聲學指紋振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測技術(shù)交流

技術(shù)背景GIS運行時，電流通過高壓導體時產(chǎn)生的電動力引起振動，由于導體所受電動力正比于負載電流的平方，GIS本體振動產(chǎn)生的聲紋振動信號的基頻為100Hz。當存在機械故障時，聲紋振動信號的頻譜分布將發(fā)生改變，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開關(guān)觸頭接觸異常、導電桿接觸不良、母線卡簧松動、屏蔽罩松動等異常時，在交變電場作用下發(fā)生異常振動，長期振動可能導致導電桿和絕緣件松動，易造成絕緣事故。異常振動還可能造成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運行安全。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)的科研合作背景。聲學指紋振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測技術(shù)交流

電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)類設(shè)備主要包括GIS（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）、AIS（敞開式斷路器）、GIS /敞開式的隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等。各類開關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計、安裝過程中的缺陷以及頻繁動作極易引起機械故障，嚴重時更會導致電氣火災(zāi)、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗周期長、耗費人力物力、檢修效率低等缺點，較大地影響設(shè)備正常運行。

基于聲紋振動信號的在線監(jiān)測，可在GIS帶電運行狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時預警，從而延長使用壽命，提高電網(wǎng)運行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測，開發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測（長期固定式、短期移動式）。 隔離開關(guān)振動聲學指紋在線監(jiān)測推薦杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)發(fā)展歷程與技術(shù)創(chuàng)新成果。

GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點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(nèi)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(chǎn)生。因此，通過深入研究GIS本體的聲紋振動信號特征可發(fā)現(xiàn)GIS機械性故障及放電性故障，具有監(jiān)測***、監(jiān)測結(jié)果互相補充的特點?；诼暭y振動信號的在線監(jiān)測，可在GIS帶電運行狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時預警，從而延長使用壽命，提高電網(wǎng)運行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測，開發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測（長期固定式、短期移動式）。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器（壓電式加速度計）、位移傳感器、電流傳感器、IED（在線監(jiān)測式）/主機（便攜/手持式）、云服務(wù)器、通訊單元、供電單元等組件構(gòu)成。

3.2.3平臺層的云服務(wù)器數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場傳感器采集并經(jīng)過IED/主機處理后，通過通信模塊（4G/5G無線傳輸或電力光纖專網(wǎng)）傳送至云服務(wù)器進行存儲及深度計算，平臺層的操控計算機（含通過IEC61850通訊管理連接的遠端）可通過瀏覽器登錄云服務(wù)器隨時隨地查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，對變壓器進行運行監(jiān)測及診斷分析。云服務(wù)器采用B/S結(jié)構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器模式），提供監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度計算、存儲、瀏覽器查看等服務(wù)。

3.2GZAFV-01系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)GZAFV-01系統(tǒng)由感知層的聲紋振動傳感器、電流傳感器、IED/主機，網(wǎng)絡(luò)層的通訊管理里，平臺層的數(shù)據(jù)（云）服務(wù)器、內(nèi)置操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件的操控計算機、IEC61850通訊管理機等構(gòu)成。 杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的可擴展性。

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，委派公司技術(shù)智造中心總監(jiān)王國明博士向廣西電網(wǎng)公司的總經(jīng)理、副總經(jīng)理以及生產(chǎn)技術(shù)部、電力科學研究院等相關(guān)部門和直屬單位的領(lǐng)導做了《變壓器聲紋振動在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)》的專題匯報，榮獲領(lǐng)導和**們的稱贊與肯定。

6.5 2020年10月30日，國網(wǎng)公司設(shè)備部領(lǐng)導視察1000kV廊坊特高壓變電站已投運的1000kV電抗器運行情況（如下圖6.4所示）。通過查看我公司的GZOLM-1000T型變壓器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)（局部放電、聲紋振動、鐵芯接地電流、油中溶解氣體、電抗器空負載等運行參數(shù)）的多參量數(shù)據(jù)監(jiān)測和融合評價技術(shù)所展示的電抗器在線運行中的性能狀況），后根據(jù)評價電抗器在線運行健康態(tài)勢的診斷報告，把某一臺電抗器下線返廠維修，在廠區(qū)解體后驗證了診斷報告的準確性。 GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監(jiān)測技術(shù)交流與投運業(yè)績。聲學指紋振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測技術(shù)交流

杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。聲學指紋振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測技術(shù)交流

確保采集到的振動和聲學數(shù)據(jù)具有足夠的準確性和分辨率，以便于識別設(shè)備的正常運行狀態(tài)與異常情況，可以采取以下措施：

選擇合適的傳感器：根據(jù)被監(jiān)測設(shè)備的特性和監(jiān)測要求選擇適當類型和規(guī)格的振動和聲學傳感器。傳感器應(yīng)具有高靈敏度和適當?shù)念l率響應(yīng)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(yīng)關(guān)系。優(yōu)化采樣頻率：根據(jù)設(shè)備的動態(tài)特性和可能發(fā)生的故障類型，設(shè)置合適的采樣頻率，以捕捉到振動和聲學信號的關(guān)鍵特征。減少噪聲干擾：采取措施減少環(huán)境噪聲和電磁干擾，如使用屏蔽電纜、設(shè)置隔振平臺、選擇低噪聲環(huán)境進行測量等。數(shù)據(jù)預處理：采用濾波、去噪等數(shù)據(jù)預處理技術(shù)，提高信號質(zhì)量，減少噪聲的影響。多傳感器融合：使用多個傳感器并結(jié)合不同的測量位置，可以提高數(shù)據(jù)的冗余性和魯棒性，從而增強信號的準確性。動態(tài)范圍調(diào)整：根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)調(diào)整測量系統(tǒng)的動態(tài)范圍，確保在設(shè)備運行在不同負載條件下都能獲得清晰的信號。數(shù)據(jù)后處理和特征提?。簯?yīng)用高級信號處理技術(shù)，如時頻分析、小波變換等，提取出反映設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵特征。 聲學指紋振動聲學指紋在線監(jiān)測監(jiān)測技術(shù)交流