3.1技術原理變壓器振動主要包括OLTC切換時的瞬態振動、電流通過繞組時電動力引起的繞組振動、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、以及冷卻裝置工作時的振動。其中,由冷卻系統引起的基本振動頻率小于100Hz,不作為變壓器的分析內容。變壓器內部的聲紋振動信號通過絕緣油、支撐單元、加強筋結構等多種途徑傳播至變壓器外壁,可由安裝于外壁的聲紋振動傳感器測得。
OLTC切換過程中,分接選擇器動作、切換開關動作、動靜觸頭碰撞等機械動作產生聲紋振動信號,信號包含觸頭分合狀態、三相觸頭是否同期、觸頭表面是否平整、切換是否到位等信息,可反映OLTC結構磨損、卡滯、松動、變形等故障。切換過程中若儲能彈簧性能發生改變或儲能過程中存在機構卡塞等現象,必然伴隨著電機驅動力矩的變化,從而使驅動電機電流發生變化。因此,可通過監測驅動電機電流信號與聲紋振動信號的結合分析,可更加有效的評價OLTC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節能效益分析。便攜式聲紋振動聲學指紋在線監測哪家便宜
技術背景GIS運行時,電流通過高壓導體時產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生改變,產生諧波分量。GIS本體機械型缺陷主要是指內部存在開關觸頭接觸異常、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。變壓器聲紋振動聲學指紋在線監測監測示意圖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用戶定制化服務。
電力系統中的高壓開關類設備主要包括GIS(氣體絕緣金屬封閉開關設備)、AIS(敞開式斷路器)、GIS /敞開式的隔離開關、開關柜斷路器等。各類開關設備的材料、工藝、設計、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、停電等事故,現有狀態檢修方式的試驗周期長、耗費人力物力、檢修效率低等缺點,較大地影響設備正常運行。
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)。
二、遵循標準(不限于下列標準)2.1GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)。2.2DL/T860變電站通信網絡和系統。2.3DL/T1430變電設備在線監測系統技術導則。2.4DL/T1432.1變電設備在線監測裝置檢驗規范第1部分:通用檢驗規范。2.5DL/T1498.1變電設備在線監測裝置技術規范第1部分:通用技術規范。2.6DL/T1686六氟化硫高壓斷路器狀態檢修導則。2.7DL/T1687六氟化硫高壓斷路器狀態評價導則。2.8DL/T1700隔離開關及接地開關狀態檢修導則。2.9Q/GDW383智能變電站技術導則。2.10Q/GDWZ414變電站智能化改造技術規范。2.11Q/GDW561輸變電設備狀態監測系統技術導則。2.12Q/GDW739輸變電設備狀態監測主站系統變電設備在線監測I1接口網絡通信規范。2.13國家電網公司智能組合電器技術規范。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合作背景。
3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統的感知層如上圖3.1所示,由IED/主機、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構成,聲紋振動傳感器集成電荷放大器,將聲紋振動信號轉換成與之成正比的電壓信號;電流傳感器采用微型卡扣結構,便于現場安裝。各傳感器外觀及參數如下表1所示。◆3路聲紋振動傳感器采集取OLTC振動信號,通過固定底座安裝在變壓器外壁,安裝位置選取平行于OLTC的垂直傳動桿方向,且盡量靠近OLTC的觸頭組處。◆1路電流傳感器采集OLTC驅動電機電流信號,安裝于OLTC驅動電機電源線處。◆3路聲紋振動傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動信號,安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側油箱表面中部、油箱頂部中心點。為保持監測點的同一性,便于后期監測數據的時間軸線比對,所有聲紋振動傳感器底座長期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3所示。(備注:傳感器安裝的數量及位置可根據被測設備的監測需求而靈活調整)杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測功能的主要特性解析。專注振動聲學指紋在線監測種類
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3.2.3平臺層的云服務器數據經現場傳感器采集并經過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)傳送至云服務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器隨時隨地查看監測數據,對變壓器進行運行監測及診斷分析。云服務器采用B/S結構(瀏覽器/服務器模式),提供監測數據的深度計算、存儲、瀏覽器查看等服務。
3.2GZAFV-01系統的系統架構GZAFV-01系統由感知層的聲紋振動傳感器、電流傳感器、IED/主機,網絡層的通訊管理里,平臺層的數據(云)服務器、內置操控及監測數據分析軟件的操控計算機、IEC61850通訊管理機等構成。 便攜式聲紋振動聲學指紋在線監測哪家便宜