浙江特高壓GIS振動監(jiān)測平臺

ZAFV-01T子系統(tǒng)采用小型化設(shè)計(jì)，集成式架構(gòu)，單元內(nèi)綜合電機(jī)電流及AFV的信號監(jiān)測功能，可監(jiān)測OLTC的完整動作過程和振動狀況；可外接電流傳感器（CT卡鉗式），獲取電機(jī)電流信號。裝置提供RS485接口，對外通信和傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)。GZAFV-01T子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器，通信模塊、AFV、電流傳感器，數(shù)據(jù)采集模塊，供電模塊。通過吸附在變壓器外壁上的3個AFV傳感器獲取AFV信號和1個電流傳感器獲取驅(qū)動電機(jī)電流信號，經(jīng)現(xiàn)場的IED通過4G/5G無線傳送模塊傳送至平臺層數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲，通過操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行在線監(jiān)測及診斷分析。GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測與診斷系統(tǒng) 。浙江特高壓GIS振動監(jiān)測平臺

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。振動監(jiān)測步驟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)的行業(yè)應(yīng)用前景。

4.2.2具備實(shí)物ID管理功能，提供OLTC、繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)信息鏈接入口，可掃碼讀取設(shè)備在線監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)及趨勢。通過掃碼或RFID識別設(shè)備，讀取設(shè)備ID信息，通過站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務(wù)器，向服務(wù)器請求該設(shè)備的詳細(xì)信息，以及詳細(xì)的運(yùn)行狀態(tài)，測試信息等。4.2.3根據(jù)各時頻信號互相關(guān)系數(shù)、能量分布曲線特征參量（互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度）、ATF圖譜特征參量（六等分區(qū)間均值）、總諧波畸變率、基頻信號能量比等狀態(tài)量，采用深度學(xué)習(xí)算法，自動判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)及機(jī)械故障類型。

4.2.4結(jié)合變壓器的帶電監(jiān)測、智能巡檢以及其他在線監(jiān)測狀態(tài)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多參量融合分析，形成基于多源數(shù)據(jù)的故障預(yù)警機(jī)制，多參量融合分析不僅提高了識別故障的準(zhǔn)確性，而且還能**降低因單個參量判別故障帶來的誤報(bào)。例如，對于變壓器疑似問題地診斷可結(jié)合負(fù)荷、損耗、繞組機(jī)械振動信號、油溫、以及歷史電流電壓情況分析，在監(jiān)測到變壓器地聲紋振動頻譜時，GZAFV-01系統(tǒng)的操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以自動去查詢變壓器地歷史電流和電壓信號，如果發(fā)現(xiàn)在某段時期確實(shí)有大電流沖擊，可給出預(yù)警：變壓器可能存在繞組變形地異常。

能量分布曲線

基于小波變換的聲紋振動信號多分辨率分析結(jié)果如下圖3.8所示。原始信號經(jīng)8層分解后產(chǎn)生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細(xì)分量，計(jì)算各層詳細(xì)分量信號能量，可獲得信號能量分布曲線。比對正常狀態(tài)與異常狀態(tài)能量分布曲線，可判斷OLTC運(yùn)行狀態(tài)，并提取互相關(guān)系數(shù)、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態(tài)診斷特征參量。下圖3.7為正常與異常狀態(tài)的聲紋振動信號能量分布曲線比對。

時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)

獲取聲紋振動信號的時頻能量分布矩陣，同時反映原始信號時域、頻域特性及能量分布。將信號時頻分布矩陣分為6個區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態(tài)與異常狀態(tài)比對。下圖3.9為正常狀態(tài)下聲紋振動信號時頻能量矩陣。 GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)（變壓器、電抗器)的實(shí)時監(jiān)測和分析的結(jié)合。

OLTC故障模式：傳動軸斷裂、選擇開關(guān)觸頭接觸不良、操控機(jī)構(gòu)失靈造成的拒動和滑檔現(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。機(jī)械故障是OLTC的主要故障類型，它可損壞OLTC和變壓器，影響電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行并造成嚴(yán)重后果。因此對OLTC帶電運(yùn)行中的機(jī)械性能進(jìn)行在線監(jiān)測，可預(yù)知故障可能性和判別故障類型，對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

變壓器故障中有40%的事故是由于OLTC故障引起的。目前對OLTC狀態(tài)監(jiān)測采用的是停電檢修的方式，根據(jù)一定的狀態(tài)檢修周期，對OLTC進(jìn)行大規(guī)模的部件檢查、清洗和更換，但是停電檢修存在著以下很明顯的缺陷：◆必須中斷供電，影響同戶用電，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失?！粼跔顟B(tài)檢修周期間隔階段，OLTC的故障不易發(fā)現(xiàn)，引起供電事故的可能性大。◆傳統(tǒng)停電檢修方式對OLTC工作順序發(fā)生變化的故障無法監(jiān)測，如切換開關(guān)等部件的動作順序和時間配合是否正確，以及切換過程是否存在卡塞和觸頭切換不到位等。 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。國產(chǎn)振動監(jiān)測記錄

杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測功能的多場景適用性。浙江特高壓GIS振動監(jiān)測平臺

GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點(diǎn)4.1基本功能4.1.1支持多通道信號同步實(shí)時地采集、顯示及分析。4.1.2具有時間觸發(fā)和電流觸發(fā)功能，可手動選擇信號觸發(fā)方式。4.1.3可將任意兩次測量的圖譜進(jìn)行相似度分析，并自動計(jì)算圖譜的重合度。4.1.4具有先進(jìn)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。4.1.5獨(dú)有的信號處理功能，生成聲紋振動信號ATF圖譜（系我公司***軟著權(quán)的《變壓器有載分解開關(guān)及繞組振動測試軟件V1.0》中的**核心算法），更直觀、更便捷分析OLTC及繞組和鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)。4.1.6通過繞組及鐵芯聲紋振動信號頻譜分析可自動識別峰值頻率偏移及諧波增量，實(shí)時分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)。4.1.7具有自動繪制聲紋振動和電流信號的歷史數(shù)據(jù)曲線趨勢功能。4.1.8閾值超限告警功能：實(shí)時分析信號發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)閾值超限自動告警，支持短信發(fā)送告警信息。浙江特高壓GIS振動監(jiān)測平臺