负载电流法在基于振动信号分析法监测变压器铁心状况中的应用

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段，不仅能够检测出故障绕组，还能检测铁心的状况，对其进行充分的研究有良好的应用前景。文中提出了一种不空载运行变压器取得变压器铁心振动信号基频成分的负载电流法。模拟变压器实际运行时的情况，测量了不同负载电流及空载情况下变压器本体的振动加速度信号。通过拟合的负载电流与振动加速度信号基频成分的关系曲线，得到了负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值，这个值与空载情况测得的振动信号基频成分相当，说明了利用这种方法可以提取出变压器铁心振动信号的基频成分。文中最后利用负载电流法对于铁心故障进行了监测，并与小波包分析法进行比较，结果证明了这种方法可初步判定铁心的状况。     

基于振动信号的变压器铁心与绕组故障区分方法

针对变压器铁心、绕组由于机械结构相连,铁心故障与绕组故障区分困难的问题,提出采用基于振动信号的变压器铁心与绕组故障的区分方法,通过对比分析铁磁材料磁致伸缩和绝缘垫块弹性形变的非线性特性差异,结合实验分别获取变压器铁心、绕组振动信号,在频域研究了变压器铁心、绕组振动信号的非线性特性,通过分析不同条件下振动信号高次谐波能量占比,提出采用振动信号基频与高次谐波幅值的变化规律来区分铁心故障和绕组故障.研究表明,变压器运行中振动信号基频分量由铁心和绕组振动共同决定,高次谐波分量主要来源于铁心振动.当变压器绕组故障时,仅振动信号基频幅值发生突增;铁心故障时基频和高次谐波分量幅值均发生突增,可以有效区分铁心和绕组故障.     

特高压多端混合直流输电工程柔直变压器的振动特性研究

文中针对柔直变压器的结构特点,开展负载和空载条件下柔直变压器的振动测试,分析绕组和铁心的振动特性,获取振动传感器位置、负载电流、油温、励磁电压等不同影响因素下的振动加速度特性,为基于振动分析技术的柔直变压器故障检测方法提供一定的研究数据.     

变压器铁心振动特性分析与研究

变压器铁心振动与铁心紧固状况、绝缘层损伤程度密切相关。利用振动测量系统分别测量了不同型号的变压器铁心振动情况,并得到了变压器典型位置振动的时域波形及频谱波形数据,以此研究变压器铁心的振动特性以及影响因素。分析结果表明,2台不同型号的变压器铁心振动具有相似的幅频特性,基频均为100 Hz,且1 500 Hz后谐波衰减至0,但两者主频不同。受施加空载电压大小的影响,两者振动加速度信号基频处的幅值均与施加电压的平方呈线性关系,而其它频率处的幅值与施加电压的平方不一定呈线性关系。     

基于振动频谱分析和总谐波畸变率的电力变压器故障诊断方法研究

利用振动法对电力变压器进行监测是国内外研究的热点。目前,人们常采用振动信号的基频幅值作为诊断变压器特征指标,而变电站现场基频幅值受多种因素影响,这种状况导致了振动法较少应用于变电站现场。该文对实验室和变电站变压器振动信号进行频谱分析,采用总谐波畸变率作为特征指标诊断变压器运行状态。实验结果表明,空载时铁芯和箱体振动信号基频幅值与电压平方近似呈线性,短路时绕组和箱体振动信号基频幅值与电流平方近似呈线性。绕组变形和铁芯松动时,基频幅值和谐波含量显著增加。变压器运行年限越长,总谐波畸变率越大,当总谐波畸变率超过20时,变压器存在绕组或铁芯故障。     

