質量振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測圖譜

3.2.2感知層的IED/主機GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機由采集模塊、處理模塊、電源模塊、USB接口、通信模塊等組成。◆采集模塊：實現(xiàn)6路聲紋振動信號、1路電流信號的采集?！籼幚砟K：實現(xiàn)信號的放大、濾波和檢波及A/D轉換等功能，利用硬件對采集的信號進行處理，保證信號的有效性和可靠性，再將處理后的模擬信號經(jīng)A/D轉換成數(shù)字信號，便于IED/主機進行數(shù)據(jù)處理分析。◆電源模塊：包括220V/AC電源的輸入及降壓轉換，為IED/主機供電?！鬠SB接口：用于現(xiàn)場信號獲取、調試。◆通信模塊：用于向遠端平臺層的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸、操控指令接收。杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。質量振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測圖譜

綜上所述，采用聲紋振動法監(jiān)測變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測，與變壓器無電氣連接而不影響正常運行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點。我公司結合多年技術預研儲備及現(xiàn)場技術服務經(jīng)驗，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測系統(tǒng)，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測式，也有便攜式的帶電監(jiān)測系統(tǒng)及可移動的在線重癥監(jiān)護式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器、驅動電機電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置（在線監(jiān)測式：IED，便攜/手持式：主機；下文皆用IED/主機簡稱）、云服務器、通訊單元及供電單元構成；操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件結合包絡分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、時域信號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(xiàn)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。本地振動聲學指紋在線監(jiān)測常見問題GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（開關設備）設計和性能優(yōu)化。

GIS是當今輸電網(wǎng)絡中一種應用***的電氣設備。通過將變電站中斷路器、隔離開關、接地開關、PT、CT、避雷器、連接母線、電纜終端、進出線套管等一次設備經(jīng)過優(yōu)化設計并有序地結合為整體，在金屬殼內封裝起來，內部充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質組成的封閉組合電器。與傳統(tǒng)的敞開式相比較，GIS具有占地面積小、可靠性高、安全性強、運行維護工作量很小等優(yōu)點，因而被大量使用在重要負荷、樞紐變電站中。但由于其采用全封閉結構，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準確定位及快速搶修，將會帶來嚴重的經(jīng)濟損失。隨著GIS逐步在特高壓輸電網(wǎng)絡推廣應用，設備故障所造成的影響將進一步加大。近年來，國家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修工作不斷深化，對設備可靠性的要求不斷提高，及時、有效發(fā)現(xiàn)GIS內部潛伏性缺陷，保證GIS安全穩(wěn)定運行、合理安排檢修周期成為狀態(tài)檢修模式下的當務之急。

功能特性◆IED/主機具備多個點位開展實時連續(xù)性或周期性的監(jiān)測GIS本體聲紋振動信號，向平臺層操控計算機傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)開展智能分析，操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件實時展示分析結果和預警信息?！艟哂斜葘Ψ治龉δ埽嚎蓪F(xiàn)測的與同規(guī)格被試品/歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行橫向/縱向比對分析?！艟哂袛嚯姴粊G失存儲數(shù)據(jù)、復電自動啟動/復位功能，可連續(xù)實時監(jiān)測、存儲及導出1年以上數(shù)據(jù)。◆具備聲紋振動信號時域波形展示、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(shù)、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(shù)，用戶可設置報警閾值?！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，包絡分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度比對開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態(tài)。為量化信號重合度比對，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關系數(shù)的計算，當實時采集信號包絡曲線與正常狀態(tài)包絡曲線的互相關系數(shù)：杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的實際應用價值。

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容。變壓器內部的聲紋振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強筋結構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、切換開關動作、動靜觸頭碰撞等機械動作產(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結構磨損、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構卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機驅動力矩的變化，從而使驅動電機電流發(fā)生變化。因此，可通過監(jiān)測驅動電機電流信號與聲紋振動信號的結合分析，可更加有效的評價OLTC在線運行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。變壓器運行時，電流通過繞組時產(chǎn)生的電動力引起繞組振動，硅鋼片的磁致伸縮及杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)簡介與主要技術優(yōu)勢。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測安裝

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從振動和聲學數(shù)據(jù)中提取有用的特征，以便建立設備的聲學指紋，通常會用到以下信號處理技術：傅里葉變換（FFT）：用于分析信號在頻域中的特性，可以識別出設備運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。包絡檢測：用于提取振動信號的振幅包絡，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，有助于分析復雜非線性和非平穩(wěn)信號。模態(tài)分析：通過識別設備振動的模態(tài)特性，可以提取出與設備結構和損傷相關的特征。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雜性，有助于識別設備狀態(tài)的變化。統(tǒng)計分析：包括均值、方差、標準差等統(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。質量振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測圖譜