[發明專利]一種基于模態分析對變壓器繞組進行檢測的方法及系統

有效

• 申請號: 201910696145.2
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110554278B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 趙志剛;張書琦;程渙超;徐征宇;王琳;梁寧川;呂曉露;李熙寧;王健一;劉雪麗;湯浩;孫建濤;遇心如;吳超;汪可;趙曉林;趙曉宇;楊帆
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網安徽省電力有限公司電力科學研究院;國網上海市電力公司
• 主分類號: G01R31/72
• 分類號: G01R31/72;G01M7/02
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種基于模態分析對變壓器繞組進行檢測的方法及系統，包括：對待測變壓器繞組分段進行模態分析，確定所述待測變壓器繞組在不同階數振型下的固有頻率；當固有頻率均不在預設范圍內時，確定所述待測變壓器繞組合格。本發明在通過對變壓器繞組模型進行分段的模態分析，以獲取變壓器繞組在不同階振型下的固有頻率，并根據固有頻率對變壓器繞組進行檢測；同時，通過在模態分析過程中施加預緊力以模擬實際運行工況，使得分析結果更準確；本發明的分析結果能夠全面檢驗變壓器繞組的固有頻率是否存在工頻或其倍頻的情況，能夠避免變壓器繞組出現共振的情況，為變壓器繞組抗短路能力的校核提供了依據。

技術領域

本發明涉及計量校準領域，并且更具體地，涉及一種基于模態分析對變壓器繞組進行檢測的方法及系統。

背景技術

變壓器抗短路能力指變壓器近區出現短路(如出口附近線路發生短路)時，極大的短路電流通過變壓器繞組，產生電磁力對繞組及其支撐結構產生沖擊作用時，變壓器內部器身各部位能否承受這種沖擊作用不發生變形、移位等方面問題的能力。它是反映變壓器繞組機械強度的一項關鍵指標。長期以來受到變壓器用戶，制造廠等各方面所關注。

但是由于開展變壓器突發短路試驗對試驗電源要求高，試驗成本大等原因，無法逐臺對入網變壓器開展試驗考核；而入網運行后在電網正常運行工況下，抗短路能力不足問題無法得以發現，僅在電網出現短路時，如饋電線路發生接地、中低壓側出現接地或發生短路等故障條件下，問題才得到暴露。通過開展變壓器抗短路能力評估，將有助于掌握變壓器抗短路能力設計水平，可為制造廠和用戶提供重要參考。

早期由于缺乏包括軟硬件在內的仿真計算基礎，對變壓器抗短路能力的設計是通過對變壓器線圈等結構進行很大程度的簡化，建立簡化模型得到一些經驗公式，但是簡化模型與實際情況差別較大，并且也無相應的檢測手段(除非利用電網進行試驗)。隨著計算機技術的飛速發展和有限元等數值計算方法的廣泛應用，實現對變壓器線圈的三維建模成為可能，為變壓器繞組的檢測提供了新的思路和方法。

發明內容

本發明提出一種基于模態分析對變壓器繞組進行檢測的方法及系統，以解決如何對變壓器繞組進行檢測的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種基于模態分析對變壓器繞組進行檢測的方法，所述方法包括：

對待測變壓器繞組分段進行模態分析，確定所述待測變壓器繞組在不同階數振型下的固有頻率；

當所述待測變壓器繞組的固有頻率均不在預設范圍內時，確定所述待測變壓器繞組合格。

優選地，其中在所述對待測變壓器繞組分段進行模態分析之前，所述方法還包括：

對所述待測變壓器繞組的振型的階數進行設置。

優選地，其中所述對待測變壓器繞組分段進行模態分析，確定所述待測變壓器繞組在不同階振型下的固有頻率，包括：

建立所述待測變壓器繞組的變壓器繞組模型；

選取所述變壓器繞組模型的每層線餅分別作為線圈段，確定多個線圈段；

對于所述變壓器繞組模型的除最下方一層線餅外的每一層線餅，將該層線餅作為起始線餅，將該層線餅下方的任一層線餅作為結束線餅，將包含起始線餅和每個結束線餅各自的一個連續線餅作為單個線圈段，以確定多個線圈段；

對每個線圈段進行模態分析，以確定所述待測變壓器繞組在不同階振型下的固有頻率。

優選地，其中所述方法還包括：

在對待測變壓器繞組分段進行模態分析時，對所述待測變壓器繞組施加預設閾值的預緊力。

優選地，其中所述預設閾值的取值范圍為2Mpa～4Mpa。