基于振动的变压器铁芯松动定位

为对油浸式电力变压器铁芯松动进行定位判断,对变压器油箱表面测得的振动进行分析研究.首先理论分析变压器空载运行时油箱表面不同位置振动信号的特点以及变压器在铁芯松动前后振动信号的变化规律,然后对一台油浸式变压器进行实验,分析铁芯松动对油箱测点的影响.实验结果表明：振动信号基频分量幅值与空载电压的平方呈线性关系;当A、B、C 三相中某一相铁芯发生松动故障时,此相铁芯上方对应位置测点的振动信号基频分量幅值比正常时增大,且随铁芯松动程度增大而变大,其他两点的振动幅值先减小后增大.可根据此规律进行铁芯松动诊断以及初步定位.     

变压器铁芯减振技术及三种减振橡胶性能测试

基于变压器铁芯减振技术,建立10 kV油浸式配电变压器物理模型来研究变压器铁芯和油箱的振动机理、传播规律以及阻尼减振效果,分析已安装和未安装铁芯阻尼垫片情况下不同时刻变压器油箱表面振动位移数据。研究证实,可以通过在油箱与铁芯之间增加减振装置,增大振动能量在传递过程中的损耗,降低油箱振动幅度与噪声排放。根据变压器油的特点和应用需要,选择软木橡胶、丁腈橡胶和氟橡胶三种典型阻尼材料进行了耐油性能测试,结果表明三种橡胶的耐油性能均满足要求。减振性能测试结果表明,软木橡胶与丁腈橡胶不满足变压器本体噪声抑制条件,且在带负载条件下会一定程度增大噪声;氟橡胶减振垫满足变压器振动噪声抑制要求,能有效减小噪声,可作为潜在的油浸式变压器铁芯减振垫材料。     

基于振动的变压器铁芯松动判定方法

为分析和判断电力变压器铁芯松动故障,对变压器油箱表面的振动信号进行研究,提出基于油箱表面振动信号的变压器铁芯松动故障诊断方法。首先,对变压器铁芯的振动特性进行分析,并确定振动信号中100Hz为铁芯松动特征频率。为避免变压器固有振动频率的影响,对油箱壁的共振原理进行了研究,提出了先用激振法确定变压器油箱表面的固有频率,避开固有振动频率对故障诊断的影响;提出了利用100Hz特征频率分量占总分量(1kHz以内)的比值来判断铁芯松动故障的方法。变压器铁芯松动后,利用比例阈值法纵向比较(与历史数据比较)各测点的振动信号,可确定变压器是否存在铁芯松动故障;通过各测点横向比较,可初步进行变压器铁芯松动故障定位。该方法简单有效,不需要考虑电压变化以及传感器型号不同对故障判断的影响。     

超高压变压器铁芯硅钢片磁致伸缩力数值计算

超高压电力变压器本体振动噪声主要来源于铁芯磁致伸缩,为了准确计算变压器铁芯磁致伸缩效应,提出了基于磁致伸缩力–热应力比拟的数值计算方法。首先采用ANSYS有限元分析软件建立电力变压器3维瞬态电磁场数值计算分析模型,通过求解提取铁芯每个节点不同时刻的的磁密值;其次根据磁致伸缩力–热应力的比拟,加载试验测得的硅钢片磁致伸缩特性曲线,计算得到铁芯不同时刻各个节点的磁致伸缩力;然后将铁芯磁致伸缩力导入到结构场和声场计算模型中,求得铁芯本体的振动位移及其声压分布;最后对通过减小磁密来降低铁芯本体振动噪声的效果进行了分析,并对比了不同磁密下铁芯本体振动噪声的强度与分布,证明了该方法的有效性,对比结果表明铁芯磁密降低0.05 T,其声压最大值降低约1.26 d B。     

电网变压器铁心磁致伸缩与油箱外特性关联分析

研究主要关注变压器本体的振动原理、噪声频谱特征,建立从铁心磁致伸缩、振动传递途径、油箱振动到油箱噪声外特性的关联关系。同时,介绍了现有设备标准、噪声排放标准不匹配现象。通过对铁心2个方向上的振动加速度测量,明确振动的频率特征;通过对大量变电站实测数据的分析,总结变压器的本体声压级特征、频谱特征、振动特征的统计规律以及集中度。建立了磁致伸缩频率与油箱外噪声特性的关联关系,验证了噪声频谱特性为100 Hz及其整数倍特征。变压器铁心由磁致伸缩引起的振动频率为工频激励电流频率的2倍,即100 Hz。而油箱外噪声特性表现为100 Hz基频的各整数倍高次谐波同样有噪声贡献,如200 Hz、300 Hz、400 Hz等。变电设备本体降噪是发展趋势之一。     

