声纹在线监测系统设计原则及依据
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日期:22-06-02 浏览次数:
  系统概述
  声纹在线监测系统可以实时获取变压器运行状态的声音(振动)参数,构成故障从“萌芽、发展到形成”的全过程、全阶段监测和预警系统。广泛应用于发电、输电、变电、配电设备状态监测和故障预警。
  声纹在线监测系统主要由麦克风(振动加速度传感器)、声纹监测边缘计算装置和远程诊断服务中心组成。
  传感器接收变压器声音(振动)信号,声纹监测设备采集并处理声纹振动信号,通过有线网络(光纤)/4G/WiFi发送到远程服务中心。远程诊断服务中心完成声纹特征监测、故障诊断和设备状态评估。状态分析结果通过IEC 61850等协议传输到数据中心或辅助控制平台。
  声纹在线监测系统采用小型化、模块化结构设计,体积小、重量轻,具有拆卸迅速、可现场安装、运输方便等诸多优点;本装置采用的振动传感器多采用磁吸附或开启方式,安装方便,不需要更换变压器本体。
  1。系统体系结构
  变压器声纹振动在线监测系统分为智能感知层、数据采集与边缘计算层和远程诊断服务应用层。
  具体而言,主要包括具有快速检测和故障诊断功能的监控装置及其外接传感器、室外机柜、移动无线通信网络和变压器运行状态评估系统软件。现场声纹检测设备上电后,自动采集声音数据,经过打包处理后发送至智能应用云平台。平台完成数据显示、数据库存储、声纹特征提取、设备运行状态评估、平台数据连接,如下图所示。
  智能感知层
  智能传感层主要是指能够感知变压器状态的麦克风或振动传感器。所有传感器均采用快速安装方式,如磁吸附方式,数量可灵活配置。振动传感器采用磁吸附的方式沿变压器体布置,通过分析振动信号的声型可以发现变压器体松动和绕组变形的缺陷。
  振动传感器
  数据汇聚层
  数据汇聚层主要是指部署在台站的语音模式振动监测设备,负责振动传感器信号的采集、特征提取、处理和分析,并打包发送到远程服务器。快速、准确地反馈待监控变压器的运行状态。
  站端声纹监控装置
  此外,声印振动监测装置箱体采用全密封设计,满足长期户外运行要求,能在极端恶劣环境和变电站强电磁干扰环境下安全可靠运行。
  软件应用层
  软件应用层主要指上层应用平台和站点服务中心。
  声纹振动在线监测系统软件主页
  系统功能特点和技术优势
  01声纹振动监测,全面感知设备状态
  该方案采用声波振动监测方法,实现对设备状态的感知,全面捕捉变压器内部的瞬态突发故障和发展缓慢的潜伏故障。
  02设置告警规则,防止漏报或误报
  该方案采用一种有效的算法对局部放电故障进行识别,同时通过合理设置报警规则,最大限度地防止漏报和误报的发生。
  03信息集成共享程度高,数据应用效率高
  通信采用4G(兼容5G网络)移动无线网络,具有以太网通信接口。
  04采集模块化,配置灵活,可扩展性强
  该方案采用模块采集方案,可以灵活配置和调整通道数量,适用于各种应用场合。该机柜体积小,重量轻,便于携带。机柜内置减震器,保证设备内部的稳定性和耐冲击性。
  05传感器安装方便,无设备断电
  所有传感器均采用磁吸附、开式变压器等快速安装方式。
  故障诊断原理
  一般来说,变压器声音在短时间内变化不大,可以认为是准平稳信号。在典型运行缺陷下,变压器频谱分布特征较正常情况有明显变化。从频谱图中提取出能反映变压器运行状态的关键特征参数,并在此基础上对变压器运行状态进行评价。
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