變壓器振動(dòng)主要包括OLTC切換時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)、電流通過(guò)繞組時(shí)電動(dòng)力引起的繞組振動(dòng)、硅鋼片的磁致伸縮及硅鋼片接縫處與疊片之間的漏磁導(dǎo)致鐵芯振動(dòng)、以及冷卻裝置工作時(shí)的振動(dòng)。其中，由冷卻系統(tǒng)引起的基本振動(dòng)頻率小于100Hz，不作為變壓器的分析內(nèi)容。變壓器內(nèi)部的聲紋振動(dòng)信號(hào)通過(guò)絕緣油、支撐單元、加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)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(dòng)傳感器測(cè)得。OLTC切換過(guò)程中，分接選擇器動(dòng)作、切換開(kāi)關(guān)動(dòng)作、動(dòng)靜觸頭碰撞等機(jī)械動(dòng)作產(chǎn)生聲紋振動(dòng)信號(hào)，信號(hào)包含觸頭分合狀態(tài)、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(jié)構(gòu)磨損、卡滯、松動(dòng)、變形等故障。切換過(guò)程中若儲(chǔ)能彈簧性能發(fā)生改變或儲(chǔ)能過(guò)程中存在機(jī)構(gòu)卡塞等現(xiàn)象，必然伴隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的變化，從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流發(fā)生變化。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)與聲紋振動(dòng)信號(hào)的結(jié)合分析，可更加有效的評(píng)價(jià)OLTC在線運(yùn)行狀態(tài)下的健康態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)與故障類型診斷。變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)繞組時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起繞組振動(dòng)，硅鋼片的磁致伸縮及GZAF-1000S系列高壓開(kāi)關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)--敞開(kāi)式斷路器監(jiān)測(cè)功能特性。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境

二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（遵循但不限于下列標(biāo)準(zhǔn)）2.1GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）。2.2GB/T10230.1分接開(kāi)關(guān)第1部分：性能要求和試驗(yàn)方法。2.3GB/T10230.2分接開(kāi)關(guān)第2部分：應(yīng)用導(dǎo)則。2.4DL/T265變壓器有載分接開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)導(dǎo)則。2.5DL/T574變壓器分接開(kāi)關(guān)運(yùn)行維修導(dǎo)則。2.6DL/T846.8-2017高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件第8部分有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀。2.7DL/T860變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。2.8DL/T1430變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則。2.9DL/T1432.1變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置檢驗(yàn)規(guī)范第1部分：通用檢驗(yàn)規(guī)范。2.10DL/T1538電力變壓器用真空有載分接開(kāi)關(guān)使用導(dǎo)則。2.11DL/T1540油浸式交流電抗器（變壓器）運(yùn)行振動(dòng)測(cè)量方法。2.12DL/T1694.2高壓測(cè)試儀器及設(shè)備校準(zhǔn)規(guī)范第2部分：電力變壓器分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀。2.13DL/T1805電力變壓器用有載分接開(kāi)關(guān)選用導(dǎo)則。2.14Q/GDW383智能變電站技術(shù)導(dǎo)則。杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)交流GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理。

3.2.2感知層的IED/主機(jī)GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機(jī)由采集模塊、處理模塊、電源模塊、USB接口、通信模塊等組成?！舨杉K：實(shí)現(xiàn)6路聲紋振動(dòng)信號(hào)、1路電流信號(hào)的采集?！籼幚砟K：實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波和檢波及A/D轉(zhuǎn)換等功能，利用硬件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，保證信號(hào)的有效性和可靠性，再將處理后的模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于IED/主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析?！綦娫茨K：包括220V/AC電源的輸入及降壓轉(zhuǎn)換，為IED/主機(jī)供電。◆USB接口：用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取、調(diào)試?！敉ㄐ拍K：用于向遠(yuǎn)端平臺(tái)層的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸、操控指令接收。

3.3.1.3能量分布曲線基于小波變換的聲紋振動(dòng)信號(hào)多分辨率分析結(jié)果如下圖3.8所示。原始信號(hào)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(hào)能量，可獲得信號(hào)能量分布曲線。比對(duì)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)、**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(dòng)信號(hào)能量分布曲線比對(duì)。

3.3.1.4時(shí)頻能量分布矩陣(ATF圖譜)獲取聲紋振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻能量分布矩陣，同時(shí)反映原始信號(hào)時(shí)域、頻域特性及能量分布。將信號(hào)時(shí)頻分布矩陣分為6個(gè)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(duì)。下圖3.9為正常狀態(tài)下聲紋振動(dòng)信號(hào)時(shí)頻能量矩陣。 杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)方案。

3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統(tǒng)的感知層如上圖3.1所示，由IED/主機(jī)、6路聲紋振動(dòng)傳感器、1路電流傳感器等構(gòu)成，聲紋振動(dòng)傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)；電流傳感器采用微型卡扣結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動(dòng)傳感器采集取OLTC振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)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(dòng)桿方向，且盡量靠近OLTC的觸頭組處?！?路電流傳感器采集OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流信號(hào)，安裝于OLTC驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線處。◆3路聲紋振動(dòng)傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動(dòng)信號(hào)，安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側(cè)油箱表面中部、油箱頂部中心點(diǎn)。為保持監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同一性，便于后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間軸線比對(duì)，所有聲紋振動(dòng)傳感器底座長(zhǎng)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(shù)量及位置可根據(jù)被測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)需求而靈活調(diào)整）振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用意義。杭州GZAF-1000T系列振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)交流

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績(jī)。杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境

電力系統(tǒng)中的高壓開(kāi)關(guān)類設(shè)備主要包括GIS（氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備）、AIS（敞開(kāi)式斷路器）、GIS /敞開(kāi)式的隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜斷路器等。各類開(kāi)關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中的缺陷以及頻繁動(dòng)作極易引起機(jī)械故障，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗費(fèi)人力物力、檢修效率低等缺點(diǎn)，較大地影響設(shè)備正常運(yùn)行。

基于聲紋振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時(shí)預(yù)警，從而延長(zhǎng)使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以聲紋振動(dòng)信號(hào)為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測(cè)，開(kāi)發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，適用于開(kāi)關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測(cè)（長(zhǎng)期固定式、短期移動(dòng)式）。 杭州電抗器振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)工作環(huán)境