開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

6.22020年10月22日，我公司的常務(wù)副總經(jīng)理胡晗先生、技術(shù)智造中心總監(jiān)王國明博士以技術(shù)顧問的身份，獲邀參與國網(wǎng)冀北電力有限公司關(guān)于智慧物聯(lián)體系建設(shè)專項勞動競賽成果評審會，會上向國網(wǎng)冀北公司設(shè)備運(yùn)行管理領(lǐng)域的各位領(lǐng)導(dǎo)和**們匯報了《電力設(shè)備聲紋振動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢和應(yīng)用前景》，并會中作為廠家**參與技術(shù)評審，榮獲與會領(lǐng)導(dǎo)和**們的高度認(rèn)可。

6.3 2020年8月6日，我公司榮獲南方電網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)部的邀請作為技術(shù)合作商的**，委派研發(fā)副總經(jīng)理沈佳華先生參加南方電網(wǎng)的生產(chǎn)技術(shù)部、各分省公司、南網(wǎng)電科院和南網(wǎng)數(shù)研院等部門/單位的**們出席的《公司新技術(shù)交流會議》，向與會的各位**做了《變壓器振動監(jiān)測技術(shù)》的專題匯報。 杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的故障診斷能力。開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

近年來，國家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修工作不斷深化，對設(shè)備可靠性的要求不斷提高，及時、有效發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部潛伏性缺陷，保證GIS安全穩(wěn)定運(yùn)行、合理安排檢修周期成為狀態(tài)檢修模式下的當(dāng)務(wù)之急。目前針對GIS較成熟的監(jiān)測方法，主要有電氣法、聲測法及化學(xué)分析法三大類，以上監(jiān)測方法均針對的是放電性故障所產(chǎn)生的電磁、聲、光、電弧分解產(chǎn)物等物理量。但在GIS的運(yùn)行中，除了放電性故障之外，機(jī)械性故障也是導(dǎo)致事故發(fā)生的一大主要原因，當(dāng)GIS存在開關(guān)觸頭接觸異常、殼體對接不平衡、導(dǎo)桿輕微彎曲等缺陷時，在開關(guān)操作的機(jī)械力、負(fù)載電流產(chǎn)生的交變電動力等因素的作用下會產(chǎn)生機(jī)械性運(yùn)動，造成設(shè)備異常振動。GIS的異常振動對其本體有很大危害，會造成SF6氣體泄露、盆式絕緣子和絕緣支柱損傷、外殼接地點(diǎn)懸浮等缺陷，長期發(fā)展可能導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)對GIS機(jī)械性故障的監(jiān)測，是保證GIS安全運(yùn)行的重要手段。杭州振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測重合度對比杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測服務(wù)的客戶成功案例。

聲紋振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用意義GZAFV-01系統(tǒng)適用于GIS、AIS、隔離開關(guān)、開關(guān)柜等開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測、在線監(jiān)測與故障診斷，不影響被測設(shè)備正常運(yùn)行且無電氣連接，主要意義如下：5.1采用帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測方式，不影響被測設(shè)備正常運(yùn)行，降低了電網(wǎng)風(fēng)險。5.2監(jiān)測方式與被測設(shè)備無電氣連接，具有安全、可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。5.3采用獨(dú)特的時域、包絡(luò)、重合度比對、時頻矩陣等分析法，并提峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關(guān)系數(shù)、頻率復(fù)雜度、振動平穩(wěn)性、能量相似度、振動相關(guān)性等特征參量等特征參量，提高在線監(jiān)測準(zhǔn)確度。5.4內(nèi)置基于海量典型樣本的大數(shù)據(jù)和人工智能研判技術(shù)而建立的數(shù)據(jù)庫，可真實反應(yīng)被試品運(yùn)行狀態(tài)，有效診斷故障程度和類型。5.5符合智慧/智能型變電站建設(shè)原則，IED具備邊緣計算能力，就地采集并處理聲紋振動及電流信號，完成分析計算后根據(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)平臺層及應(yīng)用層要求上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。

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）、AIS（敞開式斷路器）、GIS /敞開式的隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等。各類開關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計、安裝過程中的缺陷以及頻繁動作極易引起機(jī)械故障，嚴(yán)重時更會導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗周期長、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。

基于聲紋振動信號的在線監(jiān)測，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時預(yù)警，從而延長使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測，開發(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型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測（長期固定式、短期移動式）。 杭州國洲電力科技有限公司的團(tuán)隊介紹與技術(shù)研發(fā)實力。

3.1技術(shù)原理變壓器振動主要包括OLTC切換時的瞬態(tài)振動、電流通過繞組時電動力引起的繞組振動、硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導(dǎo)致鐵芯振動、以及冷卻裝置工作時的振動。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動信號通過絕緣油、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傳感器測得。

OLTC切換過程中，分接選擇器動作、切換開關(guān)動作、動靜觸頭碰撞等機(jī)械動作產(chǎn)生聲紋振動信號，信號包含觸頭分合狀態(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、變形等故障。切換過程中若儲能彈簧性能發(fā)生改變或儲能過程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動力矩的變化，從而使驅(qū)動電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測驅(qū)動電機(jī)電流信號與聲紋振動信號的結(jié)合分析，可更加有效的評價OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。 杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)簡介與主要技術(shù)優(yōu)勢。振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測設(shè)備信息

杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)榮譽(yù)與資質(zhì)認(rèn)證。開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案

從振動和聲學(xué)數(shù)據(jù)中提取有用的特征，以便建立設(shè)備的聲學(xué)指紋，通常會用到以下信號處理技術(shù)：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號在頻域中的特性，可以識別出設(shè)備運(yùn)行時的固有頻率和諧波成分。短時傅里葉變換（STFT）：與FFT相比，STFT能夠展示信號隨時間變化的頻率特性，適用于非平穩(wěn)信號的分析。小波變換：具有良好的時頻局部化特性，能夠在多尺度上分析信號，適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測：用于提取振動信號的振幅包絡(luò)，可以用來表示信號的動態(tài)特性。頻譜分析：通過計算信號的功率譜密度（PSD）或幅值譜，可以識別出信號的頻率成分和能量分布。時頻分析方法：如Wigner-Ville分布、Choi-Williams分布等，這些方法能夠提供信號的時頻表示，有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號。模態(tài)分析：通過識別設(shè)備振動的模態(tài)特性，可以提取出與設(shè)備結(jié)構(gòu)和損傷相關(guān)的特征。熵分析：如時域熵、頻域熵或小波熵，這些方法可以量化信號的不確定性和復(fù)雜性，有助于識別設(shè)備狀態(tài)的變化。統(tǒng)計分析：包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計參數(shù)，可以描述信號的波動性和穩(wěn)定性。高階統(tǒng)計量：如偏度和峰度，它們可以提供信號分布形狀的信息，有助于識別異常模式。開關(guān)柜振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)方案