[發明專利]用于估計變壓器或者電抗器的繞組封裝上的夾持力的方法和設備

有效

• 申請號: 200980117137.2
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN102027660A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: T·瓦斯;T·本特森
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;G01R31/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術領域

本發明涉及一種用于估計變壓器或者電抗器的繞組封裝上的夾持力的方法和設備，該繞組封裝包括具有連接的至少一個繞組和鐵心。本發明對于在現場確定使用中的電力變壓器的繞組夾持力而言具有實用性和有用性。

背景技術

電力變壓器需要耐受短路的動態影響而無損壞。然而，在短路期間，在電力變壓器的繞組封裝上的電磁力很大。因此，夾持繞組以在短路期間抵抗電磁力。由于材料老化和收縮、反復熱循環、短路等，夾持力在變壓器的壽命期間減少。減少的夾持力因而將降低電力變壓器的短路耐受能力。因此，重要的是評估如何硬性地夾持繞組封裝以保證變壓器的短路耐受能力。

為了確定電力變壓器的繞組封裝的夾持力，常規地例如通過測量壓制板的螺栓的轉矩來檢查變壓器內部，然而這要求變壓器停止工作相當長的時間，同時必須將變壓器排空油并且經常必須從油箱中提起帶電部分。此外，無論何時打開變壓器油箱，總有污染的風險。

已知在變壓器絕緣中使用的壓制板的強非線性應變-應力特性引起與在繞組上的夾持力有關的機械諧振頻率。如果減少夾持力，則機械諧振頻率移向更低頻率。因此通過確定機械諧振頻率可以確定夾持力。

專利SU1390643已經公開一種用于檢查諸如電機、變壓器線圈、扼流圈等電氣設備的浸漬繞組質量的方法。該檢查是基于通過繞組傳遞脈沖電流而生成的振動的物理現象，此后根據振動信號評估繞組的質量。

在標題為“Dynamic?response?of?power?transformers?under?axialshort?circuit?forces，Part?2-Winding?and?clamps?as?a?combined?system”(IEEE?Transactions?on?Power?Apparatus?and?Systems，第PAS-92卷，第五期，1973年9-10月，第1567-1576頁)的論文中，可以發現一種用于確定繞組的機械諧振頻率的數值方法。這一方法提供了一種數值解決方案或者一種計算繞組的機械諧振頻率的數學模型，然后比較計算的諧振頻率與測試的諧振頻率。該論文已經表明在變壓器絕緣中使用的壓制板的非線性應變-應力引起與夾持力有關的繞組機械諧振頻率。然而，該方法基于一種用于計算繞組機械諧振頻率的數學模型，而不是在現場的直接測量。這意味著必須進行模型驗證。然而，這對于現場的變壓器而言并不實際，因為它是基于實驗室中的線圈作為所用技術。

雖然建議可以通過分析變壓器振動來確定夾持力，并且已知繞組的機械諧振頻率與在變壓器的繞組上的夾持力相關，但是如今并不存在用于確定變壓器的繞組封裝的機械諧振頻率的有用且實際的方法。

一般也關注獲知變壓器或者電抗器發聲有多少。查明該發聲的一種方式是確定變壓器或者電抗器的諧振頻率。需要例如現場以實用方式確定諧振頻率而無復雜操作。

發明內容

本發明的一個目的在于，提供一種適合于現場執行的用于為變壓器或者電抗器的繞組封裝確定振動模式的機械諧振頻率的改進方法。

這一目的由如權利要求1限定的方法實現。

這樣的方法包括：向繞組的連接供應電流脈沖，以便激勵繞組；測量由電流脈沖而生成的繞組封裝的振動；基于測量的振動來計算機械諧振頻率；以及基于計算的機械諧振頻率和在預期機械諧振頻率與夾持力之間的預定關系，來估計在繞組封裝上的夾持力。

當繞組面臨撞擊時，它將在多種振動模式中振動。然而，需要根據應用的目的來識別或者測量特定振動模式。根據本發明，通過供應電流脈沖，在期望的振動模式中激勵繞組。

雖然電流激勵可以激勵繞組，但是并非它們中的所有都以充分強度激勵期望的振動模式。例如，在正常操作期間的穩態50Hz電流僅激勵50Hz及其諧波。因此，這一方法具有限制。

根據本發明，通過繞組注入電流脈沖。由此，在這一繞組中生成電流，并且激勵期望的振動模式。

本發明使得可以激勵期望的振動模式。因此，舉例而言，這與排出變壓器內的油以允許檢查內部相比，是一種用于為變壓器確定期望的振動模式的機械諧振頻率的簡單和實用的方法。可以通過在變壓器的油箱壁外側上附接測量裝置來簡單地測量振動。可以基于測量的振動，來簡單地計算繞組的機械諧振頻率。

在振動專家之中，將期望的振動模式分類為具有針對變壓器的繞組封裝的固定端的軸向對稱振動模式。