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4.2智慧化功能4.2.1具備邊緣計算能力，就地采集并處理聲紋振動和驅動電機電流的信號，進行OLTC信號的包絡、ATF等分析，完成繞組和鐵芯的聲紋振動信號頻譜分析及參數計算，根據傳輸層要求統一通訊接口及數據結構，根據平臺層及應用層要求上傳分析結果；4.2.2具備實物ID管理功能，提供OLTC、繞組和鐵芯運行狀態信息鏈接入口，可掃碼讀取設備在線監測與診斷的歷史數據及趨勢。通過掃碼或RFID識別設備，讀取設備ID信息，通過站內網絡（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務器，向服務器請求該設備的詳細信息，以及詳細的運行狀態，測試信息等。GZAFV-06T型便攜式變壓器聲紋振動 監測與診斷系統。研發振動...

變壓器/電抗器（下文皆用“變壓器”簡稱）在電力系統中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關（下文皆用OLTC簡稱）、繞組及鐵芯是變壓器的重要組成部分，三者故障率總和占變壓器整體故障70%左右，而傳統預防性試驗有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態監測，可在在線狀態下及時發現變壓器OLTC、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時預警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網運行的可靠性。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標準化實施路徑。特高壓GIS振動監測來電咨詢GZAFV-01T子系統采用AFV和驅動電機電...

四、功能特點4.1基本功能4.1.1支持多通道信號同步實時的采集、顯示及分析；4.1.2具有時間觸發和電流觸發功能，可手動選擇信號觸發方式；4.1.3可將任意兩次監測的圖譜進行相似度分析，并自動計算圖譜的重合度；4.1.4具有先進的能量譜分析功能，并能自動識別能量譜比較大的高低頻能量頻率；4.1.5獨有的信號處理功能，生成振動信號及聲紋信號ATF圖（**算法，**所有），更直觀、更便捷分析OLTC、繞組和鐵芯的運行狀態；4.1.6具有繞組和鐵芯的聲紋振動信號頻譜分析功能，自動識別峰值頻率偏移及諧波增量，實時分析繞組及鐵芯運行狀態；4.1.7振動、聲紋和電流信號的歷史數據曲線趨勢功能；杭州國洲電...

GIS在運行過程中除了機械故障會導致異常振動外，放電性故障（如絕緣子內部缺陷、螺絲松動懸浮電位放電、毛刺前列放電及金屬微粒放電等）也會導致聲紋振動信號的產生。因此，通過深入研究GIS外殼聲紋振動信號的特點，分析其信號特征，可發現GIS機械性故障及放電性故障，具有監測***、監測結果互相補充的特點。開展基于聲紋振動的狀態監測，可在在線狀態下及時發現開關設備的潛在故障，并及時預警，從而延長設備使用壽命，提高電網運行的可靠性。我公司以聲紋振動的監測為主，結合電流、位移等其他狀態量，開發故障診斷算法并提取相關特征參量，研制完成的監測系統適用于開關設備的帶電監測、在線監測（長期固定式、短期移動式）及疑似...

OLTC故障模式：傳動軸斷裂、選擇開關觸頭接觸不良、操控機構失靈造成的拒動和滑檔現象、限位開關失靈、切換開關拒切、中止或動作滯后、內部緊固件松動和脫落、以及內部滲漏等。機械故障是OLTC的主要故障類型，它可損壞OLTC和變壓器，影響電力系統的正常安全運行并造成嚴重后果。因此對OLTC帶電運行中的機械性能進行在線監測，可預知故障可能性和判別故障類型，對電力系統安全運行具有重要的現實意義。 變壓器故障中有40%的事故是由于OLTC故障引起的。目前對OLTC狀態監測采用的是停電檢修的方式，根據一定的狀態檢修周期，對OLTC進行大規模的部件檢查、清洗和更換，但是停電檢修存在著以下很明顯的缺陷...

三、技術方案3.1系統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。其中冷卻系統引起的基本振動頻率小于100Hz，不作為變壓器振動監測與診斷分析的內容。變壓器內部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，可由安裝于外壁的振動傳感器測得。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，可反映分接開關結構磨損、卡滯、松動、變形等故障。切換過程中...

