本地振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)特點(diǎn)

GIS是當(dāng)今輸電網(wǎng)絡(luò)中一種應(yīng)用***的電氣設(shè)備。通過(guò)將變電站中斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、PT、CT、避雷器、連接母線(xiàn)、電纜終端、進(jìn)出線(xiàn)套管等一次設(shè)備經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)并有序地結(jié)合為整體，在金屬殼內(nèi)封裝起來(lái)，內(nèi)部充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)組成的封閉組合電器。與傳統(tǒng)的敞開(kāi)式相比較，GIS具有占地面積小、可靠性高、安全性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)工作量很小等優(yōu)點(diǎn)，因而被大量使用在重要負(fù)荷、樞紐變電站中。但由于其采用全封閉結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準(zhǔn)確定位及快速搶修，將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著GIS逐步在特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)推廣應(yīng)用，設(shè)備故障所造成的影響將進(jìn)一步加大。近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修工作不斷深化，對(duì)設(shè)備可靠性的要求不斷提高，及時(shí)、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。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的科研支持背景。本地振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)特點(diǎn)

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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)監(jiān)測(cè)（長(zhǎng)期固定式、短期移動(dòng)式）。有載開(kāi)關(guān)聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)指紋監(jiān)測(cè)的原理杭州國(guó)洲電力科技有限公司的團(tuán)隊(duì)介紹與技術(shù)研發(fā)實(shí)力。

OLTC是在勵(lì)磁狀態(tài)下，通過(guò)改變繞組分接位置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負(fù)載電壓、調(diào)節(jié)無(wú)功潮流、增加電網(wǎng)靈活度等重要作用。它是調(diào)壓變壓器中***的可動(dòng)部件、關(guān)鍵部件之一。國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)(GIGRE)等國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（下圖1所示），OLTC故障占變壓器總體故障的30%以上，各類(lèi)故障影響變壓器及整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)等事故。OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動(dòng)軸斷裂、選擇開(kāi)關(guān)觸頭接觸不良、操作機(jī)構(gòu)失靈造成的拒動(dòng)或滑檔現(xiàn)象、限位開(kāi)關(guān)失靈、切換開(kāi)關(guān)拒切、中止或動(dòng)作滯后、內(nèi)部緊固件松動(dòng)和脫落、以及內(nèi)部滲漏等。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)設(shè)備部發(fā)布的《設(shè)備管理重點(diǎn)工作任務(wù)》，2020年度需完成382臺(tái)換流變OLTC隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實(shí)施OLTC在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷不僅對(duì)確保變壓器及整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是今后的發(fā)展方向。

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(xiàn)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(xiàn)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的企業(yè)簡(jiǎn)介與主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

6.62019年4月，在國(guó)網(wǎng)寧夏±800kV靈州特高壓換流站、國(guó)網(wǎng)山西±800kV雁門(mén)關(guān)特高壓變電站、國(guó)網(wǎng)江蘇1000kV盱眙特高壓和±800kV淮安特高壓換流站等，我公司技術(shù)服務(wù)部的電氣作業(yè)工程師會(huì)同變電站屬地的省電科院和省檢公司、電力設(shè)備廠(chǎng)家等的技術(shù)員運(yùn)用我公司的GZAFV-01型系統(tǒng)對(duì)特高壓變壓器OLTC開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的技術(shù)服務(wù)。6.72020年11月，我公司技術(shù)服務(wù)部的楊加浩工程師在廣西南寧供電局的變電二所實(shí)訓(xùn)基地向廣西電科院高壓所黎大健主任、廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院鄭含博教授、***電力公司設(shè)備部王佳靈高工、南網(wǎng)高級(jí)技能**李炎、南寧供電局設(shè)備部檢修專(zhuān)責(zé)羅工等各位領(lǐng)導(dǎo)**做變壓器（繞組、OLTC）和開(kāi)關(guān)設(shè)備的聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)操演示。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。名優(yōu)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)說(shuō)明書(shū)

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3.3.2.3基頻信號(hào)能量比(E)100Hz基頻分量時(shí)域信號(hào)能量占信號(hào)總能量的比值，計(jì)算公式：E=jmS1j2jmSj2，其中S1為100Hz基頻分量的時(shí)域信號(hào)，Sj為原始信號(hào)，j為采樣索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為聲紋振動(dòng)頻譜圖的主要成分，基頻信號(hào)能量比應(yīng)較大；存在故障時(shí)，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，基頻信號(hào)能量比變小。3.3.2.4互相關(guān)系數(shù)(r)正常狀態(tài)與實(shí)測(cè)的聲紋振動(dòng)信號(hào)頻譜圖之間的相似度，計(jì)算公式：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2，其中Xi和Yi分別為正常狀態(tài)與實(shí)時(shí)測(cè)得聲紋振動(dòng)信號(hào)的頻域分布，X和Y為對(duì)應(yīng)信號(hào)的平均值，互相關(guān)系數(shù)范圍為0~1?！粽＿\(yùn)行時(shí)，相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近于1?！舸嬖诠收蠒r(shí)，信號(hào)頻率分布發(fā)生改變，互相關(guān)系數(shù)減小。本地振動(dòng)聲學(xué)指紋在線(xiàn)監(jiān)測(cè)特點(diǎn)