在线振动监测理论知识

近年来，我国电网规模不断扩大且电压等级逐步提高，特别是特高压技术取得了快速的发展与应用，组合电器（Gas-InsulatedSwitchgears,GIS）作为电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行对确保整个电网的可靠性具有重要意义。目前，GIS的检修策略逐步从事故检修、预防性检修向状态检修和以可靠性为中心的检修转变。实施在线监测和故障诊断，是对传统离线预防性试验的补充和扩展，是实现设备预知性维修的前提，也是确保GIS和整个电力系统安全稳定运行的关键。国洲电力变压器振动监测系统怎么样？在线振动监测理论知识

3.4.2功能特性Ø具备断路器振动声学指纹、分合闸线圈电流、储能电机电流、行程、分合闸位置监测功能；Ø具备振动信号、电流波形、行程曲线、压力变化记录及展示功能，自动计算峰值电流、电流上升速率、动作时间与时长、行程、分合闸位置与次数等参数；Ø监测单元支持多通道信号同步实时采集，通道数不小于8个（可根据监测需求定制）；Ø支持历史数据与实测数据对比分析、不同通道测量数据的横向及纵向对比功能；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1000次以上断路器动作数据；Ø断路器每次动作后，监测单元主动评估断路器运行状态，并自动上传分析结果；Ø智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的数据库，包络分析后可快速实现历史信号重合度对比开展智能分析，更直观、快速地判断电力设备运行状态。为量化信号重合度对比，GZAF-1000S监测系统引入互相关系数的计算。当实时采集信号包络曲线与正常状态包络曲线互相关系数接近1时，实时采集的信号接近正常运行状态；当互相关系数接近0时，被测设备可能存在故障。下图3所示为断路器典型振动声学指纹和储能电机电流信号及对应包络曲线：特高压振动监测现场施工国洲电力变压器振动监测系统使用方法。

3.2.1传感器GZAF-1000T系列变压器/电抗器振动声学指纹监测系统传感层由6路压电式加速度传感器及1路电流传感器构成，各传感器外观及参数如下表1所示。压电式加速度传感器集成电荷放大器，将振动信号转换成与之成正比的电压信号；电流传感器采用微型卡扣结构，便于现场安装，节省空间。采用3路压电式加速度传感器获取有载分接开关振动信号，振动传感器通过固定底座安装在变压器/电抗器外壁，安装位置通常选取平行于分接开关垂直传动杆方向，且尽量靠近分接开关触头组处。采用1路电流传感器获取有载分接开关驱动电机电流信号，电流传感器安装于驱动电机电源线处。采用3路振动传感器检测变压器/电抗器绕组及铁芯运行状况，传感器通常选取于上夹件底部、非冷却器侧油箱表面中部及油箱顶部中心点。为保持检测点的同一性，便于后期历史数据对比，建议所有振动传感器底座长期固定在变压器/电抗器外壁上。传感器安装示意图如下图3所示，变压器/电抗器声学指纹监测系统所有传感器单元均与变压器/电抗器本体无电气连接，安装简单方便，适用于在线监测或带电检测。（注：传感器数量及安装位置可根据具体技术规范或方案调整。）

3.3.2功能特性GIS及敞开式的隔离开关监测单元主要功能特性如下：Ø采用加速度传感器及电流传感器监测隔离开关振动声学指纹及电机电流信号；Ø具有比对分析功能：可将测量数据与标准信号、历史测量信号进行横向及纵向比对分析；Ø具有诊断分析功能：可对隔离开关状态进行诊断，并上传原始数据及分析结果；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、存储及导出功能，可够存储500次以上的操作数据，并具备批量处理数据功能；Ø具备振动声学指纹及电机电流信号波形、包络分析、时频图谱等展示功能；杭州国洲电力科技有限公司GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测系统技术概述。

r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2其中Xi和Yi分别为正常状态与实时测得振动信号的频域分布，X和Y为对应信号的平均值，互相关系数范围为0~1。正常运行时，相关系数应接近于1；存在故障时，信号频率分布发生改变，互相关系数减小。(4)频率复杂度(FCA)：频率复杂度的定义与信息熵类似，频率成分越复杂，对应的频率复杂度特征量越大，计算公式为：FCA=-fpfln⁡(pf)pf=EfEf=100Hz+Ef=200Hz+⋯+Ef=200Hz其中f=100,200,…,2000Hz,Ef为对应频率信号能量，pf为振动频率为f的谐波比重值。(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DET=l=lminNlP(l)l=1NlP(l)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。振动监测技术交流与投运业绩。杭州振动监测脉冲信号

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各特征参量定义如下：(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：THD=i=0nVi2V1其中V1为100Hz基频分量有效值，Vi为各谐波分量有效值，i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。(3)频谱互相关系数(r)：正常状态与实时测得振动信号频谱图之间的相似度，计算公式如下：在线振动监测理论知识

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