從振動(dòng)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(huì)用到以下信號(hào)處理技術(shù):傅里葉變換(FFT):用于分析信號(hào)在頻域中的特性,可以識(shí)別出設(shè)備運(yùn)行時(shí)的固有頻率和諧波成分。短時(shí)傅里葉變換(STFT):與FFT相比,STFT能夠展示信號(hào)隨時(shí)間變化的頻率特性,適用于非平穩(wěn)信號(hào)的分析。小波變換:具有良好的時(shí)頻局部化特性,能夠在多尺度上分析信號(hào),適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測(cè):用于提取振動(dòng)信號(hào)的振幅包絡(luò),可以用來(lái)表示信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性。頻譜分析:通過(guò)計(jì)算信號(hào)的功率譜密度(PSD)或幅值譜,可以識(shí)別出信號(hào)的頻率成分和能量分布。時(shí)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(hào)的時(shí)頻表示,有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號(hào)。模態(tài)分析:通過(guò)識(shí)別設(shè)備振動(dòng)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(shí)域熵、頻域熵或小波熵,這些方法可以量化信號(hào)的不確定性和復(fù)雜性,有助于識(shí)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(hào)的波動(dòng)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(hào)分布形狀的信息,有助于識(shí)別異常模式。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)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)技術(shù)背景
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。GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)業(yè)績(jī)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)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)類設(shè)備主要包括GIS(氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備)、AIS(敞開式斷路器)、GIS /敞開式的隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等。各類開關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中的缺陷以及頻繁動(dòng)作極易引起機(jī)械故障,嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故,現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗費(fèi)人力物力、檢修效率低等缺點(diǎn),較大地影響設(shè)備正常運(yùn)行。
基于聲紋振動(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)。
6.4 2020年11月19日,我公司獲邀南網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司總經(jīng)辦和生產(chǎn)技術(shù)部的邀請(qǐng),委派公司技術(shù)智造中心總監(jiān)王國(guó)明博士向廣西電網(wǎng)公司的總經(jīng)理、副總經(jīng)理以及生產(chǎn)技術(shù)部、電力科學(xué)研究院等相關(guān)部門和直屬單位的領(lǐng)導(dǎo)做了《變壓器聲紋振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)》的專題匯報(bào),榮獲領(lǐng)導(dǎo)和**們的稱贊與肯定。
6.5 2020年10月30日,國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部領(lǐng)導(dǎo)視察1000kV廊坊特高壓變電站已投運(yùn)的1000kV電抗器運(yùn)行情況(如下圖6.4所示)。通過(guò)查看我公司的GZOLM-1000T型變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(局部放電、聲紋振動(dòng)、鐵芯接地電流、油中溶解氣體、電抗器空負(fù)載等運(yùn)行參數(shù))的多參量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和融合評(píng)價(jià)技術(shù)所展示的電抗器在線運(yùn)行中的性能狀況),后根據(jù)評(píng)價(jià)電抗器在線運(yùn)行健康態(tài)勢(shì)的診斷報(bào)告,把某一臺(tái)電抗器下線返廠維修,在廠區(qū)解體后驗(yàn)證了診斷報(bào)告的準(zhǔn)確性。 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)的用戶培訓(xùn)支持。
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、隔離開關(guān)、開關(guān)柜等開關(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的企業(yè)愿景與使命。杭州斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)背景
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)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施路徑。杭州斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)背景
GIS及敞開式的隔離開關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)背景隔離開關(guān)在合閘位置時(shí),隔離開關(guān)可承載線路額定電流及在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的異常電流;在分閘位置時(shí),隔離開關(guān)的觸頭間有符合要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志,確保檢修時(shí)人員和設(shè)備的安全。然而由于在材料、工藝、設(shè)計(jì)、安裝等方面存在的問(wèn)題,以及頻繁動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的電氣老化、機(jī)械磨損等缺陷,GIS及敞開式的隔離開關(guān)的故障率不斷升高,嚴(yán)重影響隔離開關(guān)和整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,實(shí)施在線監(jiān)測(cè)隔離開關(guān)聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào),實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的***評(píng)價(jià)具有重要意義。杭州斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)背景