[發(fā)明專利]變壓器穩(wěn)態(tài)工況下油箱振動敏感區(qū)域確定方法及裝置

有效

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• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106815437B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設計）人: 楊毅;劉石;高慶水;張楚;杜勝磊;金格;蔡筍;田豐;鄧小文;孫文星;楊賢
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明實施例公開了一種變壓器穩(wěn)態(tài)工況下油箱振動敏感區(qū)域確定方法及裝置，本發(fā)明實施例考慮了油浸式變壓器運行時繞組、鐵心等本體的振動激勵源特性，以及絕緣油作為振動傳遞介質(zhì)均勻傳遞載荷的影響，確保所確定的油箱表面振動敏感區(qū)域振動信號幅值相比其它區(qū)域占優(yōu)，且對繞組、鐵心等振動源的變化反映靈敏。本發(fā)明實施例確定的振動敏感區(qū)域，其振動能靈敏反應變壓器繞組、鐵心振動特性和狀態(tài)特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設備振動分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器穩(wěn)態(tài)工況下油箱振動敏感區(qū)域確定方法及裝置。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)的樞紐設備，其安全可靠運行直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。繞組和鐵心等本體是變壓器故障多發(fā)部件，主要表現(xiàn)為繞組或鐵心的機械結(jié)構(gòu)在電磁力或者機械力作用下發(fā)生不可恢復的改變。由于變壓器內(nèi)部機械、電氣結(jié)構(gòu)復雜，一旦繞組機械結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，隨之而變化的特征參量較多，因此針對不同特征量的監(jiān)測引申了出多種變壓器繞組狀態(tài)監(jiān)測方案。目前較為常用的包括短路阻抗法、頻率響應法，掃頻阻抗法，低壓脈沖法以及振動信號分析法等。

變壓器運行時，硅鋼片的磁致伸縮會引起鐵心振動，同時繞組在負載電流的電磁力作用下也會產(chǎn)生振動，并通過本體、支撐結(jié)構(gòu)和絕緣油傳遞到油箱表面，引起油箱的振動。變壓器油箱壁的振動與變壓器繞組及鐵心的壓緊狀況、位移和繞組的變形程度等機械狀態(tài)有十分密切的關(guān)系；因此，可通過測量和分析變壓器油箱壁的振動信號變化，研究變壓器繞組及鐵心機械狀態(tài)的變化。

振動與機械結(jié)構(gòu)自身特性及運行工況有關(guān)，對機械狀態(tài)變化反映較為靈敏，變壓器振動測試系統(tǒng)與電力系統(tǒng)間無電氣連接，基于變壓器振動信號的變壓器狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)因其能夠?qū)崿F(xiàn)對電力變壓器實現(xiàn)在線監(jiān)測的優(yōu)點得到越來越多的關(guān)注，以期通過振動方法準確評估變壓器內(nèi)部機械狀態(tài)，提高變壓器的故障預警能力。

現(xiàn)有的變壓器振動監(jiān)測系統(tǒng)，都是在變壓器油箱表面粘貼電信號振動傳感器，根據(jù)油箱表面振動來推測變壓器本體的振動及機械狀態(tài)的變化。油箱表面的振動不僅與振動源和振動傳遞路徑相關(guān)，還受油箱體本身機械結(jié)構(gòu)特性的影響，油箱表面上的振動并不都能有效地體現(xiàn)本體的振動和機械狀態(tài)。因此，對變壓器鐵心、繞組等本體的振動及機械狀態(tài)變化反映靈敏的油箱表面敏感區(qū)域進行研究分析，排除冷卻裝置等外在振源、加強筋等振動傳遞路徑上不利因素的干擾，合理選擇測點，對于實現(xiàn)變壓器鐵心、繞組等本體的機械狀態(tài)線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷非常重要。

傳統(tǒng)方法測試變壓器振動時，大多根據(jù)憑經(jīng)驗將測點布置在與繞組對應的油箱壁平板上，也有方法現(xiàn)在油箱壁上密集布置測點，對比各工況下的振動情況，然后從中選擇振動幅值較大的測點，用于變壓器振動特性測試與研究。從根本上來說，這些方法沒有考慮變壓器激振力特性以及機械結(jié)構(gòu)特征等自身固有特性，測試得到的結(jié)果無法準確、客觀地反映變壓器本體的機械狀態(tài)及其變化趨勢，難以應用于實際的現(xiàn)場測試中。

因此，提供一種能夠敏感反應變壓器繞組、鐵心振動特性和狀態(tài)特征的振動敏感區(qū)域確定方法及裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器穩(wěn)態(tài)工況下油箱振動敏感區(qū)域確定方法及裝置，本發(fā)明實施例確定的振動敏感區(qū)域，其振動能靈敏反應變壓器繞組、鐵心振動特性和狀態(tài)特征。

本發(fā)明實施例提供了一種變壓器穩(wěn)態(tài)工況下油箱振動敏感區(qū)域確定方法，包括：

建立與變壓器油箱幾何相似的節(jié)點模型，得到所述節(jié)點模型的各個節(jié)點；

獲取到各個所述節(jié)點的原點頻響函數(shù)和跨點頻響函數(shù)，根據(jù)所述原點頻響函數(shù)和所述跨點頻響函數(shù)構(gòu)造頻響函數(shù)矩陣；

根據(jù)所述頻響函數(shù)矩陣通過預置第一公式計算各個所述節(jié)點的振動響應；

通過預置第二公式對所述振動響應進行計算得到各個所述節(jié)點的振動綜合評價指標，并根據(jù)所述振動綜合評價指標在各個所述節(jié)點中選取振動測點。