3.3.2.3基頻信號能量比(E)100Hz基頻分量時域信號能量占信號總能量的比值，計算公式：E=jmS1j2jmSj2，其中S1為100Hz基頻分量的時域信號，Sj為原始信號，j為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為聲紋振動頻譜圖的主要成分，基頻信號能量比應(yīng)較大；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號能量比變小。3.3.2.4互相關(guān)系數(shù)(r)正常狀態(tài)與實測的聲紋振動信號頻譜圖之間的相似度，計算公式：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2，其中Xi和Yi分別為正常狀態(tài)與實時測得聲紋振動信號的頻域分布，X和Y為對應(yīng)信號的平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1?！粽＿\行時，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1?！舸嬖诠收蠒r，信號頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。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)系統(tǒng)的用戶定制化服務(wù)。在線聲紋振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測答疑解惑

3.1技術(shù)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(dǎo)致鐵芯振動、以及冷卻裝置工作時的振動。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強筋結(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傳感器測得。

OLTC切換過程中，分接選擇器動作、切換開關(guān)動作、動靜觸頭碰撞等機械動作產(chǎn)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OLTC結(jié)構(gòu)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(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機驅(qū)動力矩的變化，從而使驅(qū)動電機電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測驅(qū)動電機電流信號與聲紋振動信號的結(jié)合分析，可更加有效的評價OLTC在線運行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。 智能振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測監(jiān)測等級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)的行業(yè)標準對比。

OLTC是在勵磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負載電壓、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)計結(jié)果表明（下圖1所示），OLTC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電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，嚴重時更會導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)等事故。OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動軸斷裂、選擇開關(guān)觸頭接觸不良、操作機構(gòu)失靈造成的拒動或滑檔現(xiàn)象、限位開關(guān)失靈、切換開關(guān)拒切、中止或動作滯后、內(nèi)部緊固件松動和脫落、以及內(nèi)部滲漏等。根據(jù)國家電網(wǎng)設(shè)備部發(fā)布的《設(shè)備管理重點工作任務(wù)》，2020年度需完成382臺換流變OLTC隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實施OLTC在線監(jiān)測與故障診斷不僅對確保變壓器及整個電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要的現(xiàn)實意義，也是今后的發(fā)展方向。

綜上所述，采用聲紋振動法監(jiān)測變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測，與變壓器無電氣連接而不影響正常運行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點。我公司結(jié)合多年技術(shù)預(yù)研儲備及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測系統(tǒng)，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測式，也有便攜式的帶電監(jiān)測系統(tǒng)及可移動的在線重癥監(jiān)護式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器、驅(qū)動電機電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置（在線監(jiān)測式：IED，便攜/手持式：主機；下文皆用IED/主機簡稱）、云服務(wù)器、通訊單元及供電單元構(gòu)成；操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、時域信號頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實現(xiàn)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（開關(guān)設(shè)備）智能評估和故障預(yù)警。

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?！?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?！?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）杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的遠程監(jiān)控能力。校驗振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測監(jiān)測符號

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4.2智慧化功能4.2.1具備邊緣計算能力，就地采集并處理聲紋振動信號及驅(qū)動電機電流信號，完成OLTC信號包絡(luò)、ATF圖譜等分析，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。4.2.2具備實物ID管理功能，提供OLTC、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。在線聲紋振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測答疑解惑