GIS設(shè)備較成熟的監(jiān)測(cè)方法，主要有電氣法、聲測(cè)法及化學(xué)分析法三大類，以上監(jiān)測(cè)方法均針對(duì)的是放電性故障所產(chǎn)生的電磁波、聲波、光、電弧分解產(chǎn)物等物理量。但在 GIS的運(yùn)行中，除了放電性故障之外，機(jī)械性故障也是導(dǎo)致事故發(fā)生的一大主要原因，當(dāng)GIS設(shè)備存在開關(guān)觸頭接觸異常、殼體對(duì)接不平衡、導(dǎo)桿輕微彎曲等缺陷時(shí)，在開關(guān)操作的機(jī)械力、負(fù)載電流產(chǎn)生的交變電動(dòng)力等因素的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械性運(yùn)動(dòng)，造成設(shè)備異常振動(dòng)。GIS設(shè)備的異常振動(dòng)對(duì)其本體有很大危害，會(huì)造成六氟化硫氣體泄露、盆式絕緣子和絕緣支柱損傷、外殼接地點(diǎn)懸浮等缺陷，長(zhǎng)期發(fā)展可能導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)對(duì)GIS機(jī)械性故障的監(jiān)測(cè)，是保證GIS安全運(yùn)行的重要手段。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。國(guó)洲電力振動(dòng)聲紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組件

GZAFV-06T型便攜式變壓器聲紋振動(dòng) 監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)技術(shù)方案。浙江GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動(dòng)操作

(7)振動(dòng)相關(guān)性(MPC)：振動(dòng)相關(guān)性分析用一個(gè)特征量MPC表示各個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的振動(dòng)相關(guān)程度，該參量用于表示100Hz基頻分量時(shí)域信號(hào)能量占信號(hào)總能量的比值，其計(jì)算公式為：MPC=e1i=1mei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，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。3.2GIS及開關(guān)柜中斷路器的監(jiān)測(cè)3.2.1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)行的需要來可靠地投入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。浙江GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動(dòng)操作