監(jiān)測振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測平臺

技術(shù)背景GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過高壓導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起振動(dòng)，由于導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方，GIS本體振動(dòng)產(chǎn)生的聲紋振動(dòng)信號的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，聲紋振動(dòng)信號的頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機(jī)械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開關(guān)觸頭接觸異常、導(dǎo)電桿接觸不良、母線卡簧松動(dòng)、屏蔽罩松動(dòng)等異常時(shí)，在交變電場作用下發(fā)生異常振動(dòng)，長期振動(dòng)可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動(dòng)，易造成絕緣事故。異常振動(dòng)還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地牢固，危及GIS運(yùn)行安全。杭州國洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測服務(wù)的全流程支持。監(jiān)測振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測平臺

3.2.3平臺層的云服務(wù)器數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場傳感器采集并經(jīng)過IED/主機(jī)處理后，通過通信模塊（4G/5G無線傳輸或電力光纖專網(wǎng)）傳送至云服務(wù)器進(jìn)行存儲及深度計(jì)算，平臺層的操控計(jì)算機(jī)（含通過IEC61850通訊管理連接的遠(yuǎn)端）可通過瀏覽器登錄云服務(wù)器隨時(shí)隨地查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，對變壓器進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測及診斷分析。云服務(wù)器采用B/S結(jié)構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器模式），提供監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度計(jì)算、存儲、瀏覽器查看等服務(wù)。

3.2GZAFV-01系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)GZAFV-01系統(tǒng)由感知層的聲紋振動(dòng)傳感器、電流傳感器、IED/主機(jī)，網(wǎng)絡(luò)層的通訊管理里，平臺層的數(shù)據(jù)（云）服務(wù)器、內(nèi)置操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件的操控計(jì)算機(jī)、IEC61850通訊管理機(jī)等構(gòu)成。 監(jiān)測振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測平臺GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（開關(guān)設(shè)備）設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化。

四、GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點(diǎn)4.1基本功能4.1.1支持多通道信號同步實(shí)時(shí)地采集、顯示及分析。4.1.2具有時(shí)間觸發(fā)和電流觸發(fā)功能，可手動(dòng)選擇信號觸發(fā)方式。4.1.3可將任意兩次測量的圖譜進(jìn)行相似度分析，并自動(dòng)計(jì)算圖譜的重合度。4.1.4具有先進(jìn)的能量譜分析功能，并能自動(dòng)識別能量譜比較大的高低頻能量頻率。4.1.5獨(dú)有的信號處理功能，生成聲紋振動(dòng)信號ATF圖譜（系我公司***軟著權(quán)的《變壓器有載分解開關(guān)及繞組振動(dòng)測試軟件V1.0》中的**核心算法），更直觀、更便捷分析OLTC及繞組和鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)。

敞開式斷路器監(jiān)測功能特性◆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）。◆具有比對分析功能：可將現(xiàn)測與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對分析?！艟哂袛嚯姴粊G失存儲數(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、存儲及導(dǎo)出1000次以上斷路器動(dòng)作數(shù)據(jù)。◆斷路器每次動(dòng)作后，IED/主機(jī)主動(dòng)評估斷路器運(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)歷史信號重合度比對開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號重合度比對，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)，被測設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時(shí)，被測設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（變壓器、電抗器)實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析的結(jié)合。

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(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）也會導(dǎo)致聲紋振動(dòng)信號的產(chǎn)生。因此，通過深入研究GIS本體的聲紋振動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(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)測服務(wù)的定制化解決方案。變壓器聲紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測廠家現(xiàn)貨

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4.2.3根據(jù)各時(shí)頻信號互相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號能量比等狀態(tài)量，采用深度學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)及機(jī)械故障類型。

4.2.4結(jié)合變壓器的帶電監(jiān)測、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測狀態(tài)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多參量融合分析，形成基于多源數(shù)據(jù)的故障預(yù)警機(jī)制，多參量融合分析不僅提高了識別故障的準(zhǔn)確性，而且還能**降低因單個(gè)參量判別故障帶來的誤報(bào)。例如，對于變壓器疑似問題地診斷可結(jié)合負(fù)荷、損耗、繞組機(jī)械振動(dòng)信號、油溫、以及歷史電流電壓情況分析，在監(jiān)測到變壓器地聲紋振動(dòng)頻譜時(shí)，GZAFV-01系統(tǒng)的操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以自動(dòng)去查詢變壓器地歷史電流和電壓信號，如果發(fā)現(xiàn)在某段時(shí)期確實(shí)有大電流沖擊，可給出預(yù)警：變壓器可能存在繞組變形地異常。 監(jiān)測振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測平臺