GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測數據采集裝置

OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動軸斷裂、選擇開關觸頭接觸不良、操作機構失靈造成的拒動或滑檔現象、限位開關失靈、切換開關拒切、中止或動作滯后、內部緊固件松動和脫落、以及內部滲漏等。根據國家電網設備部發(fā)布的《設備管理重點工作任務》，2020年度需完成382臺換流變分接開關隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實施有載分接開關在線監(jiān)測與故障診斷不僅對確保變壓器及整個電網安全穩(wěn)定運行具有重要的現實意義，也是今后的發(fā)展方向。變壓器/電抗器在生產、運輸、安裝過程中或在短路電流作用下，均會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%，對變壓器/電抗器抗短路電流沖擊能力及安全穩(wěn)定運行產生巨大威脅。繞組故障主要包括絕緣老化、受潮、匝間或繞組間短路、斷路及機械損傷等，以上故障類型均可能導致繞組變形。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術背景。GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測數據采集裝置

功能特性:?采用加速度傳感器監(jiān)測GIS本體振動聲學指紋信號，監(jiān)測單元具備多個感知點開展實時的連續(xù)性或周期性的自動監(jiān)測功能；?具備分析診斷功能：監(jiān)測單元可向綜合分析單元傳送標準化數據、分析結果和預警信息，并接收下傳的控制命令；?具有比對分析功能：可將監(jiān)測數據與標準信號、歷史監(jiān)測信號進行比對分析；?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導出1年以上數據；?具備振動聲學指紋信號時域波形展示、頻譜分析(基頻為100Hz)功能，可自動提取峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關系數、頻率復雜度、振動平穩(wěn)性、能量相似度、振動相關性等特征參量，以作為GIS運行狀態(tài)分析參數，用戶可設置報警閾值。?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數據庫，包絡分析后可快速實現歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態(tài)。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監(jiān)測系統引入互相關系數的計算。當實時采集信號包絡曲線與正常狀態(tài)包絡曲線互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態(tài)；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。下圖1所示為正常狀態(tài)與異常狀態(tài)時，GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測數據采集裝置GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監(jiān)測系統功能特點。

變壓器/電抗器運行時，電流通過繞組時產生的電動力引起繞組振動，硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導致鐵芯振動。由于繞組導體所受電動力正比于負載電流的平方，繞組振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器/電抗器中磁感應強度正比于加載電壓的平方，鐵芯振動信號的基頻也為100Hz。另外，考慮到鐵芯振動的非線性特性，振動信號還會包含頻率為100Hz整數倍的高次諧波。當變壓器/電抗器的繞組變形或鐵芯故障后，振動信號頻譜分布將發(fā)生改變，產生諧波分量。因此，振動信號分量可以作為區(qū)別繞組變形故障與鐵芯故障的重要依據，采用振動分析法可實現繞組及鐵芯的故障診斷。

GIS及敞開式的隔離開關監(jiān)測:功能特性:各特征參量定義如下：(1)分合動作時間：根據電機電流的變化來獲取驅動電機啟動至停止的時長；(2)電機峰值電流：電機電流出現后的瞬態(tài)過程中，電流的***個大半波的峰值；(3)電機電流燃弧時間：電機電流停止末端，電流變小后又增大，直至電流歸零的持續(xù)時間；(4)電流抖動：電機在驅動連桿時，電機電流不穩(wěn)定狀態(tài)稱為電流抖動；(5)振動聲學高幅值關鍵特征:捕獲一些振動幅值比較大的時間點；(6)振動聲學脈動關鍵特征:振動信號進過小波濾波后，時域及頻域分布特性。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測系統概述。

繞組及鐵芯運行狀態(tài)分析下圖13(a)為變壓器/電抗器運行時的繞組及鐵芯振動聲學指紋的時域信號。為更直觀地分析繞組及鐵芯運行狀態(tài)，采用頻域法分析振動聲學指紋信號，實現在線狀態(tài)下的故障監(jiān)測。如下圖13(b)所示，基于振動聲學指紋信號的頻域分布，提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關系數特征參量，以作為變壓器/電抗器運行狀態(tài)的分析參數。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應的頻率值。(2)總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)：所有50Hz整數倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計算公式如下：=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基頻分量為振動頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應較??；存在故障時，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-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測包絡分析。開關柜振動聲學指紋在線監(jiān)測產品

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測系統結構。GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測數據采集裝置

傳統的繞組變形檢測方法有低壓脈沖法(LVI)、頻率響應分析法(FRA)和短路阻抗法(SCI)，以上方法*適用于離線或停電檢測。鐵芯典型故障包括壓鐵松動、鐵芯接地不良、夾件松動或損傷，常用檢測方法包括絕緣電阻測試及接地電流監(jiān)測。采用聲學指紋法檢測繞組及鐵芯狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測，不影響電力變壓器/電抗器正常運行，且與設備無電氣連接，具有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點。杭州國洲電力科技有限公司結合多年研發(fā)及現場經驗，成功研制GZAF-1000T系列變壓器/電抗器聲學指紋監(jiān)測系統，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測，也有便攜式的帶電力設備監(jiān)測及診斷技術的“中國智造者”第3頁共29頁電檢測系統及可移動的重癥監(jiān)護系統。監(jiān)測系統由壓電式加速度傳感器、驅動電機電流傳感器、數據采集裝置、云服務器（采用B/S結構）、通訊子系統及供電系統構成，結合包絡分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實現變壓器有載分接開關及本體（繞組及鐵芯）全振動監(jiān)測與故障診斷。GZAF-1000S系列振動聲學指紋在線監(jiān)測數據采集裝置