振動法在線監(jiān)測突發(fā)短路時變壓器繞組狀態(tài)

王豐華，李　清，金之儉
上海交通大學(xué)電氣工程系，電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室，上海

河南電力試驗研究院，河南鄭州

摘　　　要：突發(fā)短路時變壓器箱壁的振動信號與繞組的運行狀態(tài)及變壓器的安全穩(wěn)定運行密切相關(guān)。首先文中在對突發(fā)短路時變壓器繞組軸向振動特性進行了理論建模，據(jù)此分析了振動法監(jiān)測變壓器繞組變形的理論機理。然后使用研制的振動信號測試系統(tǒng)獲取了某實體變壓器多次短路沖擊試驗中的振動信號，研究了變壓器時域振動信號及其包絡(luò)線的變化特性。結(jié)果表明，振動分析法較之傳統(tǒng)的繞組變形檢測方法短路電抗法有著較高的靈敏度；短路沖擊過程中振動信號的幅值、包絡(luò)線的變化趨勢及變壓器繞組受迫振動的持續(xù)時間較為清晰的描述了短路電動力激勵下變壓器繞組發(fā)生變形乃至損壞演變過程中的狀態(tài)變化，可用于基于振動分析法的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)之中，提高變壓器的運行可靠性。

關(guān)　鍵　詞：變壓器；繞組狀態(tài)；在線監(jiān)測；振動分析法；突發(fā)短路

１　引　言
作為電力系統(tǒng)中較為重要的設(shè)備之一，變壓器運行的穩(wěn)定性和可靠性對電力系統(tǒng)的安全影響極大。隨著我國電網(wǎng)容量的日益增大，短路容量亦隨之增大，變壓器出口短路形成的沖擊電流產(chǎn)生的巨大電磁力對變壓器繞組的機械強度和動穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。統(tǒng)計分析結(jié)果表明［１］，變壓器大多數(shù)故障源于出口短路故障。變壓器繞組在強大的短路電流沖擊下容易發(fā)生松動或變形，雖然大多數(shù)情況下仍能繼續(xù)運行，但卻埋下了事故隱患，給電網(wǎng)的安全運行造成了很大的威脅，對變壓器繞組的運行狀態(tài)進行及時有效的在線監(jiān)測是極為必要的。目前，繞組變形檢測的常用方法有基于變壓器繞組電氣參數(shù)模型得到的短路阻抗法［２］和頻響分析法［３］。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這兩種電氣測量方法只有當(dāng)變壓器繞組發(fā)生較為明顯變形的狀態(tài)下才能給出較為準(zhǔn)確的判斷。且由于測量方法的限制，難以實現(xiàn)在線監(jiān)測。振動分析法采用吸附在變壓器箱壁上的加速度傳感器獲取變壓器的振動信號，通過繞組的機械動力學(xué)特性變化來對繞組狀態(tài)進行監(jiān)測，只要繞組的機械特性（如結(jié)構(gòu)變形、預(yù)緊力松動等）發(fā)生變化，都可以從它的機械振動特性變化上得到反映，具有較高的靈敏度。此外，整個振動檢測系統(tǒng)與變壓器的強電系統(tǒng)沒有直接連接，對于電氣系統(tǒng)的正常運行沒有任何影響，可發(fā)展成為一種便捷、安全的在線監(jiān)測方法［４�玻担�。隨著智能電網(wǎng)的推行，電力設(shè)備的在線監(jiān)測勢在必行，它可為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)信息平臺即智能變電站提供較基本的運行狀態(tài)參數(shù)和趨勢，是未來實行設(shè)備狀態(tài)檢修的基本依據(jù)。而在使用振動分析法對變壓器的繞組變形進行在線監(jiān)測時，突發(fā)短路時變壓器繞組振動信號的特征量提取方法是關(guān)鍵。本文基于變壓器突發(fā)短路試驗過程中獲取的振動信號，采用時域振動信號的波形形態(tài)對變壓器繞組在短路沖擊下的狀態(tài)變化進行判別，以期獲得變壓器繞組變形乃至損壞過程演變過程中振動信號的變化特性，為基于振動分析法的變壓器繞組變形在線監(jiān)測研究提供依據(jù)。

登錄網(wǎng)站后可下載文件

相關(guān)閱讀:

沒有相關(guān)新聞...