變壓器有載分接開關振動聲學指紋監測：技術背景：變壓器有載分接開關（On-LoadTapChanger,OLTC）是在勵磁狀態下，通過改變繞組分接位置實現電網的有載調壓，起到穩定負載電壓、調節無功潮流、增加電網靈活度等重要作用。它是調壓變壓器中***的可動部件、關鍵部件之一。國際大電網委員會(GIGRE)等國內外統計結果表明，有載分接開關故障占變壓器總體故障的30%以上，各類故障影響變壓器及整個電網的安全穩定運行，嚴重時更會導致大面積停電、電氣火災等事故。OLTC的故障模式有多種，具體包括傳動軸斷裂、選擇開關觸頭接觸不良、操作機構失靈造成的拒動或滑檔現象、限位開關失靈、切換開關拒切、中止或動作滯后、內部緊固件松動和脫落、以及內部滲漏等。根據國家電網設備部發布的《設備管理重點工作任務》，2020年度完成了382臺換流變分接開關隱患整改，加快了消除故障隱患。因此，實施有載分接開關在線監測與故障診斷不僅對確保變壓器及整個電網安全穩定運行具有重要的現實意義，也是今后的發展方向。國洲電力變壓器振動監測系統使用方法。高壓開關振動監測技術服務

?自動提取分合動作時間、電機峰值電流、電機電流燃弧時間、電流抖動振動聲學高幅值關鍵特征、振動聲學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對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監測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互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。下圖2所示為隔離開關典型振動聲學指紋及電機電流信號時域譜圖：特高壓GIS振動監測采集器杭州國洲電力科技有限公司變壓器/電抗器振動聲學指紋監測技術方案。

3.1.2功能特性?采用加速度傳感器監測GIS本體振動聲學指紋信號，監測單元具備多個感知點開展實時的連續性或周期性的自動監測功能；?具備分析診斷功能：監測單元可向綜合分析單元傳送標準化數據、分析結果和預警信息，并接收下傳的控制命令；?具有比對分析功能：可將監測數據與標準信號、歷史監測信號進行比對分析；?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1年以上數據；?具備振動聲學指紋信號時域波形展示、頻譜分析(基頻為100Hz)功能，可自動提取峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關系數、頻率復雜度、振動平穩性、能量相似度、振動相關性等特征參量，以作為GIS運行狀態分析參數，用戶可設置報警閾值。?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對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監測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互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。

功能特性：GIS及敞開式的隔離開關監測單元主要功能特性如下：?采用加速度傳感器及電流傳感器監測隔離開關振動聲學指紋及電機電流信號；?具有比對分析功能：可將測量數據與標準信號、歷史測量信號進行橫向及縱向比對分析；?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500次以上的操作數據，并具備批量處理數據功能；?具備振動聲學指紋及電機電流信號波形、包絡分析、時頻圖譜等展示功能；?自動提取分合動作時間、電機峰值電流、電機電流燃弧時間、電流抖動振動聲電力設備監測及診斷技術的“中國智造者”第8頁共12頁學高幅值關鍵特征、振動聲學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對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監測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互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。GZOLM-1000G 系列特高壓GIS 多參量監測與融合評價系統相關標準。

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測系統基本功能：支持多通道信號同步實時地采集、顯示及分析；?具有時間觸發和電流觸發功能，可手動選擇信號觸發方式；?可將任意兩次測量的圖譜進行相似度分析，并自動計算圖譜的重合度；?具有先進的能量譜分析功能，并能自動識別能量譜比較大的高低頻能量頻率；?獨有的信號處理功能，生成振動聲學指紋信號ATF圖（**算法，**所有），更直觀、更便捷分析有載分接開關及繞組和鐵芯的運行狀態；?具有繞組及鐵芯振動聲學指紋信號頻譜分析功能，自動識別峰值頻率偏移及諧波增量，實時分析繞組及鐵芯運行狀態；?振動聲學指紋信號和電流信號歷史數據曲線趨勢功能；?信號閾值告警功能，軟件自動分析信號增長趨勢，實現自動告警，也可手動設置告警閾值，支持短信告警；?智能分析功能：系統軟件內置海量故障特征的數據庫，可與測得的數據進行比對，通過信號波形、時間長度和幅值等特征值，診斷分析故障類型；也可添加新測得的數據，方便后期橫向、縱向比較。國洲電力振動監測來電咨詢。特高壓GIS振動監測采集器

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3.3信號分析與處理3.3.1有載分接開關運行狀態分析有載分接開關動作時，典型振動聲學指紋和驅動電機電流的信號如下圖7所示。通過分解時域內典型信號區間，可有效判斷分接開關驅動電機啟動、分接選擇器斷開、分接選擇器閉合、切換開關動作、驅動電機制動等動作順序，進而分析分接開關的運行狀態。然而，以上通過典型信號分析判斷分接開關的運行狀態需要豐富的實踐經驗，為方便檢測人員快速完成診斷任務，需通過多種算法更直觀、準確地判斷開關狀態。變壓器/電抗器聲學指紋監測系統結合基于小波變換及希爾伯特變換的包絡分析、基于互相關系數的重合度分析、基于小波多分辨率分解的能量分布曲線分析、基于時頻分布矩陣的信號對比等多種**算法，實現有載分接開關***、有效、準確的狀態診斷和早期故障監測，降低變壓器/電抗器運行的故障風險。高壓開關振動監測技術服務

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