从振动和声学数据中提取有用的特征,以便建立设备的声学指纹,通常会用到以下信号处理技术:傅里叶变换(FFT):用于分析信号在频域中的特性,可以识别出设备运行时的固有频率和谐波成分。短时傅里叶变换(STFT):与FFT相比,STFT能够展示信号随时间变化的频率特性,适用于非平稳信号的分析。小波变换:具有良好的时频局部化特性,能够在多尺度上分析信号,适合捕捉瞬态事件和局部特征。包络检测:用于提取振动信号的振幅包络,可以用来表示信号的动态特性。频谱分析:通过计算信号的功率谱密度(PSD)或幅值谱,可以识别出信号的频率成分和能量分布。时频分析方法:如Wigner-Ville分布、Choi-Williams分布等,这些方法能够提供信号的时频表示,有助于分析复杂非线性和非平稳信号。模态分析:通过识别设备振动的模态特性,可以提取出与设备结构和损伤相关的特征。熵分析:如时域熵、频域熵或小波熵,这些方法可以量化信号的不确定性和复杂性,有助于识别设备状态的变化。统计分析:包括均值、方差、标准差等统计参数,可以描述信号的波动性和稳定性。高阶统计量:如偏度和峰度,它们可以提供信号分布形状的信息,有助于识别异常模式。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行业应用背景。本地振动声学指纹在线监测监测符号
3.2.3平台层的云服务器数据经现场传感器采集并经过IED/主机处理后,通过通信模块(4G/5G无线传输或电力光纤专网)传送至云服务器进行存储及深度计算,平台层的操控计算机(含通过IEC61850通讯管理连接的远端)可通过浏览器登录云服务器随时随地查看监测数据,对变压器进行运行监测及诊断分析。云服务器采用B/S结构(浏览器/服务器模式),提供监测数据的深度计算、存储、浏览器查看等服务。
3.2GZAFV-01系统的系统架构GZAFV-01系统由感知层的声纹振动传感器、电流传感器、IED/主机,网络层的通讯管理里,平台层的数据(云)服务器、内置操控及监测数据分析软件的操控计算机、IEC61850通讯管理机等构成。 专注振动声学指纹在线监测销售价格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。
3.3.1.1信号包络分析为提高在线监测的准确度,GZAFV-01系统的IED/主机通常采用高采样率获取声纹振动及驱动电机电流的信号,然而大量的数据不利于快速、准确存储与分析。因而采用包络分析,简化并反映原始信号特征,便于后续分析与处理。传统希尔伯特变换进行包络分析时存在提取深度不足、存在幅值偏差等问题,因此采用小波变换和希尔伯特变换结合的信号包络分析。声纹振动和电流的信号包络分析如下图3.5所示。
3.3.1.2信号包络重合度比对分析如下图3.6所示,信号包络分析后可快速实现历史信号重合度比对分析,更直观地判断OLTC运行状态。为量化信号重合度比对,GZAFV-01系统引入互相关系数的计算。当实时采集的与正常状态的信号包络互相关系数:◆接近1时,OLTC接近正常运行状态。◆接近0时,OLTC可能存在故障。
目前针对GIS较成熟的监测方法,主要有电气法、声测法及化学分析法三大类,以上监测方法均针对的是放电性故障所产生的电磁、声、光、电弧分解产物等物理量。但在GIS的运行中,除了放电性故障之外,机械性故障也是导致事故发生的一大主要原因,当GIS存在开关触头接触异常、壳体对接不平衡、导杆轻微弯曲等缺陷时,在开关操作的机械力、负载电流产生的交变电动力等因素的作用下会产生机械性运动,造成设备异常振动。GIS的异常振动对其本体有很大危害,会造成SF6气体泄露、盆式绝缘子和绝缘支柱损伤、外壳接地点悬浮等缺陷,长期发展可能导致绝缘事故的发生。因此,加强对GIS机械性故障的监测,是保证GIS安全运行的重要手段。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经济效益分析。
五、GZAFV-01系统的操控及监测数据分析软件5.1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。5.2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。5.3软件主界面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、重合度比对、能量分布、时域信号频谱分布等分析。5.4包络分析声纹振动及驱动电机电流的信号包络分析可简化信号,直观反映设备运行状态。5.5历史数据比对实现实时监测数据与正常状态数据横向比对、与历史状态数据纵向比对。5.6频谱分析进行声纹振动监测数据的时域信号频谱分析,提取信号频域特征参量。5.7运行状态告警被测变压器的异常状态报警,可选择告警发送方式。5.8报表生成功能:被测变压器诊断结果生成报表功能。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客户成功案例。专注振动声学指纹在线监测销售价格
GZAFV-01型声纹振动监测系统(变压器、电抗器)实时监测和分析的结合。本地振动声学指纹在线监测监测符号
敞开式断路器监测功能特性◆具备声纹振动、电流波形、行程曲线、压力变化等记录及展示,自动计算峰值电流、电流上升速率、动作时间、动作时长、行程、动/静触头分/合闸位置和次数等参数。◆IED/主机支持多通道监测数据的实时同步采集,通道数不小于8个(可定制)。◆具有比对分析功能:可将现测与标准/历史的监测数据进行横向/纵向比对分析。◆具有断电不丢失存储数据、复电自启动、自复位的功能,可连续实时监测、存储及导出1000次以上断路器动作数据。◆断路器每次动作后,IED/主机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比对开展智能分析,更直观、快速地判断电力设备运行状态。为量化信号重合度比对,GZAFV-01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的互相关系数:接近1时,被测设备是接近正常状态。接近0时,被测设备是可能存在故障的异常状态。本地振动声学指纹在线监测监测符号