振动声学指纹监测技术

能量分布曲线

基于小波变换的声纹振动信号多分辨率分析结果如下图3.8所示。原始信号经8层分解后产生第8层的近似分量和第1层至第8层的详细分量，计算各层详细分量信号能量，可获得信号能量分布曲线。比对正常状态与异常状态能量分布曲线，可判断OLTC运行状态，并提取互相关系数、最大值、平均值、峰度、偏度作为状态诊断特征参量。下图3.7为正常与异常状态的声纹振动信号能量分布曲线比对。

时频能量分布矩阵(ATF图谱)

获取声纹振动信号的时频能量分布矩阵，同时反映原始信号时域、频域特性及能量分布。将信号时频分布矩阵分为6个区间，计算各区间平均值作为特征参量，用于OLTC正常状态与异常状态比对。下图3.9为正常状态下声纹振动信号时频能量矩阵。 国洲电力振动监测系统技术服务。振动声学指纹监测技术

ZAFV-01T子系统采用小型化设计，集成式架构，单元内综合电机电流及AFV的信号监测功能，可监测OLTC的完整动作过程和振动状况；可外接电流传感器（CT卡钳式），获取电机电流信号。装置提供RS485接口，对外通信和传送监测数据。GZAFV-01T子系统包括数据服务器，通信模块、AFV、电流传感器，数据采集模块，供电模块。通过吸附在变压器外壁上的3个AFV传感器获取AFV信号和1个电流传感器获取驱动电机电流信号，经现场的IED通过4G/5G无线传送模块传送至平台层数据服务器进行存储，通过操控及监测数据分析软件进行在线监测及诊断分析。振动声学指纹监测技术GZAF-1000T系列变压器/电抗器振动声学指纹监测系统主界面。

变压器是电力系统变电站中非常重要的电力设备，它通过有载分接开关（下文皆用OLTC简称）的逐级动作，实现对电网带电运行中的调压。OLTC是调压变压器中***可动的部件。依靠OLTC准确及时的动作，不仅可减少和避免电压大幅度波动，而且可以强制分配负荷流，保障安全可靠运行，增加调度的灵活性。OLTC由选择器、切换开关和电动机构组成，其性能包括电气性能和机械能。电气性能是指触头接触电阻，当触头接触电阻增大时，会引起触头过热，甚至烧损。机械性能是指OLTC切换过程中选择和切换开关的动作顺序和时间配合，及切换过程是否存在卡塞和触头切换不到位等

GIS在运行过程中除了机械故障会导致异常振动外，放电性故障（如绝缘子内部缺陷、螺丝松动悬浮电位放电、毛刺前列放电及金属微粒放电等）也会导致声纹振动信号的产生。因此，通过深入研究GIS外壳声纹振动信号的特点，分析其信号特征，可发现GIS机械性故障及放电性故障，具有监测***、监测结果互相补充的特点。开展基于声纹振动的状态监测，可在在线状态下及时发现开关设备的潜在故障，并及时预警，从而延长设备使用寿命，提高电网运行的可靠性。我公司以声纹振动的监测为主，结合电流、位移等其他状态量，开发故障诊断算法并提取相关特征参量，研制完成的监测系统适用于开关设备的带电监测、在线监测（长期固定式、短期移动式）及疑似故障诊断。GZAFV-06T型便携式变压器声纹振动 监测与诊断系统技术方案。

长园深瑞等)开展合作，不断丰富各型变压器的声纹振动样本数据库。GZAFV-06T型系统包括便携式带电监测与诊断型（分体机的如下图25C、一体机的如下图25D）、固定式在线监测与诊断型（标准1U式的如下图25E、壁挂式监测与诊断单元的如下图25F）等机型。其中，便携式一体机结构轻巧，适用于带电检测，标准单元与壁挂式单元适用于长期在线监测与重症监护。7.1 2020年10月20日，我公司荣获国家电网公司设备部的邀请，参与关于智慧变电站技术方案审查会，向与会的国网公司设备部、各省公司设备部及各省电科院的领导和**们做了《振动声学指纹监测技术在变电站主设备智慧型综合监测中的作用和实施方案》的汇报，荣获与会的领导和**们的高度认可，如下图26所示。什么是声学指纹振动监测？具备振动用途

GZAFV-06T型便携式变压器声纹振动 监测与诊断系统功能特点。振动声学指纹监测技术

3.1.2功能特点Ø采用加速度传感器监测GIS本体振动信号，监测主机/IED具备多个传感测点连续实时或周期性自动监测功能；Ø具备诊断分析功能，监测主机/IED可向综合分析单元传送标准化数据、分析结果和预警信息，并接收下传控制命令；Ø具有比对分析功能，可将测量数据与标准信号、历史测量信号进行比对分析；Ø具有断电不丢失存储数据、复电自启动、自复位的功能，可连续监测、存储及导出1年以上数据；Ø具备振动信号时域波形展示、频谱分析(基频为100Hz)功能，可自动提取峰值频率、总谐波畸变率、频谱互相关系数、频率复杂度、振动平稳性、能量相似度、振动相关性等特征参量，作为GIS运行状态分析参量，且用户可定义设置报警阈值。下页图3为正常状态与异常状态时，GIS本体的振动信号的时域波形及频域谱图。振动声学指纹监测技术