绕组及铁芯运行状态分析下图13(a)为变压器/电抗器运行时的绕组及铁芯振动声学指纹的时域信号。为更直观地分析绕组及铁芯运行状态,采用频域法分析振动声学指纹信号,实现在线状态下的故障监测。如下图13(b)所示,基于振动声学指纹信号的频域分布,提取峰值频率、总谐波畸变率、基频能量比、互相关系数特征参量,以作为变压器/电抗器运行状态的分析参数。各特征参量定义及解释如下:(1)峰值频率:频谱图中比较大幅值对应的频率值。(2)总谐波畸变率(TotalHarmonicDistortion,THD):所有50Hz整数倍谐波分量的有效值与基频100Hz分量有效值的比值,计算公式如下:=2其中100Hz基频分量有效值,为频率索引值。正常状态下,由于100Hz基频分量为振动频谱图的主要成分,总谐波畸变率应较小;存在故障时,谐波分量增加且峰值频率发生偏移,总谐波畸变率变大。GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测软件界面。开关柜振动声学指纹在线监测产品参数
软件界面4.1远端后台软件管理远端后台管理软件通过云服务器账户登录,选择管理对象。图164.2设备信息管理设备信息管理界面包括设备名称、位置、编号等基本信息。图17电力设备监测及诊断技术的“中国智造者”第19页共29页4.3主界面软件主界面包括项目管理、多通道信号同步显示、分析及其他工具及基本分析结果显示,可实现信号包络、重合度对比、能量分布、时频分布(ATF)等分析。图184.4包络分析振动声学指纹及驱动电机电流信号的包络分析可简化信号,直观反映设备运行状态。图19电力设备监测及诊断技术的“中国智造者”第20页共29页4.5历史数据对比实现正常状态信号与实时采集信号对比、历史数据横向纵向对比。图204.6频谱分析进行振动声学指纹地时域信号频谱分析,提取信号频域特征参量。图21电力设备监测及诊断技术的“中国智造者”第21页共29页4.7运行状态告警设备异常状态报警,可选择告警发送方式。图224.8报表生成功能目标变压器/电抗器诊断结果生成报表功能。图23开关柜振动声学指纹在线监测产品参数GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测系统--敞开式断路器监测技术背景。
Q/GDW383智能变电站技术导则;Q/GDWZ410高压设备智能化技术导则;Q/GDWZ414变电站智能化改造技术规范;Q/GDW561输变电设备状态监测系统技术导则;Q/GDW739输变电设备状态监测主站系统变电设备在线监测I1接口网络通信规范;Q/GDW1168-2013输变电设备状态检修试验规程;JB/T8314分接开关试验导则;国家电网公司变电检测管理规定(试行)第11分册机械振动检测细则;IEC60214.1Tap-changersPart1:PerformanceRequirementsandTestMethods;IEC60214.2Tap-changersPart2:ApplicationGuidelines;IEEEC57.131IEEEStandardRequirementsforTapChanger;IEEEC57.139IEEEGuideforDissolvedGasAnalysisinTransformerLoadTapChangers;IEEEC57.143IEEEGuideforApplicationforMonitoringEquipmenttoLiquid-ImmersedTransformersandComponents;CIGREWorkingGroupA2.34GuideforTransformerMaintenance。
变压器/电抗器运行时,电流通过绕组时产生的电动力引起绕组振动,硅钢片的磁致伸缩及硅钢片接缝处与叠片之间的漏磁导致铁芯振动。由于绕组导体所受电动力正比于负载电流的平方,绕组振动信号的基频为100Hz。由于变压器/电抗器中磁感应强度正比于加载电压的平方,铁芯振动信号的基频也为100Hz。另外,考虑到铁芯振动的非线性特性,振动信号还会包含频率为100Hz整数倍的高次谐波。当变压器/电抗器的绕组变形或铁芯故障后,振动信号频谱分布将发生改变,产生谐波分量。因此,振动信号分量可以作为区别绕组变形故障与铁芯故障的重要依据,采用振动分析法可实现绕组及铁芯的故障诊断。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹在线监测技术背景。
(5)振动平稳性(DET):振动平稳性以理解为对振动信号周期性的一种衡量,如果振动平稳性较差,那么作为振动主要激励源的部件出现机械稳定性异常的可能性较大,其定义为h=其中,l**信号递归图中斜对角线的长度,P(l)**对角线长度为l的对角线的条数,Im**斜对角线的最小长度。DET值是一个介于0和I之间的数,对于正常运行的GIS而言,其机械结构确定性很高,其DET值接近1。(6)能量相似度(EDR):能量相似度分析用于衡量不同负载条件下测点振动能量的相似性,振动能量分布特性的改变能够反映GIS内部机械结构的变化,其定义为电力设备监测及诊断技术的“中国智造者”第6页共12页=1−100其中,vi为各频率信号归一化能量,μ为能量平均值。能量相似度分析通过对比测量信号的能量与目标能量差异来判断GIS振动是否异常。当某个测点的EDR值突然变大,这意味着该测点附近的机械结构可能出现异常。GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测系统结构。开关柜振动声学指纹在线监测产品参数
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