杭州GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

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)繞組及鐵芯在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。振動(dòng)聲學(xué)指紋識(shí)別算法的準(zhǔn)確率如何評(píng)估？杭州GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

超聲波傳感器同樣是本系統(tǒng)的重要組成部分。與特高頻傳感器協(xié)同工作，超聲波傳感器也安裝于 GIS 盆式絕緣子上。局部放電除了產(chǎn)生特高頻信號(hào)，還會(huì)引發(fā)超聲波信號(hào)。超聲波傳感器能夠有效捕捉這些因局部放電產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)波，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在復(fù)雜的 GIS 設(shè)備環(huán)境中，不同類型的局部放電會(huì)產(chǎn)生具有特定頻率和幅值特征的超聲波信號(hào)。通過(guò)對(duì)這些信號(hào)的分析，可輔助特高頻傳感器的數(shù)據(jù)，更***地判斷局部放電的類型、位置及嚴(yán)重程度，為準(zhǔn)確評(píng)估 GIS 設(shè)備絕緣狀態(tài)提供多維度信息。國(guó)產(chǎn)在線監(jiān)測(cè)聯(lián)系人杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)軟件的兼容性分析。

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(dòng)傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成，聲紋振動(dòng)傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集取OLTC振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)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(dòng)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(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，安裝于OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線處?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào)，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(cè)點(diǎn)的同一性，便于后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線比對(duì)，所有聲紋振動(dòng)傳感器底座長(zhǎng)期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3所示。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)需求而靈活調(diào)整）

安裝方便使得本系統(tǒng)能夠迅速投入使用。特高頻傳感器和超聲波傳感器的外置安裝方式，只需將傳感器固定在 GIS 盆式絕緣子上，連接好特高頻電纜即可完成安裝。數(shù)據(jù)采集設(shè)備 IED 安裝于 IED 智能組件柜中，按照標(biāo)準(zhǔn)化的安裝流程進(jìn)行固定和接線。整個(gè)安裝過(guò)程無(wú)需對(duì) GIS 設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模拆解或改造，減少了對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行的影響。例如，在對(duì)現(xiàn)有變電站的 GIS 設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝時(shí)，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成安裝工作，快速實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)，提高了設(shè)備運(yùn)維的及時(shí)性。高壓開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警功能是否具備多種報(bào)警級(jí)別？

數(shù)據(jù)采集設(shè)備 IED 安裝于 IED 智能組件柜中，其作用如同系統(tǒng)的 “數(shù)據(jù)收納盒”。它通過(guò)特高頻電纜與外置式特高頻傳感器緊密相連，特高頻電纜具備低損耗、高傳輸速率的特性，能夠?qū)⑻馗哳l傳感器捕捉到的局部放電信號(hào)快速、準(zhǔn)確地傳輸至 IED。在傳輸過(guò)程中，特高頻電纜有效減少了信號(hào)的衰減與失真，確保了數(shù)據(jù)的完整性。IED 對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行初步處理，如信號(hào)放大、濾波等，然后按照系統(tǒng)設(shè)定的規(guī)則，準(zhǔn)備將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至下一個(gè)環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定的工作性能保障了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性與準(zhǔn)確性。聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)時(shí)，聲音信號(hào)的分辨率能達(dá)到什么程度？杭州國(guó)洲電力在線監(jiān)測(cè)故障診斷

振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值是什么？杭州GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

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(wú)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(zhǎng)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)的重癥監(jiān)護(hù)式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器（壓電式加速度計(jì)）、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(jiǎn)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GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理