[實(shí)用新型]變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜在線監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420658360.6
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN204495460U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂澤承;吳秋莉;程海艷;鄧雨榮;郭麗娟;張煒;陶松梅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 45106
• 代理人: 張智生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種智能變電站中電氣設(shè)備在線監(jiān)測的研究與應(yīng)用，特別是變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力變壓器是電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，是電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的保證。同時(shí)，變壓器的鐵芯異常和繞組變形是變壓器故障的主要原因；而鐵芯異常和繞組變形時(shí)往往會(huì)伴隨變壓器在運(yùn)行中機(jī)械結(jié)構(gòu)的異常振動(dòng)。因此，通過在線監(jiān)測變壓器的振動(dòng)波譜，分析鐵芯和繞組的機(jī)械振動(dòng)狀況，已成為電力變壓器狀態(tài)監(jiān)測的一個(gè)主要內(nèi)容。

變壓器振動(dòng)的主要原因通常有：????????????????????????????????????????????????電磁效應(yīng)導(dǎo)致的鐵芯硅鋼片伸縮。因漏磁導(dǎo)致硅鋼片接縫處和疊片間的相互電磁吸引。因鐵芯多點(diǎn)接地導(dǎo)致硅鋼片伸縮，并在鐵芯溫度過高后而振動(dòng)。因流通繞組的負(fù)載電流增大導(dǎo)致繞組間、線餅間、線匝間的電場力增大和動(dòng)態(tài)電磁吸引，并在繞組后而振動(dòng)。漏磁導(dǎo)致器身或油枕的外殼振動(dòng)。變壓器冷卻器（風(fēng)機(jī)）運(yùn)行而產(chǎn)生的振動(dòng)（在小于100Hz的范圍）；冷卻器引起的振動(dòng)通常為正常表象。

鑒于變壓器振動(dòng)的主要原因，可知異常機(jī)械振動(dòng)主要來自變壓器的鐵芯及繞組，其傳播途徑有：由墊腳傳遞至器身外殼，由絕緣油傳遞至器身外殼。密切相關(guān)，因此通過測量變壓器器身外殼表面的振動(dòng)信號可反映出鐵芯部件或壓緊件松動(dòng)、繞組的位移和變形等異常狀況。

采用振動(dòng)法檢測變壓器繞組和鐵芯的狀況已引起電力行業(yè)的重視。當(dāng)前變壓器振動(dòng)檢測的方法主要有:離線檢測法、在線監(jiān)測法等。其中，離線檢測法是通過在變壓器器身處安裝振動(dòng)傳感器，并通過示波器觀察、分析檢測結(jié)果；由于未能持續(xù)檢測而未能客觀反映設(shè)備在不同工況下的健康狀態(tài)，實(shí)際應(yīng)用情況表明仍存在以下不足：

監(jiān)測數(shù)據(jù)診斷須建立在比較時(shí)域或頻譜曲線的基礎(chǔ)上，即比較同一臺變壓器在不同時(shí)間段，或比較同型號變壓器在相同負(fù)荷、溫度等情況的原振動(dòng)曲線，但當(dāng)前尚未能基于時(shí)域或頻譜曲線提出判斷依據(jù)；

當(dāng)前變壓器振動(dòng)監(jiān)測的研究基本還停留在數(shù)學(xué)分析和對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析上，缺乏相應(yīng)變壓器振動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)際模型和判斷依據(jù)；

亦未能建立繞組和鐵芯振動(dòng)頻譜的原始數(shù)據(jù)庫，以便可以有效運(yùn)用振動(dòng)曲線的比較。此外，原始數(shù)據(jù)庫除記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)外，還須記錄環(huán)境溫濕度，變壓器的油溫、線溫和負(fù)荷，監(jiān)測裝置的狀態(tài)信號等；

在信號通道、采集裝置、數(shù)據(jù)上傳及存儲格式各不相同，如表征振動(dòng)程度的單位就有赫茲、毫伏、分貝等；從而未能實(shí)現(xiàn)有效的集中監(jiān)測和遠(yuǎn)程分析；

各型號監(jiān)測裝置的分析軟件對機(jī)械振動(dòng)頻譜的類型和程度判定不同，對監(jiān)測傳感器的設(shè)置也不具有普適性。由此導(dǎo)致診斷結(jié)果不一致，對比分析困難。

上述問題導(dǎo)致現(xiàn)有的變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜監(jiān)測裝置無法形成包含檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、對比、查詢、上傳及監(jiān)視的在線監(jiān)測綜合處理系統(tǒng)，進(jìn)而未能起到監(jiān)測預(yù)警的作用，亦未能減輕電力生產(chǎn)人員的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具備變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜的檢測、診斷、數(shù)據(jù)存儲、查詢、對比、過濾及上傳功能，并解決變壓器鐵芯在線監(jiān)測中的集中監(jiān)測與狀態(tài)診斷的變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括變壓器本體及其中的器身外殼、鐵芯和繞組，其特征在于還包括：

安裝在所述變壓器器身外殼處，用于固定壓電式加速度傳感器的磁力底座；

安裝在所述磁力底座處，監(jiān)測變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜的壓電式加速度傳感器；

輸入端通過電纜與所述各壓電式加速度傳感器信號輸出端連接的信號采集器；

輸入端通過電纜與所述信號采集器信號輸出端連接的綜合處理單元；

輸入端通過電纜與所述綜合處理單元信號輸出端連接的打印機(jī)；

輸入端通過電纜與所述綜合處理單元信號輸出端連接的顯示器；

輸入端通過電纜與所述綜合處理單元信號輸出端連接的數(shù)據(jù)交換機(jī)；

通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)交換機(jī)聯(lián)系的在線監(jiān)測主站平臺。

所述的壓電式加速度傳感器是用以檢測變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜特征量，通常包括標(biāo)準(zhǔn)重力加速度（g）、振動(dòng)頻次（Hz）；壓電式加速度傳感器的設(shè)置數(shù)量為每臺變壓器14只，其具體數(shù)量亦取決于現(xiàn)場安裝需要；同時(shí)，各壓電式加速度傳感器的型號和規(guī)格不同或相同。

所述的綜合處理單元通常設(shè)置一站一套，綜合處理單元設(shè)置有變壓器機(jī)械振動(dòng)波譜數(shù)據(jù)庫，可用于比較振動(dòng)曲線和記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)；同時(shí)，采用全網(wǎng)統(tǒng)一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定位鐵芯、繞組故障點(diǎn)和識別判斷振動(dòng)類型表象。