運用 AFV 信號分析法判斷 OLTC 的狀態,需要關注 OLTC 在切換時的每一個細節。OLTC 切換時,內部主要機構部件的運動撞擊和摩擦產生的脈沖沖擊力,是 AFV 信號的主要來源。這些沖擊力通過變壓器油傳遞到變壓器箱壁,在箱壁上引起的振動響應是多種激勵現象的綜合體現。我們通過對 AFV 信號的精確監測和深入分析,能夠獲取 OLTC 的詳細狀態信息。比如,當 OLTC 出現觸頭開矩參數異常時,其振動信號的相位和頻率會發生特定變化,利用這些變化特征,我們可以準確診斷出 OLTC 的故障類型,及時進行修復,避免因 OLTC 故障引發電力系統事故。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。電抗器振動聲紋監測示意圖
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,不斷豐富各型號變壓器的聲紋振動信號樣本數據庫。聲學指紋振動聯系方式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成功案例分享。
4.1.9智能分析功能:軟件內置典型故障特征的數據庫,可與監測數據進行比對,通過信號波形、時間長度和幅值等特征值,診斷分析故障類型;也可添加新監測數據,方便后期橫向、縱向比較;可將同一廠家同一型號的正常監測數據導入保存,便于對該廠家、型號的變壓器監測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、基頻能量比、互相關系數等特征參量,并生成分析報表。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信號及驅動電機電流信號,完成OLTC信號包絡、ATF圖譜等分析,完成繞組及鐵芯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。
信號包絡分析
為提高在線監測的準確度,GZAFV-01系統的IED/主機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,因此采用小波變換和希爾伯特變換結合的信號包絡分析。聲紋振動和電流的信號包絡分析
信號包絡重合度比對分析
信號包絡分析后可快速實現歷史信號重合度比對分析,更直觀地判斷OLTC運行狀態。為量化信號重合度比對,GZAFV-01系統引入互相關系數的計算。當實時采集的與正常狀態的信號包絡互相關系數:◆接近1時,OLTC接近正常運行狀態。◆接近0時,OLTC可能存在故障。 杭州國洲電力科技有限公司相關的振動設備。
變壓器是電力系統變電站中非常重要的電力設備,它通過有載分接開關(下文皆用OLTC簡稱)的逐級動作,實現對電網帶電運行中的調壓。OLTC是調壓變壓器中***可動的部件。依靠OLTC準確及時的動作,不僅可減少和避免電壓大幅度波動,而且可以強制分配負荷流,保障安全可靠運行,增加調度的靈活性。OLTC由選擇器、切換開關和電動機構組成,其性能包括電氣性能和機械能。電氣性能是指觸頭接觸電阻,當觸頭接觸電阻增大時,會引起觸頭過熱,甚至燒損。機械性能是指OLTC切換過程中選擇和切換開關的動作順序和時間配合,及切換過程是否存在卡塞和觸頭切換不到位等GZAFV-01型聲紋振動監測系統(變壓器、電抗器)的智能評估和故障預警。監測振動監測等級
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實際應用價值。電抗器振動聲紋監測示意圖
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。 電抗器振動聲紋監測示意圖