绕组压紧力对变压器油箱振动特性影响的有限元分析

为了研究油浸式变压器箱体表面的振动特性,以及绕组压紧力对变压器油箱振动特性的影响,本文利用磁固耦合有限元方法进行了建模仿真。以一台110kV油浸变压器作为对象建立三维几何模型,进行磁场-结构力场的耦合仿真,计算分析了变压器油箱各处、各方向振动特性,比较了不同绕组压紧力对变压器油箱振动特性的影响,得出了变压器油箱振动信号的时、空、频特性。结果表明,油箱振动信号波形呈周期性变化,油箱正面Y方向振动最为明显,振动幅值最大可达1.0566mm;绕组压紧力增大会导致油箱振动幅值增大。本文研究可为变压器油箱振动特性研究提供理论和数据支持。     

基于有限元法的变压器电磁振动噪声分析

变压器噪声是变电站主要噪声来源之一,研究变压器噪声对合理评估变电站噪声水平及对变压器降噪分析具有重要意义。从变压器噪声产生机理入手,分析变压器铁心和绕组的电磁振动噪声,建立了其电磁-结构-声场有限元模型。通过瞬态电磁场分析,并基于虚位移法得到铁心和绕组所受电磁力的时域波形,采用FFT变换对结果进行后处理获取电磁力的主要谐波分量大小,将其作为结构谐响应分析的激励源,通过频域内的振动分析得到铁心和绕组表面各节点的振动位移,并将其作为变压器声场分析的边界条件,进一步求解变压器声场模型,分析得到变压器周围空间场点在噪声集中频率100 Hz和200 Hz上的声压级,并与实测值进行对比分析,验证了该模型的可行性,可为变压器噪声预测提供理论依据和计算方法。     

基于有限元分析的变压器振动测点优化

为研究变压器振动测试中测点合理选择的方法,利用有限元分析法对变压器整体开展模态及谐波响应分析,通过对一台500 kVA、10 kV/400 A的油浸式变压器振动信号进行有限元仿真计算,比较变压器油箱各表面振动状态,寻找变压器振动测试时的最佳测点位置,总结了变压器振动测试时测点布置的一般性原则,现场测试结果表明这一方法切实可行,为开展变压器状态评估研究提供了参考。     

不同铁磁材料变压器铁芯磁致伸缩及振动噪声特性分析

实际运行工况下,非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器,其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此,深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问题的前提和基础。本文首先测试了非晶合金带材在交变磁化下的磁致伸缩特性,得到了不同磁化强度下磁致伸缩回环曲线,以及磁致伸缩峰峰值与磁化强度的关系曲线,并与取向电工钢片的磁致伸缩特性进行了对比分析。在此基础上,仿真计算了一台非晶合金变压器铁芯三维主磁场分布,并结合上述磁致伸缩特性曲线,建立了铁芯振动位移数值仿真模型和声场仿真模型,完成了铁芯结构力场和声场的多物理场耦合计算,得到了磁致伸缩效应引起的非晶变压器铁芯振动位移与噪声分布。最后,对比分析了不同铁磁材料变压器铁芯的振动和噪声。研究结果表明,在同样磁化条件下,非晶合金带材的磁致伸缩应变是取向硅钢片的50倍左右,由此引起的非晶变压器铁芯噪声高于传统硅钢变压器铁芯20dB左右。     

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。     

电力变压器铁心、油箱振动特性及与近场噪声的关联性研究

变压器的噪声主要是由油箱的振动产生,油箱的振动主要是由铁心的振动产生,而铁心的振动主要是由电磁力产生,为了研究铁心电磁力、铁心振动、油箱振动与近场噪声的关联关系,采用虚功法对不同电压下不同方向变压器铁心的电磁力进行了仿真计算,采用有限元分析法对不同电压下变压器铁心的振动特性进行了仿真计算,并利用加速度传感器测试了不同电压作用下不同方向铁心、油箱的振动特性,以及变压器的近场噪声特性,探讨了铁心振动的传递过程,发现铁心电磁力的大小、方向、频率与铁心振动、油箱振动、变压器近场噪声具有明显的相关性。     

