科创中国
电力变压器及GIS非线性振动行为特性检测及机械缺陷诊断装置
发布时间: 2025-05-25
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源产业,智能电网产业
成果介绍
变电主设备是电力系统安全运行的重要防线，由生产、运输、安装、运行等关键环节产生的机械缺陷频发，尤其是变压器与气体绝缘金属封闭开关设备（Gas insulated switchgear，GIS）。CIGRE 12.1 9 工作组公开报告表明，超50 %的故障变压器存在机械应力引起的绕组轴向和径向变形机械缺陷，而有载分解开关引发的变压器故障约占其总故障的20%以上；国网设备部公开案例表明，由机械缺陷引发的GIS故障占比达18.8 %。且机械缺陷具有长期潜伏性、振动幅值弱、振动行为演化规律复杂，一直存在有效检测和诊断难的问题，严重威胁电网安全。首次研制出变电主设备振动信号高精度采集分析诊断一体化检测系统。发明了基于振动信号聚类分析、时频分析和改进轻量化神经网络算法的变电主设备缺陷自适应诊断方法，开发设计了变电主设备振动信息高精度检/监测与机械缺陷智能诊断分析系统，实现了多位置振动信息的同步、可靠、准确采集和常见机械缺陷类型全覆盖。
成果亮点
1）宽频高灵敏度的GIS振动信息检测与诊断分析新产品，频率带宽10~6000 Hz（±1 dB）、灵敏度1000 mV/g。基于传感器“弹簧-刚度”力学模型和电荷放大原理开展传感器频响结构优化和电路参数调节，研制成功了宽频高灵 敏振动加速度传感器（频率带宽10~6000 Hz（±1 dB）、灵敏度1000 mV/g），构建了GIS高压导体连接机构缺陷的振动信息检测系统，实现了对宽频、弱幅值振动信号的检测和缺陷诊断。
2）变压器在线振动监测与机械缺陷智能诊断分析系统，实现了多位置振动信息的同步、可靠、准确采集和常见机械缺陷类型全覆盖。变压器箱壁及分接开关的振动信号蕴含大量变压器运行状态信息，研制了变压器振动在线监测系统，通过构建合理的数据通信机制、应用多样化的数据分析手段，实现了分接开关机械故障、绕组状态、变压器直流偏磁的有效诊断。
团队介绍
贵州电网公司高电压设备状态评价与智能预警技术攻关团队。团队由刘君南方电网二级领军专家牵头，承担“感存算一体化微纳传感器”1项智能电网国家科技重点研发项目，新型石墨烯变压器、新型环保气体GIS装备、大型电力变压器绕组稳定性监测装置、便携式变压器直流偏磁监测装置、模块化摄像机等装备挂网试运行。团队布局了“实时监测与数据挖掘、故障诊断与智能预警、机械与电气状态评估、绿色环保装备与数字孪生技术、智能运维与决策支持”5个业务支撑方向，为贵州电网高电压设备提供全面的技术支撑，提升电网的安全性和可靠性。团队成员共计50余人，包括正高职称3人、博士10人、南方电网领军专家20人。
成果资料
产业化落地方案
下载app