ZAFV-01T子系統采用小型化設計，集成式架構，單元內綜合電機電流及AFV的信號監測功能，可監測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），獲取電機電流信號。裝置提供RS485接口，對外通信和傳送監測數據。GZAFV-01T子系統包括數據服務器，通信模塊、AFV、電流傳感器，數據采集模塊，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動電機電流信號，經現場的IED通過4G/5G無線傳送模塊傳送至平臺層數據服務器進行存儲，通過操控及監測數據分析軟件進行在線監測及診斷分析。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研發背景與創...

AFV信號分析法AFV信號分析法是采用AFV傳感器監測AFV信號，獲得OLTC的狀態數據和工作模式，從而對其狀態進行判斷的方法。OLTC在切換時，其內部主要機構部件的運動撞擊和摩擦都會產生脈沖沖擊力，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部多種激勵現象的響應，包含著大量的設備機械狀態數據。OLTC的故障類型與其振動特性的變化存在著緊密關系，通過對AFV信號的監測和診斷，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處于正常狀態或是故障狀態。觸頭在分/合的切換過程中，由于伴隨著機械、化學、頭材料消耗，造...

3.3.2功能特點GIS中及敞開式隔離開關的機械特性監測主機/IED主要功能特點如下：?采用振動和電流的傳感器監測隔離開關的振動及電機電流信號；?具有比對分析功能，可將測量數據與標準信號、歷史測量信號進行橫向及縱向比對分析；?具有診斷功能，可對隔離開關的機械狀態進行診斷，上傳原始數據及分析結果；?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續監測、存儲及導出功能，可夠存儲500次以上的操作數據，并具備批量處理數據功能。?具備振動及電機電流信號波形、包絡分析、時頻圖譜等展示功能；?自動提取分合閘動作時間、電機電流的峰值和燃弧時間、電流抖動、振動高幅值關鍵特征、振動脈動關鍵特征等參量。聲...

GZAFV-01T子系統采用AFV和驅動電機電流的信號采集和分析技術，能***地把握OLTC的機械性能狀態，可以對OLTC的AFV和驅動電機電流的信號幅值大小進行監測和閾值報警，對AFV和驅動電機電流的信號進行分析。具體功能如下：◆適用于所有類型的OLTC故障診斷。◆利用AFV傳感器和電流傳感器獲取OLTC切換動作過程中產生AFV和驅動電機電流的信號，并通過分析軟件進行診斷評價。◆能將復雜的信號轉換成易于特征識別的包絡曲線。◆獨有的信號處理功能，可將X、Y、Z的聲紋振動信號生產ATF圖，更直觀，更便捷分析OLTC故障類型。◆可將任意兩次監測的圖譜進行相似度分析，并自動計算圖譜的重合度。◆具有能...

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果如下圖3.8所示。原始信號經8層分解后產生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細分量，計算各層詳細分量信號能量，可獲得信號能量分布曲線。比對正常狀態與異常狀態能量分布曲線，可判斷OLTC運行狀態，并提取互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態診斷特征參量。下圖3.7為正常與異常狀態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個區間，計算各區間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態與異常狀...

變壓器在生產、運輸、安裝過程中或在短路電流作用下，均會使繞組及鐵芯壓緊程度降低，繞組及鐵芯故障分別約占變壓器整體故障的36%和4%，對變壓器抗短路電流沖擊能力及安全穩定運行產生巨大威脅。繞組故障主要包括絕緣老化、受潮、匝間或繞組間短路、斷路及機械損傷等，以上故障類型均可能導致繞組變形。傳統的繞組變形監測方法有低壓脈沖法(LVI)、頻率響應分析法(FRA)和短路阻抗法(SCI)，以上方法*適用于離線或停電監測。鐵芯典型故障包括壓鐵松動、接地不良、夾件松動或損傷，常用監測方法包括絕緣電阻測試及接地電流監測。GZAFV-01型聲紋振動監測系統的基本功能。國產振動監測采集器3.3信號分析與處理3.3....

