變壓器運行時，電流通過繞組時產(chǎn)生的電動力引起繞組振動，硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導(dǎo)致鐵芯振動。由于繞組導(dǎo)體所受電動力正比于負載電流的平方，繞組的聲紋振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應(yīng)強度正比于加載電壓的平方，鐵芯的聲紋振動信號的基頻也為100Hz。另外，考慮到鐵芯振動的非線性特性，聲紋振動信號還會包含頻率為100Hz整數(shù)倍的高次諧波。當變壓器的繞組變形或鐵芯故障后，聲紋振動信號頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。因此，信號分量可以作為區(qū)別繞組故障與鐵芯故障的重要依據(jù)，采用聲紋振動監(jiān)測法可實現(xiàn)繞組及鐵芯在線運行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的節(jié)能效益分析。研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測系統(tǒng)原理
3.2.3平臺層的云服務(wù)器數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場傳感器采集并經(jīng)過IED/主機處理后，通過通信模塊（4G/5G無線傳輸或電力光纖專網(wǎng)）傳送至云服務(wù)器進行存儲及深度計算，平臺層的操控計算機（含通過IEC61850通訊管理連接的遠端）可通過瀏覽器登錄云服務(wù)器隨時隨地查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，對變壓器進行運行監(jiān)測及診斷分析。云服務(wù)器采用B/S結(jié)構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器模式），提供監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度計算、存儲、瀏覽器查看等服務(wù)。
3.2GZAFV-01系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)GZAFV-01系統(tǒng)由感知層的聲紋振動傳感器、電流傳感器、IED/主機，網(wǎng)絡(luò)層的通訊管理里，平臺層的數(shù)據(jù)（云）服務(wù)器、內(nèi)置操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件的操控計算機、IEC61850通訊管理機等構(gòu)成。 振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測工作環(huán)境GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案。
3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統(tǒng)的感知層如上圖3.1所示，由IED/主機、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成，聲紋振動傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動傳感器采集取OLTC振動信號，通過固定底座安裝在變壓器外壁，安裝位置選取平行于OLTC的垂直傳動桿方向，且盡量靠近OLTC的觸頭組處。◆1路電流傳感器采集OLTC驅(qū)動電機電流信號，安裝于OLTC驅(qū)動電機電源線處。◆3路聲紋振動傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動信號，安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部、油箱頂部中心點。為保持監(jiān)測點的同一性，便于后期監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間軸線比對，所有聲紋振動傳感器底座長期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3.2所示。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測設(shè)備的監(jiān)測需求而靈活調(diào)整）
變壓器在生產(chǎn)、運輸、安裝過程中或在短路電流作用下，均會使繞組及鐵芯壓緊程度降低，繞組及鐵芯故障分別約占變壓器整體故障的36%和4%，對變壓器抗短路電流沖擊能力及安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生巨大威脅。繞組故障主要包括絕緣老化、受潮、匝間或繞組間短路、斷路及機械損傷等，以上故障類型均可能導(dǎo)致繞組變形。傳統(tǒng)的繞組變形監(jiān)測方法有低壓脈沖法(LVI)、頻率響應(yīng)分析法(FRA)和短路阻抗法(SCI)，以上方法*適用于離線或停電監(jiān)測。鐵芯典型故障包括壓鐵松動、接地不良、夾件松動或損傷，常用監(jiān)測方法包括絕緣電阻測試及接地電流監(jiān)測。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的市場需求分析。
二、相關(guān)標準（遵循但不限于下列標準）2.1GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）。2.2GB/T10230.1分接開關(guān)第1部分：性能要求和試驗方法。2.3GB/T10230.2分接開關(guān)第2部分：應(yīng)用導(dǎo)則。2.4DL/T265變壓器有載分接開關(guān)現(xiàn)場試驗導(dǎo)則。2.5DL/T574變壓器分接開關(guān)運行維修導(dǎo)則。2.6DL/T846.8-2017高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件第8部分有載分接開關(guān)測試儀。2.7DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。2.8DL/T1430變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則。2.9DL/T1432.1變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗規(guī)范第1部分：通用檢驗規(guī)范。2.10DL/T1538電力變壓器用真空有載分接開關(guān)使用導(dǎo)則。2.11DL/T1540油浸式交流電抗器（變壓器）運行振動測量方法。2.12DL/T1694.2高壓測試儀器及設(shè)備校準規(guī)范第2部分：電力變壓器分接開關(guān)測試儀。2.13DL/T1805電力變壓器用有載分接開關(guān)選用導(dǎo)則。2.14Q/GDW383智能變電站技術(shù)導(dǎo)則。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的高精度與可靠性。杭州變壓器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主界面
杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測服務(wù)的客戶滿意度調(diào)查。研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測系統(tǒng)原理
技術(shù)背景GIS運行時，電流通過高壓導(dǎo)體時產(chǎn)生的電動力引起振動，由于導(dǎo)體所受電動力正比于負載電流的平方，GIS本體振動產(chǎn)生的聲紋振動信號的基頻為100Hz。當存在機械故障時，聲紋振動信號的頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機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，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，易造成絕緣事故。異常振動還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地牢固，危及GIS運行安全。研制的振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測系統(tǒng)原理
