杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)說明

3.3GZAFV-01系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)分析與處理3.3.1OLTC運(yùn)行狀態(tài)分析OLTC動(dòng)作時(shí)，典型聲紋振動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)如下圖3.4所示。通過分解時(shí)域內(nèi)典型信號(hào)區(qū)間，可有效判斷OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)、分接選擇器斷開、分接選擇器閉合、切換開關(guān)動(dòng)作、驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)等動(dòng)作順序，進(jìn)而分析OLTC的運(yùn)行狀態(tài)。然而，以上通過典型信號(hào)分析判斷OLTC的運(yùn)行狀態(tài)需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為方便監(jiān)測(cè)人員快速完成診斷任務(wù)，需通過多種算法更直觀、準(zhǔn)確地判斷OLTC狀態(tài)。GZAFV-01系統(tǒng)結(jié)合基于小波變換及希爾伯特變換的包絡(luò)分析、基于互相關(guān)系數(shù)的重合度分析、基于小波多分辨率分解的能量分布曲線分析、基于時(shí)頻分布矩陣的信號(hào)比對(duì)等多種核心算法，實(shí)現(xiàn)OLTC***、有效、準(zhǔn)確的狀態(tài)診斷和早期隱患監(jiān)測(cè)，降低OLTC運(yùn)行的故障風(fēng)險(xiǎn)。杭州國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)的行業(yè)培訓(xùn)支持。杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)說明

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)的在線重癥監(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（在線監(jiān)測(cè)式：IED，便攜/手持式：主機(jī)；下文皆用IED/主機(jī)簡稱）、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)與故障類型診斷。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)杭州國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)的經(jīng)濟(jì)效益分析。

敞開式斷路器監(jiān)測(cè)功能特性◆具備聲紋振動(dòng)、電流波形、行程曲線、壓力變化等記錄及展示，自動(dòng)計(jì)算峰值電流、電流上升速率、動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作時(shí)長、行程、動(dòng)/靜觸頭分/合閘位置和次數(shù)等參數(shù)。◆IED/主機(jī)支持多通道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步采集，通道數(shù)不小于8個(gè)（可定制）?！艟哂斜葘?duì)分析功能：可將現(xiàn)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對(duì)分析?！艟哂袛嚯姴粊G失存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、復(fù)電自啟動(dòng)、自復(fù)位的功能，可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)及導(dǎo)出1000次以上斷路器動(dòng)作數(shù)據(jù)?！魯嗦菲髅看蝿?dòng)作后，IED/主機(jī)主動(dòng)評(píng)估斷路器運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)上傳分析結(jié)果?！糁悄芊治觯阂劳杏谖夜窘⒌暮Ａ康湫凸收习咐臄?shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(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)采集信號(hào)包絡(luò)曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時(shí)，被測(cè)設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時(shí)，被測(cè)設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。

從振動(dòng)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(huì)用到以下信號(hào)處理技術(shù)：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號(hào)在頻域中的特性，可以識(shí)別出設(shè)備運(yùn)行時(shí)的固有頻率和諧波成分。短時(shí)傅里葉變換（STFT）：與FFT相比，STFT能夠展示信號(hào)隨時(shí)間變化的頻率特性，適用于非平穩(wěn)信號(hào)的分析。小波變換：具有良好的時(shí)頻局部化特性，能夠在多尺度上分析信號(hào)，適合捕捉瞬態(tài)事件和局部特征。包絡(luò)檢測(cè)：用于提取振動(dòng)信號(hào)的振幅包絡(luò)，可以用來表示信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性。頻譜分析：通過計(jì)算信號(hào)的功率譜密度（PSD）或幅值譜，可以識(shí)別出信號(hào)的頻率成分和能量分布。時(shí)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(hào)的時(shí)頻表示，有助于分析復(fù)雜非線性和非平穩(wěn)信號(hào)。模態(tài)分析：通過識(shí)別設(shè)備振動(dòng)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(shí)域熵、頻域熵或小波熵，這些方法可以量化信號(hào)的不確定性和復(fù)雜性，有助于識(shí)別設(shè)備狀態(tài)的變化。統(tǒng)計(jì)分析：包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可以描述信號(hào)的波動(dòng)性和穩(wěn)定性。高階統(tǒng)計(jì)量：如偏度和峰度，它們可以提供信號(hào)分布形狀的信息，有助于識(shí)別異常模式。杭州國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)的定制化解決方案。

GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點(diǎn)GIS在帶電運(yùn)行過程中除了機(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)。基于聲紋振動(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)（長期固定式、短期移動(dòng)式）。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器（壓電式加速度計(jì)）、位移傳感器、電流傳感器、IED（在線監(jiān)測(cè)式）/主機(jī)（便攜/手持式）、云服務(wù)器、通訊單元、供電單元等組件構(gòu)成。杭州國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)的國際合作案例。杭州斷路器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用意義

杭州國洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)功能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析能力。杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)說明

確保采集到的振動(dòng)和聲學(xué)數(shù)據(jù)具有足夠的準(zhǔn)確性和分辨率，以便于識(shí)別設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)與異常情況，可以采取以下措施：

選擇合適的傳感器：根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的特性和監(jiān)測(cè)要求選擇適當(dāng)類型和規(guī)格的振動(dòng)和聲學(xué)傳感器。傳感器應(yīng)具有高靈敏度和適當(dāng)?shù)念l率響應(yīng)范圍。校準(zhǔn)傳感器：定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保其輸出與實(shí)際測(cè)量值之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系。優(yōu)化采樣頻率：根據(jù)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性和可能發(fā)生的故障類型，設(shè)置合適的采樣頻率，以捕捉到振動(dòng)和聲學(xué)信號(hào)的關(guān)鍵特征。減少噪聲干擾：采取措施減少環(huán)境噪聲和電磁干擾，如使用屏蔽電纜、設(shè)置隔振平臺(tái)、選擇低噪聲環(huán)境進(jìn)行測(cè)量等。數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用濾波、去噪等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，提高信號(hào)質(zhì)量，減少噪聲的影響。多傳感器融合：使用多個(gè)傳感器并結(jié)合不同的測(cè)量位置，可以提高數(shù)據(jù)的冗余性和魯棒性，從而增強(qiáng)信號(hào)的準(zhǔn)確性。動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整：根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，確保在設(shè)備運(yùn)行在不同負(fù)載條件下都能獲得清晰的信號(hào)。數(shù)據(jù)后處理和特征提?。簯?yīng)用高級(jí)信號(hào)處理技術(shù)，如時(shí)頻分析、小波變換等，提取出反映設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵特征。 杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)說明