3.1技術(shù)原理變壓器振動(dòng)主要包括OLTC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,，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動(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,，可由安裝于外壁的聲紋振動(dòng)傳感器測(cè)得,。

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)生聲紋振動(dòng)信號(hào)，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OLTC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)電流信號(hào)與聲紋振動(dòng)信號(hào)的結(jié)合分析,，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC在線運(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)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)。怎樣振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)

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）,。在線聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)內(nèi)容杭州國(guó)洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。

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。

3.3.1.1信號(hào)包絡(luò)分析為提高在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度,，GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)通常采用高采樣率獲取聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào),，然而大量的數(shù)據(jù)不利于快速、準(zhǔn)確存儲(chǔ)與分析,。因而采用包絡(luò)分析,，簡(jiǎn)化并反映原始信號(hào)特征,，便于后續(xù)分析與處理。傳統(tǒng)希爾伯特變換進(jìn)行包絡(luò)分析時(shí)存在提取深度不足,、存在幅值偏差等問(wèn)題,，因此采用小波變換和希爾伯特變換結(jié)合的信號(hào)包絡(luò)分析。聲紋振動(dòng)和電流的信號(hào)包絡(luò)分析如下圖3.5所示,。

3.3.1.2信號(hào)包絡(luò)重合度比對(duì)分析如下圖3.6所示,，信號(hào)包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)分析，更直觀地判斷OLTC運(yùn)行狀態(tài),。為量化信號(hào)重合度比對(duì),，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)實(shí)時(shí)采集的與正常狀態(tài)的信號(hào)包絡(luò)互相關(guān)系數(shù)：◆接近1時(shí),，OLTC接近正常運(yùn)行狀態(tài),。◆接近0時(shí),，OLTC可能存在故障,。 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)功能的高精度與可靠性。

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(lèi)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)服務(wù)的快速響應(yīng)機(jī)制,。在線聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)內(nèi)容

GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)設(shè)備）高效檢測(cè)和設(shè)備保護(hù)。怎樣振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)

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）怎樣振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)