IMS-100Z振动在线监测系统

■系统简介

◆变压器（电抗器）振动监测装置采集变压器振动信息，便于从整体上研究其工作状态，系统原理如图1所示。系统主要由加速度传感器、振动监测装置以及远程服务中心构成。传感器接收设备变压器本体振动信号，并将其转化为电压信号输送至振动监测装置，由振动监测装置对其进行 A/D 采集、数据缓存以及数据打包处理，数据由有线网络（光纤）/4G/Wifi 发送至远程服务中心，由远程服务中心完成振动特征监测、故障诊断、健康状况评估，状态分析结果可通过 IEC 61850、Modbus、Soap 等协议传输至内网数据中心。

图 1 振动监测装置原理图

■产品应用范围

◆适用于各电压等级电力变压器设备的故障预警，短时/长时在线监测。

■产品应用领域

◆应用于电网、发电、石化、高铁、钢铁等电力能源相关领域。

■主要技术功能

◆IMS100系列主变振动监测系统可以通过高灵敏度的振动传感器获取变压器非正常工况下的振动数据，开展频谱分析并提取其奇偶次谐波比、频谱复杂度、高频能量比等多种特征参量，结合振动幅值等参量实现变压器内部绕组松动、铁心松动、放电等运行缺陷的有效判别与预警。

◆高性能振动传感器:采用高精度测量用压电陶瓷式加速度传感器，尺寸为φ18mm×H42mm，频率响应范围0.4~14000Hz，灵敏度约为100 mV/g，测量范围±80 g，其优点在于测量频带宽、灵敏度高并具有良好稳定的长期振动测试性能。传感器根据现场实际要求，可采用磁座式安装方式，振动传感器如下图所示。

图2 振动传感器

■故障预警与诊断技术

■特征选取

◆选取的特征量包括：奇偶次谐波比、能量比重、频谱复杂度、振动加速度幅值。

■振动特征数据库

◆建立了振动特征数据库，累计完成120余座110kV~1000kV变压器、电抗器振动特征监测与数据库存储，形成了特征样本的统计分析，划定了异常特征分布区间，如图所示。后续样本库将不断更新。

变压器振动特征分布

■预警与故障判别方法

◆设置特征量阈值，根据阈值判别运行状态，超出阈值发出告警。

◆根据特征长期发展过程，判别缺陷程度并发出预警。

◆支持变压器（电抗器）噪声信号原始波形文件或监测结果多种数据格式。

◆支持监测数据结果 csv 或 xls 格式导出，具备监测报告自动生成功能，大幅降低运行人员数据统计工作量。

◆配备电力设备声纹特征数据库，设备运行状态实时显示，直观明了。

◆博士攻关团队全寿命周期保障持续跟进装置维护、软件升级与数据分析。

■参数指标

■基于变压器声纹振动特征的城市轨道交通直流偏磁状态长期监测

◆基于变压器声纹特征的城市轨道交通直流偏磁监测系统，已推广应用于长沙地区延农、余家湾等 12 座 220kV 变电站的直流偏磁噪声与振动监测，稳定运行时间超过 4 年，证实了长沙城区 220kV 变电站均存在不同程度的直流偏磁现象，证明了地铁运行对变压器直流偏磁的直接影响，揭示了轨道交通引起的变压器直流偏磁的长期变化规律，为变压器直流偏磁的针对性高效治理提供了技术支撑。

◆500kV主变振动在线监测系统安装：多通道变压器振动在线监测装置已在 500kV 变电站投入了100套的工程应用，实现了 500kV 变压器、电抗器的接触式振动监测与故障预警。