一種高壓電抗器振動測試方法
2023-12-11 22:50:47 1
專利名稱：一種高壓電抗器振動測試方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓電抗器振動測試方法，特別是涉及輸配電技術領域。
背景技術：
(超)高壓並聯電抗器是(超)高壓遠距離輸變電系統中的重要設備，其主要作用是補償長線電容效應，提高功率因數而改善供電質量、限制電壓升高，保護用電設備， 減少線路損耗並維持無功平衡。隨著我國跨區長距離的輸變電工程的建設，電壓等級的不斷提高，輸電線路的充電電容顯著增大，(超)高壓電抗器在系統中的應用越來越廣泛。為補償線路充電功率，抑制系統工頻過電壓，保證系統安全穩定運行，(超)高壓並聯電抗器在 (超)高壓電網中是必不可少的設備。運行中的電抗器由於各種原因都會產生振動，西北、東北、華中、華東等電網中均有電抗器由於長期振動而引起故障事例。隨著電網容量增大和輸電線路電壓等級的提高， 750kV輸電線路將成為西北電網的主網架，而超高壓電抗器(電壓等級750kV)作為電網運行的重要設備，其振動大小直接關係到電網的安全穩定運行。如位於青海省民和縣的交流 750kV官亭變電站750kV # 2並聯電抗器振動超過考核標準，威脅到電抗器的安全運行曾返廠更換。但是，目前對電抗器振動測試的技術要求和測試方法、測點的選取及位置布置方式等缺乏統一的規範。特別是地處高海拔地區的(超)高壓電抗器的振動測試技術研究已成為 (超)高壓電網發展的迫切需要。電力電抗器的振動研究，國外已從上世紀九十年代中後期開始進行，國內學者、電力研究院近期才開始這方面的工作，但資料較少，數據量有限，而對振動進行檢測的設備， 目前只有對機械振動進行測試的振動分析測試儀和手持式振動測試儀。採用對機械振動進行測試的208 (或408)振動分析測試儀及手持式振動測試儀，對電抗器振動尤其是對高海拔地區運行的750kV超高壓電抗器振動測試方法，尚未見記載。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種對現場正在運行的(超)高壓電力電抗器外殼表面振動進行測試、分析電抗器內部激振源產生的部位、機理及振動特性，用於指導電抗器的狀態檢修的(超)高壓電抗器振動測試方法。本發明一種高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟
1)測點選取及位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在A、B、 C三相的電抗器外殼表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定20 50個振動監測佔.
2)測試步驟是指通過振動測試儀對電抗器外殼表面各測點進行振動測試的過程，將測試儀對各測點的振動數據進行監測與採集；分別測量各測點X、Y、Z三個方向的振動參數，並記錄測量數據；
3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源並提出檢查、處理建議的過程，依據對電抗器表面振動測試數據，分析電抗器內部激振源產生的部位、機理及振動特性，用於指導電抗器的狀態檢修。 本發明一種高壓電抗器振動測試方法與現有技術相比較有如下有益效果本發明是一種對目前尚無人涉足的高海拔地區(超)高壓750kV電抗器振動採用原本是用於旋轉機械振動測試的美國本特利208 (或408)振動分析測試儀及手持式振動測試儀進行振動測試的方法，由於旋轉機械的振動與旋轉速度、不平衡質量及軸承缺陷等因素有關，其測試點固定，只需將測試傳感器直接固定在振動部件軸承上或軸頸處即可測量到振動值，振動機理以質量不平衡和動剛度不足為常見。而電氣設備則不同，電抗器為靜止部件，電抗器器身表面的振動與電抗器繞組及鐵心的壓緊狀況、繞組的位移和變形密切相關。首先電抗器由於鐵芯柱的分段，各段分別產生磁極，使鐵芯餅之間存在著磁吸引力，這些磁吸引力會引起振動和噪聲；其次由鐵芯餅、墊塊和鐵軛組成的系統還會出現機械共振現象，從而造成電抗器的振動和噪聲的進一步增大；一個顯著特點是電抗器振動隨著電抗器容量和電壓等級的提高表現更加突出；還有高壓電抗器內、外部結構的不對稱，造成各部位振動差異很大。 這種由於電抗器內部元件(繞組和鐵芯)產生的電磁激振力，先傳遞到充滿電抗器內部的絕緣油，再通過電抗器絕緣油傳遞到電抗器外殼。本方法引用測試旋轉機械振動的208振動分析測試儀通過測試高壓電抗器外殼表面振動，分析查找電抗器內部製造缺陷、安裝質量問題、運行故障等原因造成的激振源，是一種間接測試方法，因此對電抗器外殼表面振動的測試必須採用多測點、多方位布置，通過多方位多測點測試，對測試數據全面進行分析；如果振動源是因電抗器基礎底座聯接強度不足引起，也需對底座進行多方位多測點測試。本發明測量各測點X、Y、Z三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，記錄測量數據並依據對電抗器外殼表面振動測試數據，分析確定電抗器激振源產生的部位、 機理及振動特性，不僅用於指導高壓電抗器的狀態檢修，而且對高壓電抗器生產廠家也提出了指導性意見，提高了生產廠家產品質量。更重要的是為下一步制定電氣設備振動測試標準提供了有利依據。
本發明一種高壓電抗器振動測試方法有如下附圖
圖1為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器殼體東側測點布置結構示意2為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器殼體西側測點布置結構示意3為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器殼體南側測點布置結構示意4為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器殼體北側測點布置結構示意5為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器基礎底座測點布置結構示意6為本發明一種高壓電抗器振動測試方法各測點測量方向示意圖； 圖7為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器內部鐵芯結構示意圖； 圖8為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器內部鐵芯餅結構示意圖； 圖9為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器器身結構示意圖； 圖10為本發明一種高壓電抗器振動測試方法電抗器外觀結構示意圖； 