(3)頻譜互相關系數(r)：正常狀態與實時測得振動信號頻譜圖之間的相似度，計算公式如下：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2其中Xi和Yi分別為正常狀態與實時測得振動信號的頻域分布，X和Y為對應信號的平均值，互相關系數范圍為0~1。正常運行時，相關系數應接近于1；存在故障時，信號頻率分布發生改變，互相關系數減小。(4)頻率復雜度(FCA)：頻率復雜度的定義與信息熵類似，頻率成分越復雜，對應的頻率復雜度特征量越大，計算公式如下：FCA=-fpfln?(pf)pf=EfEf=100Hz+Ef=200Hz+?+Ef=200Hz其中f=100,2...

GZAFV-01系統的功能特點4.1基本功能4.1.1支持多通道信號同步實時地采集、顯示及分析。4.1.2具有時間觸發和電流觸發功能，可手動選擇信號觸發方式。4.1.3可將任意兩次測量的圖譜進行相似度分析，并自動計算圖譜的重合度。4.1.4具有先進的能量譜分析功能，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***軟著權的《變壓器有載分解開關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及繞組和鐵芯的運行狀態。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，實時分析繞組及鐵...

4.1.8信號閾值告警功能：軟件自動分析信號增長趨勢，實現自動告警，也可手動設置告警閾值，支持短信告警；4.1.9智能診斷分析功能：系統軟件內置海量故障特征的數據庫，可與測得的數據進行比對，通過信號波形、時間長度和幅值等特征值，能量的異常變化分析，并可進行振動源位置分析，以及變壓器內部繞組變形等故障類型的診斷分析；也可添加新測得的數據，方便后期橫向、縱向比較；軟件可將同一廠家同一型號的正常監測與診斷數據進行導入保存，便于對該廠家、型號的變壓器數據曲線進行比對分析；4.1.10具有報表分析功能：自動計算并保存重合度、動作時間、能量分布、電流最大值、電流平均值、繞組及鐵芯振動峰值頻率、總諧波畸變率...

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果如下圖3.8所示。原始信號經8層分解后產生第8層的近似分量和第1層至第8層的詳細分量，計算各層詳細分量信號能量，可獲得信號能量分布曲線。比對正常狀態與異常狀態能量分布曲線，可判斷OLTC運行狀態，并提取互相關系數、最大值、平均值、峰度、偏度作為狀態診斷特征參量。下圖3.7為正常與異常狀態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個區間，計算各區間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態與異常狀...

(1)包絡分析為提高在線監測與診斷的準確度，GZAFV-06T型系統的數據采集裝置通常采用高采樣率獲取聲紋振動及驅動電機電流的信號，然而大量的數據不利于快速、準確存儲與分析。因而采用包絡分析，簡化并反映原始信號特征，便于后續分析與處理。傳統希爾伯特變換進行包絡分析時存在提取深度不足、存在幅值偏差等問題，因此，GZAFV-06型系統采用小波變換和希爾伯特變換結合的信號包絡分析。OLTC的聲紋振動和驅動電機電流的信號包絡分析如下圖9的A和B所示。聲學指紋振動監測產品有哪些？智能振動監測產生的溫度 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...

3.2.1.1OLTC監測與診斷：=1\*GB3①采用多路振動傳感器獲取振動信號，傳感器通過固定底座安裝在變壓器外壁，安裝位置通常選取平行于分接開關垂直傳動桿方向，且盡量靠近分接開關觸頭組處。=2\*GB3②采用非接觸方式安裝在OLTC的1~2m范圍內的聲紋傳感器獲取OLTC切換時的聲紋信號。=3\*GB3③采用安裝于驅動電機電源線處的電流傳感器獲取OLTC驅動電機電流信號。3.2.1.2變壓器本體（繞組及鐵芯）監測與診斷：=1\*GB3①采用多路振動傳感器監測與診斷變壓器繞組及鐵芯運行狀況，通常安裝于上夾件底部、非冷卻器側油箱表面中部及油箱頂部中芯點。為保持監測與診斷點同一性，便于歷史數據對...