电力变压器铁心、油箱振动特性及与近场噪声的关联性研究

变压器的噪声主要是由油箱的振动产生,油箱的振动主要是由铁心的振动产生,而铁心的振动主要是由电磁力产生,为了研究铁心电磁力、铁心振动、油箱振动与近场噪声的关联关系,采用虚功法对不同电压下不同方向变压器铁心的电磁力进行了仿真计算,采用有限元分析法对不同电压下变压器铁心的振动特性进行了仿真计算,并利用加速度传感器测试了不同电压作用下不同方向铁心、油箱的振动特性,以及变压器的近场噪声特性,探讨了铁心振动的传递过程,发现铁心电磁力的大小、方向、频率与铁心振动、油箱振动、变压器近场噪声具有明显的相关性。     

铁心磁致伸缩引起的变压器油箱体积膨胀收缩振动

考虑铁心磁致伸缩的体积变化效应,建立变压器油箱体积振动模型,计算了球壳油箱的体积耦联振动自振频率,并对直流偏磁时变压器油箱振动和噪声案例进行分析。     

油浸式电力变压器动态热路改进模型

油浸式电力变压器绕组的热点温度是指导变压器负载运行方式和影响变压器绝缘寿命的重要参数,准确计算绕组热点温度具有重要意义。在分析运行变压器散热过程的基础上,考虑油箱外壁与周围环境的热量传递,利用传热学原理和热电类比方法,定义非线性热阻和集总热容,并考虑油粘度随温度的变化,建立电力变压器动态等效热路的改进计算模型。将模型的计算结果与实验室自然油循环自然空气(oilnatural-air natural,ONAN)冷却方式下100 kVA/5 kV油浸式温升试验变压器实测数据和IEEE Std C57.91推荐方法计算值进行对比,比较结果表明:通过改进模型计算的变压器顶层油温和绕组热点温度具有较高的精度。     

用于变压器状态监测的RFID传感器设计

油浸式变压器发生故障时会导致铁芯和绕组振动异常、温升过大并传递到箱体,为了能够同时对变压器运行时的振动和温度状态进行在线监测,设计了一种基于双天线的RFID传感器,集成温度和加速度传感器芯片,并增加一块“L”型金属反射板以增强辐射效率。在实验室对RFID传感器准确度进行测试,结果表明振动和温度的测试误差仅为0.7%和1.6%,并以OFPSZ-150000/220变压器为实验对象进行了现场监测实验。结果表明：RFID传感器监测到的变压器箱体振动信号主要集中在以100 Hz为基频,100～500 Hz之间;而箱体的温度在越靠近中间位置越高,越接近边缘越低。实验结果表明所测数据与现场数据非常接近,加速度和温度测量误差仅为6.25%和1.9%,证明了RFID传感器的可靠性。     

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。     

三相突然短路时变压器电磁力的数值计算

本文以一台17000kVA三相变压器为模型,用有限单元法计算了在额定电压、不同初相角下突然短路时,变压器内的漏磁场,并由此算出了线圈上的恒定、50Hz和100Hz的轴向和幅向电磁力.研究表明,幅向电磁力用传统的设计公式即可得到满足工程要求的结果;至于轴向力,则必须用数值法才能得到准确值.     

用振动信号分析法监测电力变压器状况时传感器安装位置研究

电力变压器油箱表面的振动与变压器绕组及铁心的压紧状况、位移及变形状态密切相关。因此,振动信号分析法是监测电力变压器绕组和铁芯状况的有效方法之一。文章利用组建起的变压器振动测量系统,对现场正在运行中的电力变压器油箱表面的振动信号进行了测量,研究了对于某一固定位置来说,当传感器的安装位置有所改变时,所测得的振动信号的变化情况,结果表明,传感器位置变动在5cm的范围内时,测得的振动信号变化不明显,不会对变压器绕组或铁芯状况的判断造成影响;而传感器位置变动在10cm时,振动信号在某些频率上幅值变化很大,可能引起误判。据此,文章提出了应对传感器安装位置进行标记,在进行下次测量时,传感器安装位置最好在标记点处或偏离不超过5cm。本文的研究成果对于振动信号分析法的实际应用是具有一定的指导意义的。