變壓器運(yùn)行時(shí),電流通過繞組時(shí)產(chǎn)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(dǎo)致鐵芯振動。由于繞組導(dǎo)體所受電動力正比于負(fù)載電流的平方,繞組的聲紋振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于加載電壓的平方,鐵芯的聲紋振動信號的基頻也為100Hz。另外,考慮到鐵芯振動的非線性特性,聲紋振動信號還會包含頻率為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,聲紋振動信號頻譜分布將發(fā)生改變,產(chǎn)生諧波分量。因此,信號分量可以作為區(qū)別繞組故障與鐵芯故障的重要依據(jù),采用聲紋振動監(jiān)測法可實(shí)現(xiàn)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價(jià)與故障類型診斷。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)的定制化解決方案。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測比較價(jià)格
3.1技術(shù)原理變壓器振動主要包括OLTC切換時(shí)的瞬態(tài)振動、電流通過繞組時(shí)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(shí)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(jià)OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢評價(jià)與故障類型診斷。 杭州高壓開關(guān)振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測工作環(huán)境杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的行業(yè)合作案例。
3.3.2.3基頻信號能量比(E)100Hz基頻分量時(shí)域信號能量占信號總能量的比值,計(jì)算公式:E=jmS1j2jmSj2,其中S1為100Hz基頻分量的時(shí)域信號,Sj為原始信號,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頻譜圖的主要成分,基頻信號能量比應(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)測的聲紋振動信號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)測得聲紋振動信號的頻域分布,X和Y為對應(yīng)信號的平均值,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),信號頻率分布發(fā)生改變,互相關(guān)系數(shù)減小。
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)械故障會導(dǎo)致異常振動外,放電性故障(如絕緣子內(nèi)部缺陷、螺絲松動、懸浮電位放電、毛刺前列放電、金屬微粒放電等)也會導(dǎo)致聲紋振動信號的產(chǎn)生。因此,通過深入研究GIS本體的聲紋振動信號特征可發(fā)現(xiàn)GIS機(jī)械性故障及放電性故障,具有監(jiān)測***、監(jiān)測結(jié)果互相補(bǔ)充的特點(diǎn)?;诼暭y振動信號的在線監(jiān)測,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)。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器(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聲學(xué)指紋在線監(jiān)測服務(wù)的快速響應(yīng)機(jī)制。
3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統(tǒng)的感知層如上圖3.1所示,由IED/主機(jī)、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成,聲紋振動傳感器集成電荷放大器,將聲紋振動信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號;電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu),便于現(xiàn)場安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?!?路聲紋振動傳感器采集取OLTC振動信號,通過固定底座安裝在變壓器外壁,安裝位置選取平行于OLTC的垂直傳動桿方向,且盡量靠近OLTC的觸頭組處?!?路電流傳感器采集OLTC驅(qū)動電機(jī)電流信號,安裝于OLTC驅(qū)動電機(jī)電源線處。◆3路聲紋振動傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動信號,安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部、油箱頂部中心點(diǎn)。為保持監(jiān)測點(diǎn)的同一性,便于后期監(jiān)測數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線比對,所有聲紋振動傳感器底座長期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3.2所示。(備注:傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測設(shè)備的監(jiān)測需求而靈活調(diào)整)杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。杭州斷路器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測軟件界面
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1.1公司概述杭州國洲電力科技有限公司,成立于2013年5月,是專注于綜合智慧能源服務(wù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)、輸、變、配、用、儲等全過程的電力設(shè)備參量監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評價(jià)技術(shù)的研、產(chǎn)、銷、服四位一體的****,致力于為領(lǐng)域內(nèi)各科研院所、專業(yè)院校、設(shè)備管理、工程服務(wù)、電能生產(chǎn)、設(shè)備制造等合作方提供質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。我公司于2014年把研發(fā)部、生產(chǎn)部和技術(shù)服務(wù)部融合打造成“技術(shù)智造中心”,并在中心組建了專注于局部放電和聲紋振動監(jiān)測技術(shù)的兩大課題組,成功研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的局部放電和聲紋振動監(jiān)測技術(shù)。我公司的技術(shù)近10年在投運(yùn)站場、制造廠區(qū)的電力設(shè)備上大量的持續(xù)運(yùn)用,為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供了逐年增長的技術(shù)支持,特別是在變壓器(電抗器)、開關(guān)設(shè)備和輸電設(shè)備等電力設(shè)備的絕緣、機(jī)械的狀態(tài)分析與診斷方面,憑借前沿的軟/硬件技術(shù)與先進(jìn)的監(jiān)測方法,為電力設(shè)備的高效運(yùn)檢提供了質(zhì)量的體系化技術(shù)方案。電抗器振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測比較價(jià)格