[發明專利]變壓器繞組軸向移位與頻率響應關聯性研究平臺及其試驗方法

有效

• 申請號: 202010867211.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111983363B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 周利軍;于興宇;江飛明
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R23/02
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 馬尚偉

1.繞組軸向移位與頻率響應關聯性研究平臺，其特征在于，主要包括軸向移位故障模擬裝置、變壓器模型；軸向移位故障模擬裝置包括升降齒輪(1)、升降滑桿(2)、伸縮齒輪(3)、移位圓環(4)、伸縮滑桿(10)、電機控制器(7)、裝置底座(5)、可折疊萬向輪(6)；變壓器模型包括變壓器繞組(8)、鐵心(9)；繞組(8)的頂端和底端分別與頻率響應測試儀(11)電氣連接，頻響測試儀(11)和計算機(12)連接；

所述軸向移位故障模擬裝置的移位圓環(4)是半圓環狀結構，接頭處為卯榫結構；可折疊萬向輪(6)有四個，置于裝置底座(5)底部；電機控制器(7)控制升降齒輪(1)在升降滑桿(2)上移動、伸縮齒輪(3)在伸縮滑桿(10)上移動，升降齒輪(1)配合升降滑桿(2)使移位圓環(4)軸向移動到故障繞組的軸向位置，伸縮齒輪(3)配合伸縮滑桿(10)使移位圓環(4)移至繞組正下方；電機控制器(7)控制升降齒輪(1)帶動移位圓環(4)軸向移動，模擬繞組軸向移位故障；電機控制器(7)有四個按鈕，分別對應控制升降齒輪(1)的兩個上下移動按鈕和控制伸縮齒輪(3)的兩個水平移動按鈕。

繞組軸向移位與頻率響應關聯性試驗方法，包括以下試驗步驟：

X1：將頻率響應測試儀(11)分別與變壓器繞組(8)的頂端和底端相連，頻響測試儀(11)和計算機(12)相連接；

X2：根據故障模擬實驗的需要，通過電機控制器(7)將故障模擬裝置移動到所需位置；

X3：根據故障模擬實驗的需要，通過電機控制器(7)控制移位圓環(4)抬升所需的高度，模擬變壓器繞組軸向移位故障程度；

X4：使用頻響測試儀(11)和計算機(12)獲得軸向移位故障下的變壓器繞組頻率響應曲線；

X5：重復X2、X3、X4，獲得相同軸向移位程度下不同變壓器繞組位置、同一繞組位置下不同移位程度、軸向翹曲和整體軸向移位等多種軸向移位故障的頻率響應曲線和頻率響應函數s(f)；

X6：將頻率響應函數s(f)的所有極大值點通過數值擬合得到上包絡線t₊(f)，將頻率響應函數s(f)的所有極小值點通過數值擬合得到下包絡線t_-(f)，對上包絡線t₊(f)和下包絡線t_-(f)取平均值t(f)，對頻率響應函數s(f)和上下包絡線均值t(f)取差值得到h(f)：

式中，s表示頻響函數的幅值，f表示頻響函數的頻率，(f_i,s_i)分別在t₊(f)、t_-(f)中表示s(f)的極大值點、s(f)的極小值點，n為極大值點個數，m為極小值點個數；

X7：判斷h(f)是否為單調函數，若h(f)單調，則h(f)即其中一個分量；若h(f)不單調，則將h(f)作為新的s(f)，重復X6，一直迭代到最新的h(f)單調為止；

X8：軸向移位故障診斷參數H公式如下：

式中，E_i表示第i個分量的能量，經過k-1次迭代得到的最終單調的h(f)表示第一個分量，每次迭代的包絡線均值t(f)表示第二到第k個分量，k表示分量總個數；當H在0.5以上時，繞組正常；當H在0.2-0.5時，繞組發生輕微故障；當H在0.2以下時，繞組發生嚴重故障。