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。 杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測技術的未來發展趨勢。有載開關聲紋振動聲學指紋在線監測設備
變壓器運行時,電流通過繞組時產生的電動力引起繞組振動,硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導致鐵芯振動。由于繞組導體所受電動力正比于負載電流的平方,繞組的聲紋振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應強度正比于加載電壓的平方,鐵芯的聲紋振動信號的基頻也為100Hz。另外,考慮到鐵芯振動的非線性特性,聲紋振動信號還會包含頻率為100Hz整數倍的高次諧波。當變壓器的繞組變形或鐵芯故障后,聲紋振動信號頻譜分布將發生改變,產生諧波分量。因此,信號分量可以作為區別繞組故障與鐵芯故障的重要依據,采用聲紋振動監測法可實現繞組及鐵芯在線運行狀態下的健康態勢評價與故障類型診斷。綜上所述,采用聲紋振動法監測變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態,適用于帶電監測/在線監測,與變壓器無電氣連接而不影響正常運行,有安裝方便、安全、可靠等優點。我公司結合多年技術預研儲備及現場技術服務經驗,成功研制出GZAFV-01型聲紋監測系統,既有固定安裝的長期在線監測式,也有便攜式的帶電監測系統及可移動的重癥監護式。變壓器振動聲學指紋在線監測系統功能杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測技術系統的模塊化設計。
五、GZAFV-01系統的操控及監測數據分析軟件5.1遠端后臺軟件管理遠端后臺管理軟件通過云服務器賬戶登錄,選擇管理對象。5.2設備信息管理設備信息管理界面包括設備名稱、位置、編號等基本信息。5.3軟件主界面主界面包括項目管理、多通道信號同步顯示、分析及其他工具及基本分析結果顯示,可實現信號包絡、重合度比對、能量分布、時域信號頻譜分布等分析。5.4包絡分析聲紋振動及驅動電機電流的信號包絡分析可簡化信號,直觀反映設備運行狀態。5.5歷史數據比對實現實時監測數據與正常狀態數據橫向比對、與歷史狀態數據縱向比對。5.6頻譜分析進行聲紋振動監測數據的時域信號頻譜分析,提取信號頻域特征參量。5.7運行狀態告警被測變壓器的異常狀態報警,可選擇告警發送方式。5.8報表生成功能:被測變壓器診斷結果生成報表功能。
變壓器運行時,電流通過繞組時產生的電動力引起繞組振動,硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導致鐵芯振動。由于繞組導體所受電動力正比于負載電流的平方,繞組的聲紋振動信號的基頻為100Hz。由于變壓器中磁感應強度正比于加載電壓的平方,鐵芯的聲紋振動信號的基頻也為100Hz。另外,考慮到鐵芯振動的非線性特性,聲紋振動信號還會包含頻率為100Hz整數倍的高次諧波。當變壓器的繞組變形或鐵芯故障后,聲紋振動信號頻譜分布將發生改變,產生諧波分量。因此,信號分量可以作為區別繞組故障與鐵芯故障的重要依據,采用聲紋振動監測法可實現繞組及鐵芯在線運行狀態下的健康態勢評價與故障類型診斷。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測技術的研發背景與創新點。
GIS在帶電運行過程中除了機械故障會導致異常振動外,放電性故障(如絕緣子內部缺陷、螺絲松動、懸浮電位放電、毛刺前列放電、金屬微粒放電等)也會導致聲紋振動信號的產生。因此,通過深入研究GIS本體的聲紋振動信號特征可發現GIS機械性故障及放電性故障,具有監測***、監測結果互相補充的特點。基于聲紋振動信號的在線監測,可在GIS帶電運行狀態下及時發現潛在故障,并及時預警,從而延長使用壽命,提高電網運行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主,結合電流、位移等其他參量的在線監測,開發了故障診斷算法(***軟著權)并提取相關特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動監測系統,適用于開關設備的帶電監測(便攜診斷式、手持巡檢式)、在線監測(長期固定式、短期移動式)。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測技術的科研支持背景。杭州GZAF-1000T系列振動聲學指紋在線監測相關標準
杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測技術的節能效益分析。有載開關聲紋振動聲學指紋在線監測設備
六、GZAFV-01系統的技術交流與投運業績GZAFV-01系統已成功應用于智能變電站、智慧變電站及數字化變電站等示范項目(已經投運的廊坊特高壓站、濟南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站等),實現大型變壓器全振動在線監測與故障診斷,有效地提高設備運行可靠性。同時,我公司積極與各科研院所(南網電科院、廣西電科院、冀北電科院、山東電科院、江蘇電科院、浙江電科院)、供電公司(冀北、山東、山西、江蘇、寧夏等地的省檢)、變壓器制造商(山東電力設備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、OLTC制造商(上海華明的遵義長征廠區、德國MR等)、變電站綜合監測系統平臺承建商(國網智能、南瑞科技、長園深瑞等)開展合作,不斷豐富各型號變壓器的聲紋振動信號樣本數據庫。有載開關聲紋振動聲學指紋在線監測設備