3.2.1感知層的傳感器GZAFV-01系統(tǒng)的感知層如上圖3.1所示，由IED/主機、6路聲紋振動傳感器、1路電流傳感器等構成，聲紋振動傳感器集成電荷放大器，將聲紋振動信號轉換成與之成正比的電壓信號；電流傳感器采用微型卡扣結構，便于現(xiàn)場安裝。各傳感器外觀及參數(shù)如下表1所示?！?路聲紋振動傳感器采集取OLTC振動信號，通過固定底座安裝在變壓器外壁，安裝位置選取平行于OLTC的垂直傳動桿方向，且盡量靠近OLTC的觸頭組處?！?路電流傳感器采集OLTC驅動電機電流信號，安裝于OLTC驅動電機電源線處?！?路聲紋振動傳感器采集變壓器繞組及鐵芯聲紋振動信號，安裝位置選取于上夾件底部、非冷卻器側油箱表面中部、油箱頂部中心點。為保持監(jiān)測點的同一性，便于后期監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間軸線比對，所有聲紋振動傳感器底座長期固定在變壓器外壁上。安裝示意圖如下圖3所示。（備注：傳感器安裝的數(shù)量及位置可根據(jù)被測設備的監(jiān)測需求而靈活調(diào)整）杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的科研合作背景。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測主界面

電力系統(tǒng)中的開關類設備主要包括GIS、AIS（敞開式斷路器）、GIS/敞開式的隔離開關、開關柜斷路器等。各類開關設備的材料、工藝、設計、安裝過程中的缺陷以及頻繁動作極易引起機械故障，嚴重時更會導致電氣火災、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗周期長、耗費人力物力、檢修效率低等缺點，較大地影響設備正常運行。GIS是當今輸電網(wǎng)絡中一種應用***的電氣設備。通過將變電站中斷路器、隔離開關、接地開關、PT、CT、避雷器、連接母線、電纜終端、進出線套管等一次設備經(jīng)過優(yōu)化設計并有序地結合為整體，在金屬殼內(nèi)封裝起來，內(nèi)部充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)組成的封閉組合電器。與傳統(tǒng)的敞開式相比較，GIS具有占地面積小、可靠性高、安全性強、運行維護工作量很小等優(yōu)點，因而被大量使用在重要負荷、樞紐變電站中。但由于其采用全封閉結構，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準確定位及快速搶修，將會帶來嚴重的經(jīng)濟損失。隨著GIS逐步在特高壓輸電網(wǎng)絡推廣應用，設備故障所造成的影響將進一步加大。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測主界面杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的成功案例分享。

六、GZAFV-01系統(tǒng)的技術交流與投運業(yè)績GZAFV-01系統(tǒng)已成功應用于智能變電站、智慧變電站及數(shù)字化變電站等示范項目(已經(jīng)投運的廊坊特高壓站、濟南商西站、青島顧家站和勝利站、泰安天平站等)，實現(xiàn)大型變壓器全振動在線監(jiān)測與故障診斷，有效地提高設備運行可靠性。同時，我公司積極與各科研院所(南網(wǎng)電科院、廣西電科院、冀北電科院、山東電科院、江蘇電科院、浙江電科院)、供電公司(冀北、山東、山西、江蘇、寧夏等地的省檢)、變壓器制造商(山東電力設備制造廠、江蘇華鵬變壓器廠、南通的韓國曉星變壓器廠、杭州錢江變壓器廠等)、OLTC制造商（上海華明的遵義長征廠區(qū)、德國MR等）、變電站綜合監(jiān)測系統(tǒng)平臺承建商(國網(wǎng)智能、南瑞科技、長園深瑞等)開展合作，不斷豐富各型號變壓器的聲紋振動信號樣本數(shù)據(jù)庫。

3.3.2繞組及鐵芯運行狀態(tài)分析下圖3.10a為變壓器運行時繞組及鐵芯的聲紋振動時域信號。為更直觀地分析繞組及鐵芯運行狀態(tài)，采用頻域法分析聲紋振動信號。如下圖3.10b所示，基于聲紋振動信號的頻域分布，提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關系數(shù)特征參量作為分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：

3.3.2.1峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對應的頻率值。3.3.2.2總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)所有50Hz整數(shù)倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計算公式：THD=i=0nVi2V1，其中V1為100Hz基頻分量有效值，Vi為各諧波分量有效值，i為頻率索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應較?。淮嬖诠收蠒r，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大 杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的政策支持背景。

4.2智慧化功能4.2.1具備邊緣計算能力，就地采集并處理聲紋振動信號及驅動電機電流信號，完成OLTC信號包絡、ATF圖譜等分析，完成繞組及鐵芯振動信號頻譜分析及參數(shù)計算，根據(jù)傳輸層要求統(tǒng)一通訊接口及數(shù)據(jù)結構，根據(jù)平臺層及應用層要求上傳分析結果。4.2.2具備實物ID管理功能，提供OLTC、繞組及鐵芯運行狀態(tài)信息鏈接入口，可掃碼讀取設備在線監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)及趨勢。通過掃碼或RFID識別設備，讀取設備ID信息，通過站內(nèi)網(wǎng)絡（4G/5G/WIFI）傳輸給云端服務器，向服務器請求該設備的詳細信息，以及詳細的運行狀態(tài)，測試信息等。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監(jiān)測技術的行業(yè)合作案例。杭州電抗器振動聲學指紋在線監(jiān)測相關標準

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3.2.2感知層的IED/主機GZAFV-01系統(tǒng)的IED/主機由采集模塊、處理模塊、電源模塊、USB接口、通信模塊等組成?！舨杉K：實現(xiàn)6路聲紋振動信號、1路電流信號的采集。◆處理模塊：實現(xiàn)信號的放大、濾波和檢波及A/D轉換等功能，利用硬件對采集的信號進行處理，保證信號的有效性和可靠性，再將處理后的模擬信號經(jīng)A/D轉換成數(shù)字信號，便于IED/主機進行數(shù)據(jù)處理分析?！綦娫茨K：包括220V/AC電源的輸入及降壓轉換，為IED/主機供電?！鬠SB接口：用于現(xiàn)場信號獲取、調(diào)試?！敉ㄐ拍K：用于向遠端平臺層的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸、操控指令接收。杭州國洲電力振動聲學指紋在線監(jiān)測主界面