電力變壓器在空載狀況下的振動特性研究

變壓器繞組鐵心變形直接或間接損壞變壓器，這種故障隱患一般常規(guī)的電氣試驗無法診斷變壓器及類似結構電力設備的振動在線監(jiān)測法，國外最早應用于并聯(lián)電抗器通過在線監(jiān)測變壓器器身振動來反映繞組及鐵心狀況是近幾年的事情，與FRALVI及在線或離線測量短路電抗等方法相比，振動法不僅能檢測出故障繞組，還能檢測鐵心狀況，且該法與電力系統(tǒng)沒有電氣連接，安全可靠，因此應研究了解電力變壓器在空載負載狀況及遭受短路時的器身振動特性，其中空載振動特性更是基礎1原理電力變壓器在穩(wěn)定運行時，硅鋼片鐵心、繞組在電磁場作用下產(chǎn)生振動并通過變壓器油的傳遞引起器身振動變壓器器身表面的振動與變壓器繞組及鐵心的壓緊狀況位移及變形狀態(tài)密切相關故可通過在線測量器身振動來監(jiān)測繞組和鐵心狀況。

變壓器相同分接位置的激磁電流在鐵心中產(chǎn)生的主磁通在空載、負載及負載變化時大小基本保持不變，故磁致伸縮引起的鐵心振動也基本保持不變?yōu)榈玫皆诓煌纸游恢米儔浩麒F心的振動特性，只需測取變壓器空載條件下的器身振動因負載條件下變壓器器身振動還包括負載電流作用下的繞組振動，故繞組振動信號可通過測取變壓器負載情況下振動信號，與空載時振動信號比較來取得與正常振動信號相比，變壓器鐵心或繞組發(fā)生位移松動或變形時測得的振動信號會有較高頻成分出現(xiàn)，原頻率處的幅值也會發(fā)生變化，且位移變形越大，高頻成分和幅值變化越大因變壓器器身各位置處的振動特征與距離最近的振源關系最緊密，根據(jù)變壓器器身各處測取振動信號改變的程度可方便地判斷出是哪一部分繞組或鐵心發(fā)生了故障，即利用振動法在線監(jiān)測電力變壓器可實現(xiàn)故障定位故振動法用于在線監(jiān)測電力變壓器時，必須在空載狀況下測量器身振動信號，以得到鐵心的振動狀況，從而判定鐵心是否發(fā)生故障；繞組振動信號必須從負載時的器身振動信號中剔除掉鐵心的振動信號，從而判定繞組是否發(fā)生故障2試驗及結果2.1試驗對象及測試接線模擬實驗表明變壓器器身振動信號測試系統(tǒng)可以正確的測量出變壓器器身振動的加速度信號（經(jīng)由電荷放大器變換為與其成正比的電壓信號），故利用該測試系統(tǒng)對一臺長期空載試驗中的電力變壓器的低高壓側進行了器身表面的振動測試試驗時變壓器冷卻系統(tǒng)關閉該變壓器的各參數(shù)如下：型號：OSFPSZI2.2測試結果及分析振動傳感器用雙面膠分別貼于高、低壓臂出口拐脖下方。因C相低壓側接有試驗電源，故未測該變壓器器身振動測試試驗接線相。高、低壓側各相振動信號頻譜分別見3測后分析認為：變壓器空載試驗時器身振動基頻為100Hz，并有其它高次諧波成分，1000Hz后的諧波基本衰減到0，這與理論分析的結果一致。

高低壓兩側器身的振動特性不同。三相高壓側相同位置的振動信號頻域上的幅值出現(xiàn)在相同頻率位置，即高壓側在400Hz；而低壓側振動信號頻域上的幅值都在100Hz高低壓側各自相同位置處振動信號的基頻及各次諧波的幅度是在一個數(shù)量級上，即頻域特性基本相同。但從高壓側各相幅頻特性些許的差別可以看出，若主頻的幅值相對來說大一些的話，則諧波測試另一臺300MVA電力變壓器空載振動特性發(fā)現(xiàn)除高壓側主頻出現(xiàn)在300Hz外，其它的振動特性與上述變壓器的規(guī)律相同3結論變壓器器身振動信號以100Hz為基頻，并有其它的諧波成分。到1000Hz以后的諧波幅值基本衰減到0對于高壓側或低壓側相同位置而言，器身振動信號有著共同的規(guī)律，即振動的主頻相同，各相振動信號的幅頻特性基本相似但不同型號的變壓器主頻可能不同由于變壓器結構、各相鐵心和繞組壓緊狀況以及變壓器箱體結構等因素的影響/變壓器相同側各相相同頻率上的振動幅值有一定差別，但主頻幅值相對大時，其諧波成分幅值也略高，反之亦然。