3.2.3云平臺服務器各項監(jiān)測的數據經現場的數據采集裝置通過4G/5G無線傳輸模組(或電力光纖專網)傳送至云服務器進行存儲及深度計算,遠端通過瀏覽器登錄云服務器可隨時隨的查看系統(tǒng)監(jiān)測與診斷內容,對變壓器進行運行狀態(tài)的監(jiān)測與診斷分析。云平臺系統(tǒng)結構圖如下圖7所示,采用B/S結構(瀏覽器/服務器模式),提供本系統(tǒng)的數據深度計算、存儲及瀏覽器查看服務,便于管理。3.3信號分析與處理3.3.1OLTC運行狀態(tài)分析OLTC動作時,典型聲紋振動和驅動電機電流的信號如下圖8所示。通過分解時域內典型信號區(qū)間,可有效判斷分接開關驅動電機啟動、分接選擇器斷開、分接選擇器閉合、切換開關動作、驅動電機制動等動作順序,進而分析分接開關的運行狀態(tài)。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的技術突破點。GIS振動原理圖
變壓器/電抗器(下文皆用“變壓器”簡稱)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)定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關(下文皆用OLTC簡稱)、繞組及鐵芯是變壓器的重要組成部分,三者故障率總和占變壓器整體故障70%左右,而傳統(tǒng)預防性試驗有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態(tài)監(jiān)測,可在在線狀態(tài)下及時發(fā)現變壓器OLTC、繞組及鐵芯的潛在故障,并及時預警,從而延長變壓器使用壽命,提高電網運行的可靠性。電抗器振動監(jiān)測怎么用杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術系統(tǒng)的可擴展性。
能量分布曲線
基于小波變換的聲紋振動信號多分辨率分析結果如下圖3.8所示。原始信號經8層分解后產生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細分量,計算各層詳細分量信號能量,可獲得信號能量分布曲線。比對正常狀態(tài)與異常狀態(tài)能量分布曲線,可判斷OLTC運行狀態(tài),并提取互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態(tài)診斷特征參量。下圖3.7為正常與異常狀態(tài)的聲紋振動信號能量分布曲線比對。
時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)
獲取聲紋振動信號的時頻能量分布矩陣,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OLTC正常狀態(tài)與異常狀態(tài)比對。下圖3.9為正常狀態(tài)下聲紋振動信號時頻能量矩陣。
(2)重合度對比如下圖10所示,包絡分析后可快速實現歷史信號重合度對比分析,更直觀的判斷OLTC運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比,系統(tǒng)引入相關系數的計算。當實時采集信號包絡曲線與正常狀態(tài)包絡曲線相關系數接近1時,實時采集的信號接近正常運行狀態(tài);當相關系數接近0時,OLTC可能存在故障。圖10信號重合度分析(3)能量分布曲線基于小波變換的聲紋振動信號多分辨率分析的結果如下圖11所示。原始信號經8層分解后產生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細分量,計算各層詳細分量信號能量,可獲得信號能量分布曲線。對比正常狀態(tài)與異常狀態(tài)能量分布曲線,可判斷OLTC運行狀態(tài),并提取互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態(tài)診斷特征參量。圖12為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)聲紋振動信號能量分布曲線對比。杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)簡介與主要技術優(yōu)勢。
如下圖14(b)所示,基于聲紋振動信號的頻域分布,提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關系數特征參量,以作為變壓器運行狀態(tài)的分析參數。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應的頻率值。(2)總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD):所有50Hz整數倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值,計算公式如下公式1所示:公式1:總諧波畸變率計算公式公式1中V1為100Hz基頻分量有效值,Vi為各諧波分量有效值,i為頻率索引值。正常狀態(tài)下,由于100Hz基頻分量為振動頻譜圖的主要成分,總諧波畸變率應較?。淮嬖诠收蠒r,諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移,總諧波畸變率變大。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)的基本功能。高壓振動監(jiān)測分類
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三、技術方案3.1系統(tǒng)原理變壓器振動主要包括OLTC切換時的瞬態(tài)振動、電流通過繞組時電動力引起的繞組振動、硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導致鐵芯振動、以及冷卻裝置工作時的振動。其中冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz,不作為變壓器振動監(jiān)測與診斷分析的內容。變壓器內部振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強筋結構等多種途徑傳播,可由安裝于外壁的振動傳感器測得。OLTC切換過程中,分接選擇器動作、切換開關動作、動靜觸頭碰撞等機械動作產生聲紋振動信號。信號包含觸頭分合狀態(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,可反映分接開關結構磨損、卡滯、松動、變形等故障。切換過程中若儲能彈簧性能發(fā)生改變或儲能過程中存在機構卡塞等現象,必然伴隨著電機驅動力矩的變化,使驅動電機電流發(fā)生變化。因此驅動電機電流與聲紋振動的兩類信號融合分析,可更加有效的評價OLTC的運行狀況和疑似故障類型。GIS振動原理圖