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(lèi)型診斷。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。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績(jī)。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境

3.1技術(shù)原理變壓器振動(dòng)主要包括OLTC切換時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)、電流通過(guò)繞組時(shí)電動(dòng)力引起的繞組振動(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)、以及冷卻裝置工作時(shí)的振動(dòng)。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)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(dòng)信號(hào)通過(guò)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(dòng)傳感器測(cè)得。

OLTC切換過(guò)程中，分接選擇器動(dòng)作、切換開(kāi)關(guān)動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭碰撞等機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生聲紋振動(dòng)信號(hào)，信號(hào)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(dòng)、變形等故障。切換過(guò)程中若儲(chǔ)能彈簧性能發(fā)生改變或儲(chǔ)能過(guò)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(dòng)力矩的變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)與聲紋振動(dòng)信號(hào)的結(jié)合分析，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC在線運(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。 杭州變壓器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)遵循標(biāo)準(zhǔn)GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)信號(hào)分析與處理。

6.4 2020年11月19日，我公司獲邀南網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司總經(jīng)辦和生產(chǎn)技術(shù)部的邀請(qǐng)，委派公司技術(shù)智造中心總監(jiān)王國(guó)明博士向廣西電網(wǎng)公司的總經(jīng)理、副總經(jīng)理以及生產(chǎn)技術(shù)部、電力科學(xué)研究院等相關(guān)部門(mén)和直屬單位的領(lǐng)導(dǎo)做了《變壓器聲紋振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)》的專(zhuān)題匯報(bào)，榮獲領(lǐng)導(dǎo)和**們的稱(chēng)贊與肯定。

6.5 2020年10月30日，國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部領(lǐng)導(dǎo)視察1000kV廊坊特高壓變電站已投運(yùn)的1000kV電抗器運(yùn)行情況（如下圖6.4所示）。通過(guò)查看我公司的GZOLM-1000T型變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（局部放電、聲紋振動(dòng)、鐵芯接地電流、油中溶解氣體、電抗器空負(fù)載等運(yùn)行參數(shù)）的多參量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和融合評(píng)價(jià)技術(shù)所展示的電抗器在線運(yùn)行中的性能狀況），后根據(jù)評(píng)價(jià)電抗器在線運(yùn)行健康態(tài)勢(shì)的診斷報(bào)告，把某一臺(tái)電抗器下線返廠維修，在廠區(qū)解體后驗(yàn)證了診斷報(bào)告的準(zhǔn)確性。

3.3.1.1信號(hào)包絡(luò)分析為提高在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)通常采用高采樣率獲取聲紋振動(dòng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的信號(hào)，然而大量的數(shù)據(jù)不利于快速、準(zhǔn)確存儲(chǔ)與分析。因而采用包絡(luò)分析，簡(jiǎn)化并反映原始信號(hào)特征，便于后續(xù)分析與處理。傳統(tǒng)希爾伯特變換進(jìn)行包絡(luò)分析時(shí)存在提取深度不足、存在幅值偏差等問(wèn)題，因此采用小波變換和希爾伯特變換結(jié)合的信號(hào)包絡(luò)分析。聲紋振動(dòng)和電流的信號(hào)包絡(luò)分析如下圖3.5所示。

3.3.1.2信號(hào)包絡(luò)重合度比對(duì)分析如下圖3.6所示，信號(hào)包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)分析，更直觀地判斷OLTC運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號(hào)重合度比對(duì)，GZAFV-01系統(tǒng)引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)實(shí)時(shí)采集的與正常狀態(tài)的信號(hào)包絡(luò)互相關(guān)系數(shù)：◆接近1時(shí)，OLTC接近正常運(yùn)行狀態(tài)?！艚咏?時(shí)，OLTC可能存在故障。 GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--GIS本體監(jiān)測(cè)功能特性。

GIS及開(kāi)關(guān)柜的斷路器監(jiān)測(cè)技術(shù)的功能特性◆具備聲紋振動(dòng)、分/合閘線圈/儲(chǔ)能電機(jī)電流、行程、分/合閘位置等監(jiān)測(cè)功能?！艟邆渎暭y振動(dòng)、電流波形、行程曲線、壓力變化記錄及展示功能，自動(dòng)計(jì)算峰值電流、電流上升速率、動(dòng)作時(shí)間與時(shí)長(zhǎng)、行程、分合閘位置與次數(shù)等參數(shù)?！鬒ED/主機(jī)支持多通道信號(hào)同步實(shí)時(shí)采集，通道數(shù)不小于8個(gè)（可定制）。◆具有比對(duì)分析功能：可將現(xiàn)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對(duì)分析?！艟哂袛嚯姴粊G失存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，復(fù)電自動(dòng)啟動(dòng)/復(fù)位功能；可連續(xù)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)及導(dǎo)出1000次以上斷路器動(dòng)作數(shù)據(jù)?！魯嗦菲髅看蝿?dòng)作后，IED/主機(jī)主動(dòng)評(píng)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(kù)，包絡(luò)分析后可快速實(shí)現(xiàn)歷史信號(hào)重合度比對(duì)開(kāi)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(hào)重合度比對(duì)，引入互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算，當(dāng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)包絡(luò)分析曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)分析曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時(shí)，被測(cè)設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時(shí)，被測(cè)設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。下圖3.5所示為斷路器典型聲紋振動(dòng)和儲(chǔ)能電機(jī)電流的信號(hào)包絡(luò)曲線圖。GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用意義

杭州國(guó)洲電力科技有限公司各類(lèi)高壓開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能特點(diǎn)。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境

技術(shù)背景GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)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(hào)的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí)，聲紋振動(dòng)信號(hào)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(kāi)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(chǎng)作用下發(fā)生異常振動(dòng)，長(zhǎng)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。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境