斷路器振動聲學(xué)指紋概念

綜上所述，采用聲紋振動法監(jiān)測變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測，與變壓器無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)研儲備及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測系統(tǒng)，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測式，也有便攜式的帶電監(jiān)測系統(tǒng)及可移動的在線重癥監(jiān)護(hù)式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器、驅(qū)動電機(jī)電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置（在線監(jiān)測式：IED，便攜/手持式：主機(jī)；下文皆用IED/主機(jī)簡稱）、云服務(wù)器、通訊單元及供電單元構(gòu)成；操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、時域信號頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)、參數(shù)和配置。斷路器振動聲學(xué)指紋概念

彈簧彈性下降的AFV信號特征識別。彈簧彈性下降的AFV信號特征識別彈簧機(jī)構(gòu)是OLTC切換動力的關(guān)鍵部件，其彈性下降會導(dǎo)致切換時間延長或動作不到位。AFV信號分析法通過分析振動信號的時頻特性，可以識別彈簧老化問題。例如，正常狀態(tài)下，OLTC切換時的振動信號具有清晰的周期性沖擊特征；而彈簧彈性不足時，沖擊信號的間隔時間會延長，且幅值降低。此外，彈簧故障還可能引發(fā)二次振動（如機(jī)構(gòu)回彈），這些特征均可通過AFV信號的小波變換或包絡(luò)分析進(jìn)行提取。智能振動參考價格杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施路徑。

利用 AFV 信號分析法監(jiān)測 OLTC 狀態(tài)時，需深入理解信號的產(chǎn)生與傳播機(jī)制。OLTC 切換時，內(nèi)部機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動撞擊和摩擦是產(chǎn)生 AFV 信號的根源。這些脈沖沖擊力通過變壓器油這一介質(zhì)，以振動波的形式傳遞到變壓器箱壁。箱壁上的振動響應(yīng)包含了 OLTC 內(nèi)部多種激勵現(xiàn)象的信息，就如同一個信息寶庫。我們通過 AFV 傳感器采集這些振動信號，并運(yùn)用專業(yè)的分析算法，能夠從中提取出與 OLTC 故障類型相關(guān)的特征參數(shù)。例如，當(dāng)彈簧彈性下降時，振動信號的低頻部分會出現(xiàn)特定的變化模式，依據(jù)這些模式，我們就能準(zhǔn)確診斷出 OLTC 的故障類型，提前進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。

OLTC是在勵磁狀態(tài)下，通過改變繞組分接位置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有載調(diào)壓，起到穩(wěn)定負(fù)載電壓、調(diào)節(jié)無功潮流、增加電網(wǎng)靈活度等重要作用。它是調(diào)壓變壓器中***的可動部件、關(guān)鍵部件之一。國際大電網(wǎng)委員會(GIGRE)等國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（下圖1所示），OLTC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(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時更會導(dǎo)致大面積停電、電氣火災(zāi)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(guān)觸頭接觸不良、操作機(jī)構(gòu)失靈造成的拒動或滑檔現(xiàn)象、限位開關(guān)失靈、切換開關(guān)拒切、中止或動作滯后、內(nèi)部緊固件松動和脫落、以及內(nèi)部滲漏等。根據(jù)國家電網(wǎng)設(shè)備部發(fā)布的《設(shè)備管理重點(diǎn)工作任務(wù)》，2020年度需完成382臺換流變OLTC隱患整改，加快消除故障隱患。因此，實(shí)施OLTC在線監(jiān)測與故障診斷不僅對確保變壓器及整個電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是今后的發(fā)展方向。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的國際合作案例。

電流信號分析法驅(qū)動電機(jī)電流信號的出現(xiàn)與消失可作為驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行與停止的標(biāo)志，因此可選擇電流信號持續(xù)時間作為OLTC動作的持續(xù)時間，此數(shù)據(jù)也是機(jī)械狀態(tài)診斷的重要特征量，開關(guān)動作若出現(xiàn)持續(xù)時間過短或過長的現(xiàn)象，則表明切換過程中可能出現(xiàn)某種異常。彈簧儲能過程是OLTC切換過程中諸多重要事件之一，當(dāng)儲能彈簧儲能過程中存在機(jī)械卡澀或彈簧性能改變等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動力矩的變化，使驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而使驅(qū)動電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，通過監(jiān)測驅(qū)動電動機(jī)電流信號就可以了解OLTC驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作情況，以及部件的磨損、卡澀、潤滑、同步性等情況，用以判斷OLTC儲能彈簧性能改變或儲能過程中是否存在卡澀等故障。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的科研合作背景。電抗器振動聲紋監(jiān)測示意圖

聲學(xué)指紋振動監(jiān)測系統(tǒng)是什么？斷路器振動聲學(xué)指紋概念

AFV信號分析法AFV信號分析法是采用AFV傳感器監(jiān)測AFV信號，獲得OLTC的狀態(tài)數(shù)據(jù)和工作模式，從而對其狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。OLTC在切換時，其內(nèi)部主要機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動撞擊和摩擦都會產(chǎn)生脈沖沖擊力，該信號會通過靜觸頭或變壓器油傳到變壓器箱壁上。傳到變壓器外殼上的振動是內(nèi)部多種激勵現(xiàn)象的響應(yīng)，包含著大量的設(shè)備機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)。OLTC的故障類型與其振動特性的變化存在著緊密關(guān)系，通過對AFV信號的監(jiān)測和診斷，即可判斷出OLTC切換時間的變化、觸頭接觸不良、觸頭磨損、彈簧彈性下降和電弧等故障，從而可以診斷出OLTC處于正常狀態(tài)或是故障狀態(tài)。觸頭在分/合的切換過程中，由于伴隨著機(jī)械、化學(xué)、頭材料消耗，造成觸頭凹凸不平和變形，從而引起觸頭壓力接觸電阻和開矩參數(shù)的變化，使得OLTC的振動特征也隨之改變。斷路器振動聲學(xué)指紋概念