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(jī)、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(jī)電流信號，安裝于OLTC驅(qū)動電機(jī)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(diǎn)。為保持監(jiān)測點(diǎn)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)測服務(wù)的全流程支持。振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測怎么收費(fèi)

從振動和聲學(xué)數(shù)據(jù)中提取有用的特征，以便建立設(shè)備的聲學(xué)指紋，通常會用到以下信號處理技術(shù)：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號在頻域中的特性，可以識別出設(shè)備運(yùn)行時的固有頻率和諧波成分。短時傅里葉變換（STFT）：與FFT相比，STFT能夠展示信號隨時間變化的頻率特性，適用于非平穩(wěn)信號的分析。小波變換：具有良好的時頻局部化特性，能夠在多尺度上分析信號，適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測：用于提取振動信號的振幅包絡(luò)，可以用來表示信號的動態(tài)特性。頻譜分析：通過計(jì)算信號的功率譜密度（PSD）或幅值譜，可以識別出信號的頻率成分和能量分布。時頻分析方法：如Wigner-Ville分布、Choi-Williams分布等，這些方法能夠提供信號的時頻表示，有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號。模態(tài)分析：通過識別設(shè)備振動的模態(tài)特性，可以提取出與設(shè)備結(jié)構(gòu)和損傷相關(guān)的特征。熵分析：如時域熵、頻域熵或小波熵，這些方法可以量化信號的不確定性和復(fù)雜性，有助于識別設(shè)備狀態(tài)的變化。統(tǒng)計(jì)分析：包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可以描述信號的波動性和穩(wěn)定性。高階統(tǒng)計(jì)量：如偏度和峰度，它們可以提供信號分布形狀的信息，有助于識別異常模式。智能化振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測廠家GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（開關(guān)設(shè)備）設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化。

GIS及開關(guān)柜的斷路器監(jiān)測技術(shù)的功能特性◆具備聲紋振動、分/合閘線圈/儲能電機(jī)電流、行程、分/合閘位置等監(jiān)測功能?！艟邆渎暭y振動、電流波形、行程曲線、壓力變化記錄及展示功能，自動計(jì)算峰值電流、電流上升速率、動作時間與時長、行程、分合閘位置與次數(shù)等參數(shù)?！鬒ED/主機(jī)支持多通道信號同步實(shí)時采集，通道數(shù)不小于8個（可定制）?！艟哂斜葘Ψ治龉δ埽嚎蓪F(xiàn)測與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對分析?！艟哂袛嚯姴粊G失存儲數(shù)據(jù)，復(fù)電自動啟動/復(fù)位功能；可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導(dǎo)出1000次以上斷路器動作數(shù)據(jù)?！魯嗦菲髅看蝿幼骱?，IED/主機(jī)主動評估斷路器運(yùn)行狀態(tài)，并自動上傳分析結(jié)果?！糁悄芊治觯阂劳杏谖夜窘⒌暮Ａ康湫凸收习咐臄?shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實(shí)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(yùn)行狀態(tài)。為量化信號重合度比對，引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，當(dāng)實(shí)時采集信號包絡(luò)分析曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)分析曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時，被測設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時，被測設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。下圖3.5所示為斷路器典型聲紋振動和儲能電機(jī)電流的信號包絡(luò)曲線圖。

確保采集到的振動和聲學(xué)數(shù)據(jù)具有足夠的準(zhǔn)確性和分辨率，以便于識別設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)與異常情況，可以采取以下措施：

選擇合適的傳感器：根據(jù)被監(jiān)測設(shè)備的特性和監(jiān)測要求選擇適當(dāng)類型和規(guī)格的振動和聲學(xué)傳感器。傳感器應(yīng)具有高靈敏度和適當(dāng)?shù)念l率響應(yīng)范圍。校準(zhǔn)傳感器：定期對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保其輸出與實(shí)際測量值之間的準(zhǔn)確對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)化采樣頻率：根據(jù)設(shè)備的動態(tài)特性和可能發(fā)生的故障類型，設(shè)置合適的采樣頻率，以捕捉到振動和聲學(xué)信號的關(guān)鍵特征。減少噪聲干擾：采取措施減少環(huán)境噪聲和電磁干擾，如使用屏蔽電纜、設(shè)置隔振平臺、選擇低噪聲環(huán)境進(jìn)行測量等。數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用濾波、去噪等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，提高信號質(zhì)量，減少噪聲的影響。多傳感器融合：使用多個傳感器并結(jié)合不同的測量位置，可以提高數(shù)據(jù)的冗余性和魯棒性，從而增強(qiáng)信號的準(zhǔn)確性。動態(tài)范圍調(diào)整：根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整測量系統(tǒng)的動態(tài)范圍，確保在設(shè)備運(yùn)行在不同負(fù)載條件下都能獲得清晰的信號。數(shù)據(jù)后處理和特征提取：應(yīng)用高級信號處理技術(shù)，如時頻分析、小波變換等，提取出反映設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵特征。 杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測的概述。

OLTC是在勵磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負(fù)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(jì)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(yùn)行，嚴(yán)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(jī)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(diǎn)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(shí)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(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是今后的發(fā)展方向。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)的科研支持背景。振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測怎么收費(fèi)

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變壓器運(yùn)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(fù)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(qiáng)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(dāng)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(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。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(yùn)行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。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(yàn)，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)及可移動的重癥監(jiān)護(hù)式。振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測怎么收費(fèi)