概述：電力系統(tǒng)中的高壓開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備主要包括GIS（氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備：GASinsulatedSWITCHGEAR）、敞開(kāi)式斷路器、GIS隔離開(kāi)關(guān)、敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜斷路器等，各類(lèi)高壓開(kāi)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?，F(xiàn)有定期檢修方式的試驗(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。開(kāi)展基于振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)的狀態(tài)評(píng)價(jià)，可在在線(xiàn)狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備的潛在故障，并及時(shí)預(yù)警，從而延長(zhǎng)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(cè)技術(shù)為主，結(jié)合電流、行程等其他狀態(tài)量，開(kāi)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(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于高壓開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備的帶電檢測(cè)、移動(dòng)式短期在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、固定式長(zhǎng)期在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷。GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--敞開(kāi)式斷路器監(jiān)測(cè)功能特性。GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)硬件使用

數(shù)據(jù)采集裝置安裝在密封箱體內(nèi)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)型掛壁式主機(jī)使用強(qiáng)力磁鐵吸附在變壓器/電抗器的外壁（如下圖5B所示），同時(shí)采集箱外側(cè)涂抹膠水粘合。系統(tǒng)各種傳感器、通信模塊和前端主控單元統(tǒng)一采用220V供電方式。采集箱外部設(shè)有5個(gè)防水接口，分別為振動(dòng)傳感器接入孔防水接口、電流信號(hào)防水接口、電源線(xiàn)纜防水接口、USB信號(hào)防水接口、采集箱進(jìn)出線(xiàn)孔，安裝防水接頭、機(jī)械振動(dòng)信號(hào)、電流信號(hào)引入線(xiàn)纜孔安裝雙防12-PG13.5接頭、通信引入線(xiàn)纜采用PG16型防水接頭，并內(nèi)外兩邊涂膠處理，進(jìn)入雙防接頭之前的線(xiàn)纜均套金屬保護(hù)管，采集箱內(nèi)部接線(xiàn)端子做密封保護(hù)，確保采集箱內(nèi)部整體密封。杭州研制的振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品有哪些GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)傳感器。

系統(tǒng)原理：變壓器/電抗器振動(dòng)主要包括有載分接開(kāi)關(guān)切換時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)、電流通過(guò)繞組時(shí)電動(dòng)力引起的繞組振動(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)、以及冷卻裝置工作時(shí)的振動(dòng)。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)頻率小于100Hz，不作為變壓器/電抗器聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)的分析內(nèi)容。變壓器/電抗器內(nèi)振動(dòng)信號(hào)通過(guò)絕緣油、支撐單元、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)等多種途徑傳播至變壓器外壁，可由安裝于外壁的加速度傳感器測(cè)得。有載分接開(kāi)關(guān)（OLTC）切換過(guò)程中，分接選擇器動(dòng)作、切換開(kāi)關(guān)動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭碰撞等機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。振動(dòng)信號(hào)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，可反映分接開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)磨損、卡滯、松動(dòng)、變形等故障。切換過(guò)程中若儲(chǔ)能彈簧性能發(fā)生改變或儲(chǔ)能過(guò)程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流在線(xiàn)檢測(cè)OLTC的運(yùn)行狀況，且電流信號(hào)與振動(dòng)聲學(xué)指紋信號(hào)的結(jié)合分析，可更加有效的判斷OLTC故障。

軟件界面4.1遠(yuǎn)端后臺(tái)軟件管理遠(yuǎn)端后臺(tái)管理軟件通過(guò)云服務(wù)器賬戶(hù)登錄，選擇管理對(duì)象。圖164.2設(shè)備信息管理設(shè)備信息管理界面包括設(shè)備名稱(chēng)、位置、編號(hào)等基本信息。圖17電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第19頁(yè)共29頁(yè)4.3主界面軟件主界面包括項(xiàng)目管理、多通道信號(hào)同步顯示、分析及其他工具及基本分析結(jié)果顯示，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)包絡(luò)、重合度對(duì)比、能量分布、時(shí)頻分布(ATF)等分析。圖184.4包絡(luò)分析振動(dòng)聲學(xué)指紋及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)的包絡(luò)分析可簡(jiǎn)化信號(hào)，直觀反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。圖19電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第20頁(yè)共29頁(yè)4.5歷史數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)信號(hào)與實(shí)時(shí)采集信號(hào)對(duì)比、歷史數(shù)據(jù)橫向縱向?qū)Ρ取D204.6頻譜分析進(jìn)行振動(dòng)聲學(xué)指紋地時(shí)域信號(hào)頻譜分析，提取信號(hào)頻域特征參量。圖21電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第21頁(yè)共29頁(yè)4.7運(yùn)行狀態(tài)告警設(shè)備異常狀態(tài)報(bào)警，可選擇告警發(fā)送方式。圖224.8報(bào)表生成功能目標(biāo)變壓器/電抗器診斷結(jié)果生成報(bào)表功能。圖23GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--GIS及開(kāi)關(guān)柜的斷路器監(jiān)測(cè)技術(shù)背景。

各特征參量定義如下：(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：電力設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的“中國(guó)智造者”第5頁(yè)共12頁(yè)=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??；存在故障時(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-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能特點(diǎn)。國(guó)洲電力振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用意義。GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)硬件使用

(3)頻譜互相關(guān)系數(shù)(r)：正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得振動(dòng)信號(hào)頻譜圖之間的相似度，計(jì)算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得振動(dòng)信號(hào)的頻域分布，平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1。正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1；存在故障時(shí)，信號(hào)頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。(4)頻率復(fù)雜度(FCA)：頻率復(fù)雜度的定義與信息熵類(lèi)似，頻率成分越復(fù)雜，對(duì)應(yīng)的頻率復(fù)雜度特征量越大，計(jì)算公式為：=?ln?=其中f=100,200,…,2000Hz,f的諧波比重值。GZAF-1000S系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)硬件使用