运行中的电力变压器油箱表面振动信号的研究

变压器绕组和铁心是发生故障较多的部件。通过对电力变压器空载试验及负载试验时分别测量油箱表面的振动信号,从而得到铁心及绕组的振动信号,为开展变压器绕组及铁心监测与诊断方法的研究提供了十分重要的依据。本文提出了对实际运行的电力变压器油箱表面的振动信号进行测量,比较分析变压器型号、传感器测量位置等对测得的振动信号的影响;当缺乏历史数据时,可以通过和同型号变压器或上下对称位置处的振动信号比较来判断绕组或铁心状况;并且通过对传感器安装位置发生偏离时测得信号的比较分析,提出了测点的布置与以往数据相比,相差半径范围不应超过5 cm的结论。     

基于光纤测振系统的变压器绕组与铁心耦合振动特性研究

变压器绕组和铁心的振动决定了油箱振动和变压器整体的声辐射水平。以往研究忽略了因结构连接而引起的铁心和绕组之间的耦合振动,简单地认为铁心和绕组的振动相互独立、互不影响,因而所得结论并不能真实反映变压器内部的实际振动情况。为了全面了解油浸式变压器铁心和绕组的耦合振动特性,文中建立了基于光纤振动加速度传感器的试验平台,对一台三相50 kVA变压器进行了试验研究,获得了内部结构(绕组和夹件)在空载、负载和变负载条件下的振动特性。研究结果表明,变压器空载时,铁心振动向绕组传递引起绕组多频振动,绕组振动幅值大于夹件振动幅值;绕组在洛伦兹力作用下的振动幅值高于铁心夹件,表明绕组振动向铁心传递的能力较弱;内部振动的高频谐波取决于铁心磁通密度,具体表现为振幅随励磁谐波电流幅值的减小而减小。     

基于振动的油浸式电力变压器短路累积效应试验研究

针对绕组累积损伤有可能导致变压器突发性故障,严重威胁电网安全稳定运行的问题,以某油浸式电力变压器为研究对象,对其进行多次短路试验。通过分析短路试验前后及短路试验过程中油箱壁振动信号的变化规律,发现多次短路冲击后,无论短路电抗变化超标与否,变压器振动信号的频谱、幅值,铁心振动信号的基频幅值与施加电压平方的线性关系、以及绕组振动信号的基频幅值与流过绕组的负载电流平方的线性关系都会发生明显变化。试验结果表明,多次短路冲击会使变压器内部产生机械累积损伤,振动信号能够比较灵敏反映这种短路累积效应的特征量。     

运行中的电力变压器油箱表面振动信号的研究

变压器绕组和铁心是发生故障较多的部件。通过对电力变压器空载试验及负载试验时分别测量油箱表面的振动信号，从而得到铁心及绕组的振动信号，为开展变压器绕组及铁心监测与诊断方法的研究提供了十分重要的依据。本文提出了对实际运行的电力变压器油箱表面的振动信号进行测量，比较分析变压器型号、传感器测量位置等对测得的振动信号的影响；当缺乏历史数据时，可以通过和同型号变压器或上下对称位置处的振动信号比较来判断绕组或铁心状况；并且通过对传感器安装位置发生偏离时测得信号的比较分析，提出了测点的布置与以往数据相比，相差半径范围不应超过5cm的结论。     

基于电-磁-结构多信息耦合的变压器振动特性仿真与试验

为了探究变压器振动特性，以一台10kV变压器为研究模型，进行仿真分析与试验测试。首先搭建铁心多信息空载振动仿真模型，得到了空载低压侧400V与高压侧10kV的电压波形图与磁场分布，铁心的磁感应强度幅值为1.79T，铁心振动加速度的幅值为0.005m/s²，然后搭建绕组多信息负载振动模型，得到短路电流波形图，漏磁密度为0.31T，绕组侧面振动加速度的幅值为0.0795m/s²，中间绕组正面振动加速度幅值为0.0387m/s²。最后对该变压器进行了空载与额定负载试验，通过与对应的仿真结果比较，表明仿真结果与试验数据基本吻合。     