GZAFV-01系統已成功應用于智能變電站、智慧變電站及數字化變電站等示范項目(已經投運的廊坊特高壓站、濟南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站等)，實現大型變壓器全振動在線監測與故障診斷，有效地提高設備運行可靠性。同時，我公司積極與各科研院所(南網電科院、廣西電科院、冀北電科院、山東電科院、江蘇電科院、浙江電科院)、供電公司(冀北、山東、山西、江蘇、寧夏等地的省檢)、變壓器制造商(山東電力設備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、OLTC制造商（上海華明的遵義長征廠區、德國MR等）、變電站綜合監測系統平臺承建商(國網智能、南瑞科技、長園深瑞等)開展合作，不...

三、功能特點3.1GIS本體的監測3.1.1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與負載電流的平方成正比，GIS振動信號的基頻為100Hz，當存在機械故障時，振動信號頻譜分布將發生改變，產生諧波分量。GIS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，引發局部放電，甚至造成絕緣事故。異常振動還可能造成SF6氣體泄漏，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地的牢固，危及設備運行安全。因此開展本體振動監測、實時頻譜分析并提取相關特征參量對提高GIS可...

◆可在不同的監測結果之間進行比較區分正常與異常。◆具有時間觸發和電流觸發功能，可手動選擇信號觸發方式。◆具有AFV和電流信號歷史數據變化趨勢曲線功能。◆具有閾值超限告警功能，軟件自動分析信號增長趨勢，實現自動閾值告警，也可手動設置閾值告警的限值，支持短信閾值告警。◆系統軟件內置各種故障的特征數據庫，可與監測的數據進行比對，通過波形形狀、時間長度和幅值，診斷分析出故障類型；也可將新測得的數據作為診斷卡的一部份，方便后期與同一開關作縱向比對分析。◆具有報表分析功能：可針對不同包絡曲線能夠進行動作曲線的重合度、抖動度、延遲/制動時間、高/低頻振動最大值、電流最大值/平均值等參數計算并生成分析報表。◆...

GZAFV-01T子系統的原理◆監測原理OLTC在切換的過程中伴隨著機械振動，在線監測技術主要利用AFV和驅動電機電流的信號分析法綜合對OLTC狀態進行診斷。根據AFV信號波譜的異常分析其狀態，結合驅動電機電流分析技術，監測能夠覆蓋檔位聯接、時間序列、控制繼電器、驅動電機、制動器、潤滑、線性、電弧、過熱和焦炭、電氣節點磨損、過渡阻抗等11個項目。較傳統停電檢修方式，在線監測法針對的故障類型更加***，而且在帶電運行時也能夠迅速有效反映OLTC運行狀態。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行業影響力。進口振動監測廠家3.3.2功能特點GIS中及敞開式隔離開關的機械特性監測主機/IE...

目前針對 GIS設備較成熟的監測方法，主要有電氣法、聲測法及化學分析法三大類，以上監測方法均針對的是放電性故障所產生的電磁波、聲波、光、電弧分解產物等物理量。但在 GIS的運行中，除了放電性故障之外，機械性故障也是導致事故發生的一大主要原因，當GIS設備存在開關觸頭接觸異常、殼體對接不平衡、導桿輕微彎曲等缺陷時，在開關操作的機械力、負載電流產生的交變電動力等因素的作用下會產生機械性運動，造成設備異常振動。GIS設備的異常振動對其本體有很大危害，會造成六氟化硫氣體泄露、盆式絕緣子和絕緣支柱損傷、外殼接地點懸浮等缺陷，長期發展可能導致絕緣事故的發生。因此，加強對GIS機械性故障的監測，是保證GIS...

變壓器/電抗器（下文皆用“變壓器”簡稱）在電力系統中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關（下文皆用OLTC簡稱）、繞組及鐵芯是變壓器的重要組成部分，三者故障率總和占變壓器整體故障70%左右，而傳統預防性試驗有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態監測，可在在線狀態下及時發現變壓器OLTC、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時預警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網運行的可靠性。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行業影響力。電抗器振動檢測工作原理長園深瑞等)開展合作，不斷豐富各型變壓器的聲紋振動樣本數...

