变压器振动主要包括OLTC切换时的瞬态振动、电流通过绕组时电动力引起的绕组振动、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、以及冷却装置工作时的振动。其中,由冷却系统引起的基本振动频率小于100Hz,不作为变压器的分析内容。变压器内部的声纹振动信号通过绝缘油、支撑单元、加强筋结构等多种途径传播至变压器外壁,可由安装于外壁的声纹振动传感器测得。
OLTC切换过程中,分接选择器动作、切换开关动作、动静触头碰撞等机械动作产生声纹振动信号,信号包含触头分合状态、三相触头是否同期、触头表面是否平整、切换是否到位等信息,可反映OLTC结构磨损、卡滞、松动、变形等故障。切换过程中若储能弹簧性能发生改变或储能过程中存在机构卡塞等现象,必然伴随着电机驱动力矩的变化,从而使驱动电机电流发生变化。因此,可通过监测驱动电机电流信号与声纹振动信号的结合分析,可更加有效的评价OLTC在线运行状态下的健康态势评价与故障类型诊断。 GZAFV-01型声纹振动监测与诊断系统 。杭州GIS振动声纹监测系统原理
弹簧弹性下降的AFV信号特征识别。弹簧弹性下降的AFV信号特征识别弹簧机构是OLTC切换动力的关键部件,其弹性下降会导致切换时间延长或动作不到位。AFV信号分析法通过分析振动信号的时频特性,可以识别弹簧老化问题。例如,正常状态下,OLTC切换时的振动信号具有清晰的周期性冲击特征;而弹簧弹性不足时,冲击信号的间隔时间会延长,且幅值降低。此外,弹簧故障还可能引发二次振动(如机构回弹),这些特征均可通过AFV信号的小波变换或包络分析进行提取。便携式振动型振动声纹监测技术参数GZAFV-01型声纹振动监测系统的基本功能。
AFV信号分析法在触头磨损诊断中的应用。触头磨损是OLTC的常见故障之一,长期分合操作会导致触头表面的材料消耗、凹凸不平,进而影响接触电阻和机械稳定性。AFV信号分析法通过监测振动信号的时域特征(如峰值、上升时间)和频域特征(如高频能量分布),可以量化触头磨损程度。实验表明,当触头磨损严重时,振动信号的脉冲宽度会增大,且高频成分(>5kHz)的幅值***升高。通过建立触头磨损与振动特征的对应关系,可实现触头寿命预测以及更换周期优化。
综上所述,采用声纹振动法监测变压器OLTC、绕组及铁芯的状态,适用于带电监测/在线监测,与变压器无电气连接而不影响正常运行,有安装方便、安全、可靠等优点。我公司结合多年技术预研储备及现场技术服务经验,成功研制出GZAFV-01型声纹监测系统,既有固定安装的长期在线监测式,也有便携式的带电监测系统及可移动的在线重症监护式。GZAFV-01系统由声纹振动传感器、驱动电机电流传感器、数据采集装置(在线监测式:IED,便携/手持式:主机;下文皆用IED/主机简称)、云服务器、通讯单元及供电单元构成;操控及监测数据分析软件结合包络分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩阵、时域信号频谱分析等多种算法,并提取故障诊断特征参量,在线状态下实现变压器OLTC、绕组及铁芯的健康态势评价与故障类型诊断。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹在线监测服务的全流程支持。
GZAFV-01系统已成功应用于智能变电站、智慧变电站及数字化变电站等示范项目(已经投运的廊坊特高压站、济南商西站、青岛顾家站和胜利站、泰安天平站等),实现大型变压器全振动在线监测与故障诊断,有效地提高设备运行可靠性。同时,我公司积极与各科研院所(南网电科院、广西电科院、冀北电科院、山东电科院、江苏电科院、浙江电科院)、供电公司(冀北、山东、山西、江苏、宁夏等地的省检)、变压器制造商(山东电力设备制造厂、江苏华鹏变压器厂、南通的韩国晓星变压器厂、杭州钱江变压器厂等)、OLTC制造商(上海华明的遵义长征厂区、德国MR等)、变电站综合监测系统平台承建商(国网智能、南瑞科技、长园深瑞等)开展合作,不断丰富各型号变压器的声纹振动信号样本数据库。GZAFV-06T型便携式变压器声纹振动 监测与诊断系统基本功能。杭州GIS振动声纹监测系统原理
杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹在线监测技术的科研支持背景。杭州GIS振动声纹监测系统原理
GZAFV-01T子系统的原理◆监测原理OLTC在切换的过程中伴随着机械振动,在线监测技术主要利用AFV和驱动电机电流的信号分析法综合对OLTC状态进行诊断。根据AFV信号波谱的异常分析其状态,结合驱动电机电流分析技术,监测能够覆盖档位联接、时间序列、控制继电器、驱动电机、制动器、润滑、线性、电弧、过热和焦炭、电气节点磨损、过渡阻抗等11个项目。较传统停电检修方式,在线监测法针对的故障类型更加***,而且在带电运行时也能够迅速有效反映OLTC运行状态。杭州GIS振动声纹监测系统原理