3.3.1.1信號包絡分析為提高在線監測的準確度,GZAFV-01系統的IED/主機通常采用高采樣率獲取聲紋振動及驅動電機電流的信號,然而大量的數據不利于快速、準確存儲與分析。因而采用包絡分析,簡化并反映原始信號特征,便于后續分析與處理。傳統希爾伯特變換進行包絡分析時存在提取深度不足、存在幅值偏差等問題,因此采用小波變換和希爾伯特變換結合的信號包絡分析。聲紋振動和電流的信號包絡分析如下圖3.5所示。
3.3.1.2信號包絡重合度比對分析如下圖3.6所示,信號包絡分析后可快速實現歷史信號重合度比對分析,更直觀地判斷OLTC運行狀態。為量化信號重合度比對,GZAFV-01系統引入互相關系數的計算。當實時采集的與正常狀態的信號包絡互相關系數:◆接近1時,OLTC接近正常運行狀態。◆接近0時,OLTC可能存在故障。 GZAFV-01型聲紋振動監測系統(開關設備)數據可視化和遠程監控。智能化振動聲學指紋在線監測電話
確保采集到的振動和聲學數據具有足夠的準確性和分辨率,以便于識別設備的正常運行狀態與異常情況,可以采取以下措施:
選擇合適的傳感器:根據被監測設備的特性和監測要求選擇適當類型和規格的振動和聲學傳感器。傳感器應具有高靈敏度和適當的頻率響應范圍。校準傳感器:定期對傳感器進行校準,以確保其輸出與實際測量值之間的準確對應關系。優化采樣頻率:根據設備的動態特性和可能發生的故障類型,設置合適的采樣頻率,以捕捉到振動和聲學信號的關鍵特征。減少噪聲干擾:采取措施減少環境噪聲和電磁干擾,如使用屏蔽電纜、設置隔振平臺、選擇低噪聲環境進行測量等。數據預處理:采用濾波、去噪等數據預處理技術,提高信號質量,減少噪聲的影響。多傳感器融合:使用多個傳感器并結合不同的測量位置,可以提高數據的冗余性和魯棒性,從而增強信號的準確性。動態范圍調整:根據設備的運行狀態調整測量系統的動態范圍,確保在設備運行在不同負載條件下都能獲得清晰的信號。數據后處理和特征提取:應用高級信號處理技術,如時頻分析、小波變換等,提取出反映設備狀態的關鍵特征。 杭州研制的振動聲學指紋在線監測傳感器GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋數據采集裝置。
4.2.3根據各時頻信號互相關系數、能量分布曲線特征參量(互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度)、ATF圖譜特征參量(六等分區間均值)、總諧波畸變率、基頻信號能量比等狀態量,采用深度學習算法,自動判斷變壓器運行狀態及機械故障類型。
4.2.4結合變壓器的帶電監測、智能巡檢以及其他在線監測狀態量,進行數據的多參量融合分析,形成基于多源數據的故障預警機制,多參量融合分析不僅提高了識別故障的準確性,而且還能**降低因單個參量判別故障帶來的誤報。例如,對于變壓器疑似問題地診斷可結合負荷、損耗、繞組機械振動信號、油溫、以及歷史電流電壓情況分析,在監測到變壓器地聲紋振動頻譜時,GZAFV-01系統的操控及監測數據分析系統可以自動去查詢變壓器地歷史電流和電壓信號,如果發現在某段時期確實有大電流沖擊,可給出預警:變壓器可能存在繞組變形地異常。
3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統的感知層如上圖3.1所示,由IED/主機、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構成,聲紋振動傳感器集成電荷放大器,將聲紋振動信號轉換成與之成正比的電壓信號;電流傳感器采用微型卡扣結構,便于現場安裝。各傳感器外觀及參數如下表1所示。◆3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。◆1路電流傳感器采集OLTC驅動電機電流信號,安裝于OLTC驅動電機電源線處。◆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、非冷卻器側油箱表面中部、油箱頂部中心點。為保持監測點的同一性,便于后期監測數據的時間軸線比對,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所示。(備注:傳感器安裝的數量及位置可根據被測設備的監測需求而靈活調整)GZAFV-01型聲紋振動監測系統(變壓器、電抗器)實時監測和分析的結合。
6.22020年10月22日,我公司的常務副總經理胡晗先生、技術智造中心總監王國明博士以技術顧問的身份,獲邀參與國網冀北電力有限公司關于智慧物聯體系建設專項勞動競賽成果評審會,會上向國網冀北公司設備運行管理領域的各位領導和**們匯報了《電力設備聲紋振動監測技術的發展態勢和應用前景》,并會中作為廠家**參與技術評審,榮獲與會領導和**們的高度認可。
6.3 2020年8月6日,我公司榮獲南方電網生產技術部的邀請作為技術合作商的**,委派研發副總經理沈佳華先生參加南方電網的生產技術部、各分省公司、南網電科院和南網數研院等部門/單位的**們出席的《公司新技術交流會議》,向與會的各位**做了《變壓器振動監測技術》的專題匯報。 GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測基本功能。校驗振動聲學指紋在線監測監測符號
杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測服務的全流程支持。智能化振動聲學指紋在線監測電話
GIS及敞開式的隔離開關監測功能特性◆采用加速度傳感器及電流傳感器監測隔離開關聲紋振動及電機電流信號。◆具有比對分析功能:可將現測與標準/歷史的監測數據進行橫向/縱向比對分析。◆具有診斷分析功能:可對隔離開關狀態進行診斷,并上傳原始數據及分析結果。◆具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能,可連續監測、存儲及導出功能,可夠存儲1000次以上的操作數據,并具備批量處理數據功能。◆具備聲紋振動及電機電流信號波形、包絡分析、時頻圖譜等展示功能。◆自動提取動/靜觸頭的分/合閘動作時間、電機峰值電流、電機電流的燃弧時間及抖動高幅值關鍵特征、聲紋振動脈動關鍵特征等參量。◆智能分析:依托于我公司建立的海量典型故障案例的數據庫,包絡分析后可快速實現歷史信號重合度比對開展智能分析,更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態。為量化信號重合度比對,GZAFV-01系統引入互相關系數的計算,當實時采集信號包絡曲線與正常狀態包絡曲線的互相關系數:接近1時,被測設備是接近正常狀態。接近0時,被測設備是可能存在故障的異常狀態。智能化振動聲學指紋在線監測電話