智能振动监测技术

二、相关标准1、GB/T4208外壳防护等级（IP代码）；2、GB/T10230.1分接开关第1部分：性能要求和试验方法；3、GB/T10230.2分接开关第2部分：应用导则；4、DL/T265变压器有载分接开关现场试验导则；5、DL/T574变压器分接开关运行维修导则；6、DL/T846.8-2017高电压测试设备通用技术条件第8部分：有载分接开关测试仪；7、DL/T860变电站通信网络和系统；8、DL/T1430变电设备在线监测与诊断系统技术导则；9、DL/T1432.1变电设备在线监测与诊断装置检验规范第1部分：通用检验规范；10、DL/T1538电力变压器用真空有载分接开关使用导则；杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测设备信息管理。智能振动监测技术

OLTC是在励磁状态下，通过改变绕组分接位置实现电网的有载调压，起到稳定负载电压、调节无功潮流、增加电网灵活度等重要作用。它是调压变压器中***的可动部件、关键部件之一。国际大电网委员会(GIGRE)等国内外统计结果表明（下图1所示），OLTC故障占变压器总体故障的30%以上，各类故障影响变压器及整个电网的安全稳定运行，严重时更会导致大面积停电、电气火灾等事故。OLTC的故障模式有多种，具体包括传动轴断裂、选择开关触头接触不良、操作机构失灵造成的拒动或滑档现象、限位开关失灵、切换开关拒切、中止或动作滞后、内部紧固件松动和脱落、以及内部渗漏等。根据国家电网设备部发布的《设备管理重点工作任务》，2020年度需完成382台换流变OLTC隐患整改，加快消除故障隐患。因此，实施OLTC在线监测与故障诊断不仅对确保变压器及整个电网安全稳定运行具有重要的现实意义，也是今后的发展方向。断路器振动监测配置GZOLM-1000G 系列特高压GIS 多参量监测与融合评价系统产品验收服务。

各特征参量定义如下：(1)分合闸动作时间：驱动电机启动至停止时长，根据电机电流的变化来获取时间。(2)电机电流峰值：电流出现后的瞬态过程中，电流的***个大半波的峰值。(3)电机电流燃弧时间：电流停止末端，电流变小后又增大，直至电流归零的持续时间。(4)电流抖动：电机在驱动连杆时，电流不稳定状态称为电流抖动。(5)振动高幅值关键特征:捕获的一些振动幅值比较大的时间点。(6)振动脉动关键特征:振动信号经过小波滤波后，时域及频域的分布特性。

三、功能特点3.1GIS本体的监测3.1.1技术背景GIS运行时，电流通过高压导体时产生的电动力引起振动，由于导体所受电动力与负载电流的平方成正比，GIS振动信号的基频为100Hz，当存在机械故障时，振动信号频谱分布将发生改变，产生谐波分量。GIS机械型缺陷主要是指内部存在开关触头接触异常、导电杆接触不良、母线卡簧松动、屏蔽罩松动等异常时，在交变电场作用下发生异常振动，长期振动可能导致导电杆和绝缘件松动，引发局部放电，甚至造成绝缘事故。异常振动还可能造成SF6气体泄漏，损坏绝缘子和绝缘支柱，影响外壳接地的牢固，危及设备运行安全。因此开展本体振动监测、实时频谱分析并提取相关特征参量对提高GIS可靠性具有重要意义。GZAFV-06T型便携式变压器声纹振动 监测与诊断系统功能特点。

3.2.2数据采集装置GZAFV-06T型便携式变压器声纹振动监测与诊断系统的数据采集装置由传感器、信号调理电路、AD采样电路及缓存模块、MCU控制单元、电源模块、USB接口、4G/5G信号传输模块等组成。传感器实现多路振动、声纹及驱动电机电流等信号感知，信号调理电路实现信号放大、滤波、检波及A/D转换等功能，AD采样电路及缓存模块将转换后的数字信号(振动、声纹和电流的信号)传输至MCU控制单元。MCU控制单元实现信号时域、频域等的基本分析后，采用IEC61850协议或私有协议将原始数据及基本分析结果上传至客户端或平台层。电源模块包括电源输入（220V）及降压转换，为数据采集装置供电；USB接口用于现场信号获取、调试；4G/5G模块用于信号采集处理后的远端后台的信号传输。数据采集装置示意图及参数分别如下图5和下表2所示。国洲电力变压器振动监测系统原理。什么是振动监测结果

GZAF-06 型振动声学指纹监测子系统。智能振动监测技术

(3)频谱互相关系数(r)：正常状态与实时测得振动信号频谱图之间的相似度，计算公式如下：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2其中Xi和Yi分别为正常状态与实时测得振动信号的频域分布，X和Y为对应信号的平均值，互相关系数范围为0~1。正常运行时，相关系数应接近于1；存在故障时，信号频率分布发生改变，互相关系数减小。(4)频率复杂度(FCA)：频率复杂度的定义与信息熵类似，频率成分越复杂，对应的频率复杂度特征量越大，计算公式如下：FCA=-fpfln⁡(pf)pf=EfEf=100Hz+Ef=200Hz+⋯+Ef=200Hz其中f=100,200,…,2000Hz,Ef为对应频率信号能量，pf为振动频率为f的谐波比重值。(5)振动平稳性(DET):振动平稳性以理解为对振动信号周期性的一种衡量,如果振动平稳性较差，那么作为振动主要激励源的部件出现机械稳定性异常的可能性较大，其定义的公式如下：DET=l=lminNlP(l)l=1NlP(l)智能振动监测技术