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電力變壓器空載狀況下的振動(dòng)特性研究
變壓器繞組鐵心變形直接或間接損壞變壓器，這種故障隱患一般常規(guī)的電氣試驗(yàn)無(wú)法診斷變壓器及類似結(jié)構(gòu)電力設(shè)備的振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)法，國(guó)外早應(yīng)用于并聯(lián)電抗器通過(guò)在線監(jiān)測(cè)變壓器器身振動(dòng)來(lái)反映繞組及鐵心狀況是近幾年的事情，與FRALVI及在線或離線測(cè)量短路電抗等方法相比，振動(dòng)法不僅能檢測(cè)出故障繞組，還能檢測(cè)鐵心狀況，且該法與電力系統(tǒng)沒有電氣連接，安全可靠，因此應(yīng)研究了解電力變壓器在空載負(fù)載狀況及遭受短路時(shí)的器身振動(dòng)特性，其中空載振動(dòng)特性更是基礎(chǔ)1原理電力變壓器在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，硅鋼片鐵心、繞組在電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生振動(dòng)并通過(guò)變壓器油的傳遞引起器身振動(dòng)變壓器器身表面的振動(dòng)與變壓器繞組及鐵心的壓緊狀況位移及變形狀態(tài)密切相關(guān)故可通過(guò)在線測(cè)量器身振動(dòng)來(lái)監(jiān)測(cè)繞組和鐵心狀況。
變壓器相同分接位置的激磁電流在鐵心中產(chǎn)生的主磁通在空載、負(fù)載及負(fù)載變化時(shí)大小基本保持不變，故磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)也基本保持不變?yōu)榈玫皆诓煌纸游恢米儔浩麒F心的振動(dòng)特性，只需測(cè)取變壓器空載條件下的器身振動(dòng)因負(fù)載條件下變壓器器身振動(dòng)還包括負(fù)載電流作用下的繞組振動(dòng)，故繞組振動(dòng)信號(hào)可通過(guò)測(cè)取變壓器負(fù)載情況下振動(dòng)信號(hào)，與空載時(shí)振動(dòng)信號(hào)比較來(lái)取得與正常振動(dòng)信號(hào)相比，變壓器鐵心或繞組發(fā)生位移松動(dòng)或變形時(shí)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)會(huì)有較高頻成分出現(xiàn)，原頻率處的幅值也會(huì)發(fā)生變化，且位移變形越大，高頻成分和幅值變化越大因變壓器器身各位置處的振動(dòng)特征與距離近的振源關(guān)系緊密，根據(jù)變壓器器身各處測(cè)取振動(dòng)信號(hào)改變的程度可方便地判斷出是哪一部分繞組或鐵心發(fā)生了故障，即利用振動(dòng)法在線監(jiān)測(cè)電力變壓器可實(shí)現(xiàn)故障定位故振動(dòng)法用于在線監(jiān)測(cè)電力變壓器時(shí)，必須在空載狀況下測(cè)量器身振動(dòng)信號(hào)，以得到鐵心的振動(dòng)狀況，從而判定鐵心是否發(fā)生故障；繞組振動(dòng)信號(hào)必須從負(fù)載時(shí)的器身振動(dòng)信號(hào)中剔除掉鐵心的振動(dòng)信號(hào)，從而判定繞組是否發(fā)生故障2試驗(yàn)及結(jié)果2.1試驗(yàn)對(duì)象及測(cè)試接線模擬實(shí)驗(yàn)表明變壓器器身振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)可以正確的測(cè)量出變壓器器身振動(dòng)的加速度信號(hào)（經(jīng)由電荷放大器變換為與其成正比的電壓信號(hào)），故利用該測(cè)試系統(tǒng)對(duì)一臺(tái)長(zhǎng)期空載試驗(yàn)中的電力變壓器的低高壓側(cè)進(jìn)行了器身表面的振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)時(shí)變壓器冷卻系統(tǒng)關(guān)閉該變壓器的各參數(shù)如下：型號(hào)：OSFPSZI2.2測(cè)試結(jié)果及分析振動(dòng)傳感器用雙面膠分別貼于高、低壓臂出口拐脖下方。因C相低壓側(cè)接有試驗(yàn)電源，故未測(cè)該變壓器器身振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)接線相。高、低壓側(cè)各相振動(dòng)信號(hào)頻譜分別見3測(cè)后分析認(rèn)為：變壓器空載試驗(yàn)時(shí)器身振動(dòng)基頻為100Hz，并有其它高次諧波成分，1000Hz后的諧波基本衰減到0，這與理論分析的結(jié)果一致。
高低壓兩側(cè)器身的振動(dòng)特性不同。三相高壓側(cè)相同位置的振動(dòng)信號(hào)頻域上的幅值出現(xiàn)在相同頻率位置，即高壓側(cè)在400Hz；而低壓側(cè)振動(dòng)信號(hào)頻域上的幅值都在100Hz高低壓側(cè)各自相同位置處振動(dòng)信號(hào)的基頻及各次諧波的幅度是在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，即頻域特性基本相同。但從高壓側(cè)各相幅頻特性些許的差別可以看出，若主頻的幅值相對(duì)來(lái)說(shuō)大一些的話，則諧波測(cè)試另一臺(tái)300MVA電力變壓器空載振動(dòng)特性發(fā)現(xiàn)除高壓側(cè)主頻出現(xiàn)在300Hz外，其它的振動(dòng)特性與上述變壓器的規(guī)律相同3結(jié)論變壓器器身振動(dòng)信號(hào)以100Hz為基頻，并有其它的諧波成分。到1000Hz以后的諧波幅值基本衰減到0對(duì)于高壓側(cè)或低壓側(cè)相同位置而言，器身振動(dòng)信號(hào)有著共同的規(guī)律，即振動(dòng)的主頻相同，各相振動(dòng)信號(hào)的幅頻特性基本相似但不同型號(hào)的變壓器主頻可能不同由于變壓器結(jié)構(gòu)、各相鐵心和繞組壓緊狀況以及變壓器箱體結(jié)構(gòu)等因素的影響/變壓器相同側(cè)各相相同頻率上的振動(dòng)幅值有一定差別，但主頻幅值相對(duì)大時(shí)，其諧波成分幅值也略高，反之亦然