振动声学指纹监测技术的实际成效与意义
振动声学指纹监测技术适用于变压器/电抗器（绕组、有载分接开关、铁心等）、开关类（GIS、敞开式断路器、隔离开关、开关柜等）等电力设备的在线监测与故障诊断，不影响其正常运行，且与设备无电气连接，具有安装方便、安全、可靠等优点。主要意义和功能如下：1、采用带电检测/在线监测方式，不影响主设备正常运行，降低了电网风险；2、减少了人员进站检查的运维成本；3、监测方式与设备无电气连接，具有安全、可靠、安装方便等优点；4、采用独特的时域分析、包络分析、重合度对比、时频矩阵分析等方法，并提峰值频率、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等特征参量，提高在线监测准确度。5、内置基于海量样本的大数据和人工智能技术而建立的**分析型数据库，可真实反应设备运行状态，有效诊断绕组变形、机械卡涩、触头磨损、电动机构拒动等故障程度和类型；6、符合智慧变电站建设原则，监测系统的IED具备边缘计算能力，就地采集并处理振动声学指纹及其它信号，完成分析计算后根据传输层要求统一通讯接口及数据结构，根据平台层及应用层要求上传分析结果。 GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测系统技术-GIS本体监测功能特性。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹的技术说明
GIS及开关柜的断路器监测功能特性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；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；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）；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；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；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；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：推荐振动声学指纹功能特性杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测系统技术性能特征。
GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测系统---云平台服务器----数据经现场采集装置采集后，通过4G/5G无线传输模组（或电力光纤专网）传送至电力设备监测及诊断技术的“中国智造者”第10页共29页云服务器进行存储及深度计算，远端通过浏览器登录云服务器可随时随地查看系统监测内容，对变压器/电抗器进行运行监测及诊断分析。云平台系统结构图如下图6所示，采用B/S结构（浏览器/服务器模式），提供监测系统的数据深度计算、存储及浏览器查看服务，便于管理。
技术方案---系统原理：
变压器/电抗器振动主要包括有载分接开关切换时的瞬态振动、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/电抗器声学指纹监测的分析内容。变压器/电抗器内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，可由安装于外壁的加速度传感器测得。 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包络分析。
自由场传声器是一种利用电容量变化而引起声电转换作用的传声器，其结构如右下图所示。传感器是由一个振动膜片和固定电极组成的一个间距很小的可变电容器，当膜片在声波作用下产生振动时，振动膜片与固定电极间的距离便发生变化，引起电容量的变化。在电容器的两端有一个负载电阻R 及直流极化电压E，电容量随声波变化时，在R 的两端就会产生交变的音频电压。二、信号分析及处理方法。信号处理于分析是振动声学指纹监测中的关键，主要包括以下分析方法：(1)频谱分析振动声学指纹信号时域波形*反映振动加速度幅值、振动位移、声压级等参量。频谱分析采用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而直观地反映信号频率分布，并可提取峰值频率、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等特征参量，作为判断设备运行状态的特征参量。下图为变压器本体振动声学指纹的时域及频域信号。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重合度对比。杭州国洲电力科技有限公司振动厂家
GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测系统技术-GIS及敞开式的隔离开关监测功能特性。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹的技术说明
(5)时频能量分布矩阵(ATF图谱)(我公司**所有)时频能量分布矩阵(ATF图谱)是振动声学指纹信号的指纹图，从多维度表现振动波形的特征，能直观的反应振动强度和频率，方便用户从多纬度分析振动声学指纹信号。ATF图谱把振动图谱进行了排序及计算，把不同类型的振动波形归一化处理，所以能在不同ATF图谱之间进行比对。右下图为时频能量分布矩阵在有载分接开关诊断中应用。我公司振动声学指纹监测技术的优势：公司简介：杭州国洲电力科技有限公司，专注于综合智慧能源服务领域内发、输、变、配、用、储等全过程的各主设备参量监测、数据分析和状态评价技术的研制，致力于为领域内的各科研院所、专业院校、设备管理、工程服务、发电、设备制造等合作方提供前列的解决方案。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹的技术说明
杭州国洲电力科技有限公司致力于仪器仪表，是一家生产型公司。公司业务涵盖便携手持在线综合局部放电，便携在线综合振动声学指纹，变压器断路器电缆高压试验，带电检测交接试验技术服务等，价格合理，品质有保证。公司注重以质量为中心，以服务为理念，秉持诚信为本的理念，打造仪器仪表良好品牌。国洲电力秉承“客户为尊、服务为荣、创意为先、技术为实”的经营理念，全力打造公司的重点竞争力。
