OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動(dòng)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(dòng)或滑檔現(xiàn)象、限位開關(guān)失靈、切換開關(guān)拒切、中止或動(dòng)作滯后、內(nèi)部緊固件松動(dòng)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(tái)換流變分接開關(guān)隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實(shí)施有載分接開關(guān)在線監(jiān)測與故障診斷不僅對(duì)確保變壓器及整個(gè)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。變壓器/電抗器在生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝過程中或在短路電流作用下，均會(huì)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/電抗器整體故障的36%和4%，對(duì)變壓器/電抗器抗短路電流沖擊能力及安全穩(wěn)定運(yùn)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(jī)械損傷等，以上故障類型均可能導(dǎo)致繞組變形。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析。杭州GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品

繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析下圖13(a)為變壓器/電抗器運(yùn)行時(shí)的繞組及鐵芯振動(dòng)聲學(xué)指紋的時(shí)域信號(hào)。為更直觀地分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)下的故障監(jiān)測。如下圖13(b)所示，基于振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(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，以作為變壓器/電抗器運(yùn)行狀態(tài)的分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：(1)峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對(duì)應(yīng)的頻率值。(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)算公式如下：=2其中100Hz基頻分量有效值，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。杭州GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)原理。

概述：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：GASinsulatedSWITCHGEAR）、敞開式斷路器、GIS隔離開關(guān)、敞開式隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等，各類高壓開關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計(jì)、安裝過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?，F(xiàn)有定期檢修方式的試驗(yàn)周期長、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。開展基于振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)的狀態(tài)評(píng)價(jià)，可在在線狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)類設(shè)備的潛在故障，并及時(shí)預(yù)警，從而延長設(shè)備使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測技術(shù)為主，結(jié)合電流、行程等其他狀態(tài)量，開發(fā)故障診斷算法并提取相關(guān)特征參量，研制完成的GZAF-1000S系列高壓開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)適用于高壓開關(guān)類設(shè)備的帶電檢測、移動(dòng)式短期在線監(jiān)測、固定式長期在線監(jiān)測與故障診斷。

重合度對(duì)比如圖9所示，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度對(duì)比分析，更直觀地判斷有載分接開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號(hào)重合度對(duì)比，系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線互相關(guān)系數(shù)接近1時(shí)，實(shí)時(shí)采集的信號(hào)接近正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)互相關(guān)系數(shù)接近0時(shí)，有載分接開關(guān)可能存在故障。能量分布曲線基于小波變換的振動(dòng)信號(hào)多分辨率分析結(jié)果如下圖10所示。原始信號(hào)經(jīng)8層分解后產(chǎn)生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細(xì)分量，計(jì)算各層詳細(xì)分量信號(hào)能量，可獲得信號(hào)能量分布曲線。對(duì)比正常狀態(tài)與異常狀態(tài)能量分布曲線，可判斷有載分接開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，并提取互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態(tài)診斷特征參量。圖11為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)振動(dòng)信號(hào)能量分布曲線對(duì)比。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)功能：3.4.2監(jiān)測系統(tǒng)的智慧化功能?具備邊緣計(jì)算能力，就地采集并處理振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，完成有載分接開關(guān)信號(hào)包絡(luò)、ATF等分析，完成繞組及鐵芯振動(dòng)信號(hào)頻譜分析及參數(shù)計(jì)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(tái)層及應(yīng)用層要求上傳分析結(jié)果；?具備實(shí)物ID管理功能，提供有載分接開關(guān)、繞組及鐵芯運(yùn)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(shí)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(qǐng)求該設(shè)備的詳細(xì)信息，以及詳細(xì)的運(yùn)行狀態(tài)，測試信息等。?根據(jù)各時(shí)頻信號(hào)互相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號(hào)能量比等狀態(tài)量，采用深度學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)判斷變壓器/電抗器運(yùn)行狀態(tài)及機(jī)械故障類型。圖15基于振動(dòng)聲學(xué)指紋的變壓器故障診斷?結(jié)合變壓器/電抗器的帶電檢測、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測狀態(tài)量，杭州國洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案。杭州GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品

杭州國洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績。杭州GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品

變壓器/電抗器運(yùn)行時(shí)，電流通過繞組時(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，繞組振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz。由于變壓器/電抗器中磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于加載電壓的平方，鐵芯振動(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，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/電抗器的繞組變形或鐵芯故障后，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，振動(dòng)信號(hào)分量可以作為區(qū)別繞組變形故障與鐵芯故障的重要依據(jù)，采用振動(dòng)分析法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯的故障診斷。杭州GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測主要產(chǎn)品