3.3GZAFV-01系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)分析與處理3.3.1OLTC運(yùn)行狀態(tài)分析OLTC動(dòng)作時(shí)，典型聲紋振動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)如下圖3.4所示。通過(guò)分解時(shí)域內(nèi)典型信號(hào)區(qū)間，可有效判斷OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)、分接選擇器斷開(kāi)、分接選擇器閉合、切換開(kāi)關(guān)動(dòng)作、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)等動(dòng)作順序，進(jìn)而分析OLTC的運(yùn)行狀態(tài)。然而，以上通過(guò)典型信號(hào)分析判斷OLTC的運(yùn)行狀態(tài)需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為方便監(jiān)測(cè)人員快速完成診斷任務(wù)，需通過(guò)多種算法更直觀、準(zhǔn)確地判斷OLTC狀態(tài)。GZAFV-01系統(tǒng)結(jié)合基于小波變換及希爾伯特變換的包絡(luò)分析、基于互相關(guān)系數(shù)的重合度分析、基于小波多分辨率分解的能量分布曲線分析、基于時(shí)頻分布矩陣的信號(hào)比對(duì)等多種核心算法，實(shí)現(xiàn)OLTC***、有效、準(zhǔn)確的狀態(tài)診斷和早期隱患監(jiān)測(cè)，降低OLTC運(yùn)行的故障風(fēng)險(xiǎn)。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的科研支持背景。GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)安裝

GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)形態(tài)分便攜式帶電監(jiān)測(cè)（分體機(jī)，如上圖3.3、一體機(jī)）、長(zhǎng)期固定在線監(jiān)測(cè)式（標(biāo)準(zhǔn)1U的IED，如上圖3.3）等機(jī)型。其中，便攜式一體機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧，適用于帶電巡檢、故障診斷；標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)單元與壁掛式監(jiān)測(cè)單元適用于長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)與故障診斷。6.12020年10月20日，我公司榮獲國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部的邀請(qǐng)，委派技術(shù)智造中心總監(jiān)王國(guó)明博士參與國(guó)網(wǎng)設(shè)備部組織的關(guān)于智慧變電站技術(shù)方案審查會(huì)，向與會(huì)的國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部、各省公司設(shè)備部及各省電科院的領(lǐng)導(dǎo)和**們做了《聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電站主設(shè)備智慧型綜合監(jiān)測(cè)中的作用和實(shí)施方案》的匯報(bào)，獲與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)和**們的高度認(rèn)可。如下圖6.1所示。GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)安裝杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)服務(wù)的快速響應(yīng)機(jī)制。

GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點(diǎn)GIS在帶電運(yùn)行過(guò)程中除了機(jī)械故障會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)外，放電性故障（如絕緣子內(nèi)部缺陷、螺絲松動(dòng)、懸浮電位放電、毛刺前列放電、金屬微粒放電等）也會(huì)導(dǎo)致聲紋振動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生。因此，通過(guò)深入研究GIS本體的聲紋振動(dòng)信號(hào)特征可發(fā)現(xiàn)GIS機(jī)械性故障及放電性故障，具有監(jiān)測(cè)***、監(jiān)測(cè)結(jié)果互相補(bǔ)充的特點(diǎn)?；诼暭y振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時(shí)預(yù)警，從而延長(zhǎng)使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以聲紋振動(dòng)信號(hào)為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測(cè)，開(kāi)發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，適用于開(kāi)關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測(cè)（長(zhǎng)期固定式、短期移動(dòng)式）。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器（壓電式加速度計(jì)）、位移傳感器、電流傳感器、IED（在線監(jiān)測(cè)式）/主機(jī)（便攜/手持式）、云服務(wù)器、通訊單元、供電單元等組件構(gòu)成。

變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)繞組時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起繞組振動(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)。由于繞組導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方，繞組的聲紋振動(dòng)信號(hào)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(dòng)信號(hào)的基頻也為100Hz。另外，考慮到鐵芯振動(dòng)的非線性特性，聲紋振動(dòng)信號(hào)還會(huì)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(dòng)信號(hào)頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。因此，信號(hào)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(dòng)監(jiān)測(cè)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(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。綜上所述，采用聲紋振動(dòng)法監(jiān)測(cè)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測(cè)/在線監(jiān)測(cè)，與變壓器無(wú)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(chǔ)備及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，既有固定安裝的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)式，也有便攜式的帶電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及可移動(dòng)的重癥監(jiān)護(hù)式。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的國(guó)際合作案例。

聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用意義GZAFV-01系統(tǒng)適用于GIS、AIS、隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜等開(kāi)關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)、在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，不影響被測(cè)設(shè)備正常運(yùn)行且無(wú)電氣連接，主要意義如下：5.1采用帶電監(jiān)測(cè)/在線監(jiān)測(cè)方式，不影響被測(cè)設(shè)備正常運(yùn)行，降低了電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。5.2監(jiān)測(cè)方式與被測(cè)設(shè)備無(wú)電氣連接，具有安全、可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。5.3采用獨(dú)特的時(shí)域、包絡(luò)、重合度比對(duì)、時(shí)頻矩陣等分析法，并提峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關(guān)系數(shù)、頻率復(fù)雜度、振動(dòng)平穩(wěn)性、能量相似度、振動(dòng)相關(guān)性等特征參量等特征參量，提高在線監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度。5.4內(nèi)置基于海量典型樣本的大數(shù)據(jù)和人工智能研判技術(shù)而建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，可真實(shí)反應(yīng)被試品運(yùn)行狀態(tài)，有效診斷故障程度和類型。5.5符合智慧/智能型變電站建設(shè)原則，IED具備邊緣計(jì)算能力，就地采集并處理聲紋振動(dòng)及電流信號(hào)，完成分析計(jì)算后根據(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(tái)層及應(yīng)用層要求上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)功能的遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。杭州斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)主界面

杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)。GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)安裝

3.3.2繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析下圖3.10a為變壓器運(yùn)行時(shí)繞組及鐵芯的聲紋振動(dòng)時(shí)域信號(hào)。為更直觀地分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析聲紋振動(dòng)信號(hào)。如下圖3.10b所示，基于聲紋振動(dòng)信號(hào)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(guān)系數(shù)特征參量作為分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：

3.3.2.1峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對(duì)應(yīng)的頻率值。3.3.2.2總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)所有50Hz整數(shù)倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計(jì)算公式：THD=i=0nVi2V1，其中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(dòng)頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應(yīng)較?。淮嬖诠收蠒r(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大 GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)安裝