基于典型振动规律的干式变压器机械状态诊断

干式变压器在运行中受到电、热、机械等应力的共同作用,可能导致铁心松动和绕组变形等异常故障。振动分析法可以灵敏地反映铁心和绕组的机械状态,适用于干式变压器机械故障的检测。文中构建了干式变压器的有限元模型,仿真探究了干式变压器的振动机理与振动特性,发现干式变压器的绕组振动远小于铁心振动,正常运行状态下振动主要来源于铁心的磁致伸缩效应。文中搭建了干式变压器实验平台,采集并对比分析了正常工况和铁心松动状态下干式变压器表面的振动信号。发现随着铁心逐渐饱和,振动信号不再随电压平方呈线性关系增长,总振动信号峰值增长变快,基频振动信号幅值增长变慢。根据实验得到不同工况下干式变压器的振动信号频谱,发现可将振动信号的基频占比、高低频比作为诊断干式变压器机械状态的特征参量。     

振动频谱特征值在诊断变压器故障中的应用研究

<正>常运行中的电力变压器的振动主要来自于变压器铁心和绕组的振动,振动信号中包含了丰富的能够表征变压器状态的信息。文章在1台10/0.4 k V三相双绕组电力变压器中设铁心松动、绕组松动、绕组幅向错位故障,利用基频、幅值、主频率、频率比重以及频谱复杂度等振动特征量,研究了变压器绕组在上述故障条件下油箱表面的振动变化规律。研究结果表明,三种故障条件下的频谱复杂度均会降低,绕组松动和铁心松动中的振动基频会升高,绕组错位中的基频振动会降低。文中的结论对基于振动信号分析法的电力变压器诊断具有借鉴意义。     

用振动信号分析法监测变压器绕组状况

振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段 ,能检测出故障绕组及铁心的状况。为此 ,论述了绕组正常状态及异常时变压器绕组的振动信号特征 ,提出了一种测量变压器绕组振动信号及由振动信号判断绕组状况的方法     

基于振动的电力变压器铁心松动故障诊断研究

电力变压器发生铁心松动故障后,虽然振动信号中基频分量(100 Hz)会发生变化,但影响振动基频信号的因素众多,很难据此准确诊断铁心松动故障。研究发现,变压器铁心松动后,50 Hz分量及其部分倍频分量、基频的倍频分量等新特征频率能够反映故障。根据特征频率之间的关系提出基于振动的变压器铁心故障诊断方法,不仅能够诊断出变压器铁心内部有无故障,还能判断其故障类型。为了验证提出的模型和方法,文中对实际变压器设置铁心松动故障,采集其监测点处的振动信号,经过消噪、折算处理,采用提出的诊断方法对实际变压器进行故障诊断,其诊断结果与实际故障一致,验证了提出的诊断方法准确、可行。根据所提出的诊断方法研制出基于振动的电力变压器故障诊断系统,并应用于实际变电站。     

电力变压器铁心振动特性分析

作为电力变压器的主要部件,变压器铁心的振动信号主要与铁心紧固状况、绝缘程度密切相关,具有较强的非线性非平稳特性。本文以电力变压器铁心为研究对象,将希尔伯特黄变换(HHT)时频分析方法引入变压器铁心非线性振动信号分析领域,并结合传统频谱分析法对六种不同型号的电力变压器铁心振动信号进行了分析及实验研究,从时域、频域及时-频域等几个角度分析了铁心本体振动特性、油箱表面空载时振动特性及负载时绕组振动对铁心振动的影响。该研究分析结果为电力变压器的状态检测与故障诊断提供了一个良好的基础。     

