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(xiàn)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(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類(lèi)型診斷,。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益分析。開(kāi)關(guān)設(shè)備聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)原理圖

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(dòng)傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成,，聲紋振動(dòng)傳感器集成電荷放大器,，將聲紋振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu),，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝,。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集取OLTC振動(dòng)信號(hào),，通過(guò)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(dòng)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(dòng)電機(jī)電流信號(hào),，安裝于OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線(xiàn)處,。◆3路聲紋振動(dòng)傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào),，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(cè)點(diǎn)的同一性,，便于后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線(xiàn)比對(duì)，所有聲紋振動(dòng)傳感器底座長(zhǎng)期固定在變壓器外壁上,。安裝示意圖如下圖3所示,。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)需求而靈活調(diào)整）質(zhì)量振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)設(shè)備）數(shù)據(jù)可視化和遠(yuǎn)程監(jiān)控,。

GIS及敞開(kāi)式的隔離開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)背景隔離開(kāi)關(guān)在合閘位置時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)可承載線(xiàn)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(kāi)關(guān)的觸頭間有符合要求的絕緣距離和明顯的斷開(kāi)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(kāi)式的隔離開(kāi)關(guān)的故障率不斷升高,，嚴(yán)重影響隔離開(kāi)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(xiàn)監(jiān)測(cè)隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的***評(píng)價(jià)具有重要意義。

五,、GZAFV-01系統(tǒng)的操控及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析軟件5.1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。5.2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。5.3軟件主界面主界面包括項(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),、重合度比對(duì)、能量分布,、時(shí)域信號(hào)頻譜分布等分析,。5.4包絡(luò)分析聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)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),。5.5歷史數(shù)據(jù)比對(duì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)數(shù)據(jù)橫向比對(duì),、與歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)縱向比對(duì)。5.6頻譜分析進(jìn)行聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)域信號(hào)頻譜分析,，提取信號(hào)頻域特征參量,。5.7運(yùn)行狀態(tài)告警被測(cè)變壓器的異常狀態(tài)報(bào)警，可選擇告警發(fā)送方式,。5.8報(bào)表生成功能：被測(cè)變壓器診斷結(jié)果生成報(bào)表功能,。GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)設(shè)備）設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化,。

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(xiàn)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(xiàn)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)的在線(xiàn)重癥監(jiān)護(hù)式,。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器,、數(shù)據(jù)采集裝置（在線(xiàn)監(jiān)測(cè)式：IED,，便攜/手持式：主機(jī)；下文皆用IED/主機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)）,、云服務(wù)器,、通訊單元及供電單元構(gòu)成；操控及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合包絡(luò)分析,、重合度分析,、小波分析、能量分布矩陣,、時(shí)域信號(hào)頻譜分析等多種算法,，并提取故障診斷特征參量，在線(xiàn)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)變壓器OLTC,、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類(lèi)型診斷,。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)服務(wù)的快速響應(yīng)機(jī)制。變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)原理圖

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1.2變壓器/電抗器運(yùn)行狀態(tài)概述變壓器/電抗器（下文皆用“變壓器”簡(jiǎn)稱(chēng)）在電力系統(tǒng)中起到電壓變換,、電能分配等重要作用，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)確保供電可靠性具有重要意義,。有載分接開(kāi)關(guān)（下文皆用OLTC簡(jiǎn)稱(chēng)）,、繞組及鐵芯是變壓器的重要組成部分，三者故障率總和占變壓器整體故障70%左右,，而傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)有試驗(yàn)周期長(zhǎng),、影響變壓器正常運(yùn)行、耗費(fèi)人力物力等缺點(diǎn),。開(kāi)展基于聲學(xué)指紋的狀態(tài)監(jiān)測(cè),，可在在線(xiàn)狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器OLTC,、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時(shí)預(yù)警,，從而延長(zhǎng)變壓器使用壽命,，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。開(kāi)關(guān)設(shè)備聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)原理圖