系统结构：GZAF-1000T系列变压器/电抗器振动声学指纹监测系统由压电式加速度传感器、驱动电机电流传感器、数据采集装置、云服务器（采用B/S结构）、通讯子系统及供电系统构成，系统机构图如下图2所示。传感器---GZAF-1000T系列变压器/电抗器振动声学指纹监测系统传感层由6路压电式加速度传感器及1路电流传感器构成，各传感器外观及参数如下表1所示。压电式加速度传感器集成电荷放大器，将振动信号转换成与之成正比的电压信号；电流传感器采用微型卡扣结构，便于现场安装，节省空间。采用3路压电式加速度传感器获取有载分接开关振动信号，振动传感器通过固定底座安装在变压器/电抗器外壁，安装位置通常选取平行于分接开关垂直传动杆方向，且尽量靠近分接开关触头组处。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。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动原理
(4)能量分布曲线原始振动声学指纹信号经小波多分辨率N层分解后，可得到第N层的近似分量和第1层至第N层的详细分量，计算各层详细分量信号能量，可获得信号能量分布曲线。该曲线可反映振动声学指纹信号在不同频率范围内的分布情况，通过对比正常状态与异常状态能量分布曲线，可判断设备运行状态，并提取互相关系数、**大值、平均值、峰度、偏度作为状态诊断特征参量。右上图为正常状态与异常状态有载分接开关振动声学指纹信号能量分布曲线对比。GZAF-1000S系列高压开关振动联系人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传感器。
GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测系统信号分析与处理：有载分接开关动作时，典型振动声学指纹和驱动电机电流的信号如下图7所示。通过分解时域内典型信号区间，可有效判断分接开关驱动电机启动、分接选择器断开、分接选择器闭合、切换开关动作、驱动电机制动等动作顺序，进而分析分接开关的运行状态。然而，以上通过典型信号分析判断分接开关的运行状态需要丰富的实践经验，为方便检测人员快速完成诊断任务，需通过多种算法更直观、准确地判断开关状态。变压器/电抗器声学指纹监测系统结合基于小波变换及希尔伯特变换的包络分析、基于互相关系数的重合度分析、基于小波多分辨率分解的能量分布曲线分析、基于时频分布矩阵的信号对比等多种**算法，实现有载分接开关***、有效、准确的状态诊断和早期故障监测，降低变压器/电抗器运行的故障风险。
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相关标准。
振动声学指纹监测系统技术规范：术语和定义：DL/T1540及下列术语和定义适用于本文件。3.1振动声学指纹监测vibroacousticfingerprintmonitoring通过加速度传感器采集电力设备振动声学指纹信号，并对采集到的信号进行分析，判断电力设备运行状态的一种监测方法。3.2加速度传感器accelerationsensor用于将振动声学指纹信号转化为电压信号的基于压电原理的传感器。3.3振动位移vibrationdisplacement机械系统发生振动时相对于平衡位置的距离。3.4振动加速度vibrationvelocity位移的变化率。结构振动时的运动加速度，等于速度对时间的一阶导数。3.5峰值peakvalue振动信号可能出现的比较大瞬时值。3.6包络分析Envelopeanalysis将振动声学指纹信号的时域波形转换为包络线后，对电力设备运行状态进行分析的方法。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测系统技术概述。服务的振动系统使用说明书
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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专家分析型数据库，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。 杭州GZAF-1000S系列高压开关振动原理
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