变压器油箱表面运行变形振型特性研究

变压器油箱表面振动信号与其内部绕组及铁心的机械状况密切相关,对其进行测量及特性分析是诊断变压器机械故障的重要手段之一。传统的单点测量方式受油箱固有模态特性的影响,使得拾取的信号因测点位置不同而产生很大的差异,且随正常工况波动而变化,限制了该方法的进一步现场应用。该文首先提出变压器油箱表面运行变形振型(ODS)的测量方法;然后在空载及负载试验条件下,分别研究了不同电压和电流时变压器油箱表面的ODS特性,提出了利用振型相关系数(SCC)判断ODS变化程度的方法;最后研究了绕组压紧程度松动时变压器油箱的ODS特性。结果表明:不同测点加速度为多频率复合的周期稳态准同步信号,因各点信号相位相同或相反使得整个表面振动分布呈现波动形式,且不同频率最大振幅出现的位置也有所不同。加载电压及负载电流的变化会直接影响油箱表面振动加速度幅值,但并不影响整体形态,SCC接近于1,即各点间振动幅值比值不变,振动相位不变。与正常情况下相比,绕组松动时SCC远小于1,说明ODS发生了明显变化。该研究工作为基于振动信号的变压器绕组及铁心机械状态评估和故障诊断提供了一条新思路。     

负载因素对10kV三相油浸式配电变压器振动特性影响的仿真研究北大核心CSCD

为了研究负载因素对三相油浸式配电变压器的振动特性的影响,文中提出一种基于Comsol Multiphysics有限元软件的变压器本体振动仿真计算方法。通过谐响应分析方法,分别计算负载下绕组的振动及空载下铁心的磁致伸缩振动,进而把二者耦合在一起,得到变压器的本体振动。文中研究了负载不平衡、负载容量、功率因数角等对变压器振动特性的影响。研究结果表明:B相负载不平衡比其余两相负载不平衡时,油箱表面最大加速度幅值较小;变压器油箱表面振动与负载容量有关,轻载下油箱振动主受铁心振动影响,随着负载容量增大,油箱表面振动也逐渐增大;随着功率因数的增大,油箱正表面最大加速度增大,油箱侧面最大加速度降低,油箱表面振动集中区域从侧面转移到油箱正面。文中研究结果对于变压器测点布置及振动控制具有参考意义。     

变压器绕组及铁心振动监测方法研究

变压器油箱表面的振动主要是由变压器绕组及铁心振动引起的,通过测量油箱表面的振动信号可以反映绕组及铁心的振动情况,从而判断其绝缘状况.根据变压器的结构,通过理论分析和试验研究了变压器绕组及铁心振动信号的特点,探索出了一些能判断绕组和铁心压紧状态的方法,同时提出了在非空载条件下提取铁心振动信号的方法,解决了绕组发生轻微变形时难以测量的问题.     

基于广义回归神经网络的变压器表面振动基频幅值计算

变压器振动基频幅值大小是分析和评判变压器运行状态和故障诊断的重要依据。为此,提出一种基于广义回归神经网络(GRNN)的变压器振动基频幅值计算方法,用于计算正常运行状态下的变压器表面振动基频幅值。所提方法考虑变压器振动产生机理和影响因素,先根据变压器运行电压、负载电流、油温等历史运行工况数据以及表面振动历史数据进行GRNN训练,保存训练好的GRNN网络即可根据实时运行工况数据计算变压器表面振动基频幅值。某台在运变压器表面振动实测信号的计算结果表明:所提方法比现有方法计算误差大幅下降约50%。研究结果可为变压器振动在线监测提供重要参考。     

用振动法监测变压器铁心状况时加速度 传感器的最佳位置选择

铁心松动是变压器的常见故障。当铁心松动时,由硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动信号发生变化,传递到箱体表面的振动信号也会随之发生变化,因此可通过分析箱体表面振动信号(即振动法)来监测变压器铁心状况。本文采用加速度传感器对一台空载调压器进行多测点振动特性测试,分析了典型测点振动信号的频谱特性,根据箱体上振动信号幅值与电压平方关系,找到监测铁心状况时最佳传感器的布置区域。由于调压器的结构类似一般绕线式异步电动机,且使其工作于制动状态下,故其作用原理与变压器基本原理相似。因此,本文的分析和结论可为振动法监测变压器运行状况的现场应用提供参考。