一、概述變壓器在電力系統中起到電壓變換、電能分配等重要作用，其安全穩定運行對確保供電可靠性具有重要意義。有載分接開關、繞組及鐵芯是變壓器/電抗器的重要組成部分，三者的故障率總和占變壓器/電抗器整體故障的70%左右，而傳統預防性檢修方法具有試驗周期長、影響變壓器正常運行、耗費人力物力等缺點。開展基于聲學指紋的狀態監測，可在在線狀態下及時發現變壓器/電抗器有載分接開關、繞組及鐵芯的潛在故障，并及時預警，從而延長變壓器使用壽命，提高電網運行的可靠性。有載分接開關（On-LoadTapChanger,OLTC）是在勵磁狀態下，通過改變繞組分接位置實現電網的有載調壓，起到穩定負載電壓、調節無功潮流、增加電網靈活度等重要作用。它是調壓變壓器中***的可動部件、關鍵部件之一。國際大電網委員會(GIGRE)等國內外統計結果表明，有載分接開關故障占變壓器總體故障的30%以上，各類故障影響變壓器及整個電網的安全穩定運行，嚴重時更會導致大面積停電、電氣火災等事故。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統--GIS及敞開式的隔離開關監測技術背景。杭州電抗器振動聲學指紋在線監測使用說明書

系統功能：結合變壓器/電抗器的帶電檢測、智能巡檢以及其他在線監測狀態量，進行數據的多參量融合分析，形成基于多源數據的故障預警機制，多參量融合分析不僅提高了識別故障的準確性，而且還能**降低因單個參量判別故障帶來的誤報。例如，對于變壓器疑似問題地診斷可結合負荷、損耗、繞組機械振動信號、油溫、以及歷史電流電壓情況分析，在監測到變壓器/電抗器地振動聲學指紋頻譜時，系統可以自動去查詢變壓器/電抗器地歷史電流和電壓信號，如果發現在某段時期確實有大電流沖擊，可給出預警：變壓器/電抗器可能存在繞組變形地異常。杭州電抗器振動聲學指紋在線監測使用說明書GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測技術交流與投運業績。

包絡分析：為提高在線監測的準確度，GZAF-1000T系統的數據采集裝置通常采用高采樣率獲取振動聲學信號及驅動電機電流信號，然而大量的數據不利于快速、準確存儲與分析。因而采用包絡分析，簡化并反映原始信號特征，便于后續分析與處理。傳統希爾伯特變換進行包絡分析時存在提取深度不足、存在幅值偏差等問題，因此，GZAF-1000T系統采用小波變換和希爾伯特變換結合的信號包絡分析。有載分接開關振動聲學信號和驅動電機電流信號包絡分析如下圖8的A和B所示。

(3)基頻信號能量比(E)：100Hz基頻分量時域信號能量占信號總能量的比值，計算公式如下：電力設備監測及診斷技術的“中國智造者”第15頁共29頁=122其中100Hz基頻分量的時域信號，為采樣索引值。正常狀態下，由于100Hz基頻分量為振動聲學指紋頻譜圖的主要成分，基頻信號能量比應較大；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發生偏移，基頻信號能量比變小。(4)互相關系數(r)：正常狀態與實時測得振動聲學指紋信號頻譜圖之間的相似度，計算公式如下：=[??[?[?2其中和分別為正常狀態與實時測得振動聲學指紋信號的頻域分布，信號的平均值，互相關系數范圍為0~1。正常運行時，相關系數應接近于1；存在故障時，信號頻率分布發生改變，互相關系數減小。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋在線監測使用說明。

我公司研制的電力設備監測與診斷技術，特別是在變壓器、高壓電抗器、高壓開關和電力電纜等電力設備的絕緣狀態、運行狀態的數據分析與狀態評價方面，憑借我公司前沿的軟硬件技術與先進的監測方法，為運維管理提供了質量的技術服務方案。我公司秉持專注、共贏、遠航的經營理念，追求創新，在穩步發展的同時***研制人工智能、大數據云平臺、萬物互聯等技術在電力設備監測與診斷技術上的科學應用，決心成為專注于綜合智慧能源服務領域的“中國智造”**者、推動者、先行者，并在公司發展的進程中為客戶、股東、員工以及其他合作方和社會創造更多的價值。GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統GIS及敞開式的隔離開關監測功能特性。電抗器振動聲學指紋在線監測技術產品功能

振動聲學指紋監測技術的應用意義。杭州電抗器振動聲學指紋在線監測使用說明書

繞組及鐵芯運行狀態分析下圖13(a)為變壓器/電抗器運行時的繞組及鐵芯振動聲學指紋的時域信號。為更直觀地分析繞組及鐵芯運行狀態，采用頻域法分析振動聲學指紋信號，實現在線狀態下的故障監測。如下圖13(b)所示，基于振動聲學指紋信號的頻域分布，提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關系數特征參量，以作為變壓器/電抗器運行狀態的分析參數。各特征參量定義及解釋如下：(1)峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對應的頻率值。(2)總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)：所有50Hz整數倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計算公式如下：=2其中100Hz基頻分量有效值，為頻率索引值。正常狀態下，由于100Hz基頻分量為振動頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應較小；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發生偏移，總諧波畸變率變大。杭州電抗器振動聲學指紋在線監測使用說明書