3.3.2功能特點GIS中及敞開式隔離開關的機械特性監測主機/IED主要功能特點如下：?采用振動和電流的傳感器監測隔離開關的振動及電機電流信號；?具有比對分析功能，可將測量數據與標準信號、歷史測量信號進行橫向及縱向比對分析；?具有診斷功能，可對隔離開關的機械狀態進行診斷，上傳原始數據及分析結果；?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續監測、存儲及導出功能，可夠存儲500次以上的操作數據，并具備批量處理數據功能。?具備振動及電機電流信號波形、包絡分析、時頻圖譜等展示功能；?自動提取分合閘動作時間、電機電流的峰值和燃弧時間、電流抖動、振動高幅值關鍵特征、振動脈動關鍵特征等參量。杭...

22、國家電網公司變電監測與診斷管理規定（試行）第11冊機械振動監測與診斷細則；23、中電聯T/CET標準：變壓器有載分接開關機械特性的聲紋振動分析法；24、南方電網公司新技術應用指南(2018年版)：變電設備運維檢修技術-聲學指紋技術；25、IEC60214.1Tap-changersPart1:PerformanceRequirementsandTestMethods（IEC60214.1分接開關第1部分：性能要求和試驗方法）；26、IEC60214.2Tap-changersPart2:ApplicationGuidelines（IEC60214.2分接開關第2部分：應用指南）；27、I...

ZAFV-01T子系統采用小型化設計，集成式架構，單元內綜合電機電流及AFV的信號監測功能，可監測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），獲取電機電流信號。裝置提供RS485接口，對外通信和傳送監測數據。GZAFV-01T子系統包括數據服務器，通信模塊、AFV、電流傳感器，數據采集模塊，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動電機電流信號，經現場的IED通過4G/5G無線傳送模塊傳送至平臺層數據服務器進行存儲，通過操控及監測數據分析軟件進行在線監測及診斷分析。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政策支持背景...

(4)時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取聲紋振動信號時頻能量分布矩陣，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個區間，計算各區間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態與異常狀態對比。下圖13為正常狀態下的聲紋振動信號的時頻能量矩陣。圖13聲紋振動信號的時頻能量矩陣3.3.2繞組及鐵芯運行狀態分析下圖14(a)為變壓器運行時的繞組及鐵芯聲紋振動的時域信號。為更直觀的分析繞組及鐵芯運行狀態，采用頻域法分析聲紋振動信號，實現變壓器在線運行狀態下的監測與診斷。GZAFV-06T型便攜式變壓器聲紋振動 監測與診斷系統。斷路器振動監測報告七、技術交流與投運業績GZAFV-06T...

(4)時頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取聲紋振動信號時頻能量分布矩陣，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個區間，計算各區間平均值作為特征參量，用于OLTC正常狀態與異常狀態對比。下圖13為正常狀態下的聲紋振動信號的時頻能量矩陣。圖13聲紋振動信號的時頻能量矩陣3.3.2繞組及鐵芯運行狀態分析下圖14(a)為變壓器運行時的繞組及鐵芯聲紋振動的時域信號。為更直觀的分析繞組及鐵芯運行狀態，采用頻域法分析聲紋振動信號，實現變壓器在線運行狀態下的監測與診斷。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用戶培訓支持。高壓振動監測安全OLTC是在勵磁狀態下，通過改變繞組...

數據采集裝置安裝在密封箱體內，在線型的掛壁式主機使用強力磁鐵吸附在變壓器的外壁（如下圖6B所示），同時磁鐵外側涂抹強力膠水加強粘合。本系統的各類傳感器、通信模塊和前端主控單元統一采用220V供電方式。數據采集裝置防護箱的外部設有5個防水接口，分別是聲紋和振動信號傳感器接入孔防水接口、電流信號接入防水接口、電源線纜防水接口、USB信號防水接口、采集箱進出線孔，安裝防水接頭、振動信號、聲紋信號、電流信號引入線纜孔安裝雙防12-PG13.5接頭、通信引入線纜采用PG16型防水接頭，并內外兩邊涂膠處理，進入雙防接頭之前的線纜均套金屬保護管，采集箱內部接線端子做密封保護，確保采集箱內部整體密封。杭州國洲...