圖11為本發明一種高壓電抗器振動測試方法208振動測試儀結構示意圖； 圖12為本發明一種高壓電抗器振動測試方法手持式振動儀結構示意圖；圖13為本發明一種高壓電抗器振動測試方法A相8測點Z方向瀑布圖； 圖14為本發明一種高壓電抗器振動測試方法A相8測點Z方向頻譜圖； 圖15為本發明一種高壓電抗器振動測試方法A相觀測點Z方向瀑布圖； 圖16為本發明一種高壓電抗器振動測試方法A相觀測點Z方向頻譜圖； 圖17為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相6測點Z方向瀑布圖； 圖18為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相6測點Z方向頻譜圖； 圖19為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相7測點Z方向瀑布圖； 圖20為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相7測點Z方向頻譜圖； 圖21為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相8測點Z方向瀑布圖； 圖22為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相8測點Z方向頻譜圖； 圖23為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相9測點Z方向瀑布圖； 圖M為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相9測點Z方向頻譜圖； 圖25為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相11測點Z方向瀑布圖； 圖沈為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相11測點Z方向頻譜圖； 圖27為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相13測點Z方向瀑布圖； 圖觀為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相13測點Z方向頻譜圖； 圖四為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相30測點Z方向瀑布圖； 圖30為本發明一種高壓電抗器振動測試方法B相30測點Z方向頻譜圖； 圖31為本發明一種高壓電抗器振動測試方法C相6測點Z方向瀑布圖； 圖32為本發明一種高壓電抗器振動測試方法C相6測點Z方向頻譜圖； 圖33為本發明一種高壓電抗器振動測試方法C相8測點Z方向瀑布圖； 圖34為本發明一種高壓電抗器振動測試方法C相8測點Z方向頻譜圖； 圖35為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後A相30測點Z方向振動趨勢圖； 圖36為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後B相11測點Z方向振動趨勢圖； 圖37為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相觀測點Z方向振動趨勢圖； 圖38為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後A相30測點Z方向典型頻譜圖； 圖39為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相11測點Z方向典型頻譜圖； 圖40為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相觀測點Z方向典型頻譜圖； 圖41為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相四測點Z方向典型頻譜圖； 圖42為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相3測點Z方向典型頻譜圖； 圖43為本發明一種高壓電抗器振動測試方法處理後C相4測點Z方向典型頻譜圖。其中1、電抗器外殼；2、測試點；3、基礎底座；4、電抗器內鐵芯；5、鐵芯底座；6、
鐵餅；7、絕緣塊；8、絕緣包裹層；9、振動測試儀；10、振動測試儀傳感器；11、手持式振動測
試儀；12、手持式振動測試儀傳感器；13、傳感器磁座；14、傳感器探針。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明一種高壓電抗器振動測試方法技術方案作進一
步描述。如圖1 圖12所示，本發明一種高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟1)測點選取和位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在A、B、 C三相的電抗器外殼1表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定20 50個振動監測點2 ；如圖1 圖5所示，測點設置根據電抗器外殼大小在20 50個之間；
2)測試步驟是指通過振動測試儀9、11對電抗器外殼1各測試點進行振動測試的過程，使用測試儀9、11對各測點的振動數據進行監測與採集；測量各測點X、Y、Z三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，並記錄測量數據；
3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源並提出檢查、處理建議的過程，依據對電抗器外殼表面振動幅值、振動頻率及頻譜，分析電抗器激振源產生的部位、機理及振動特性，提供檢查、處理建議並用於指導電抗器的狀態檢修。所述的振動測試儀是採用208振動分析測試儀9及手持式振動測試儀11對電抗器X、Y、Z三個方向進行振動監測。如圖6所示。所述的採用208振動分析測試儀及手持式振動測試儀對電抗器Χ、Υ、Ζ三個方向進行振動監測是分別採用振動測試儀傳感器10或手持式振動測試儀傳感器12朝向X方向即將振動測試儀傳感器10或12緊貼電抗器外殼1表面的測點2，振動測試儀傳感器磁座13 朝上或朝下進行測試，手持式振動測試儀傳感器探針14朝上或朝下進行測試，如圖6、圖11 所示；朝向Y方向即將振動測試儀傳感器10或12緊貼電抗器外殼1表面的測點2，振動測試儀傳感器磁座13按水平方向朝左或朝右進行測試，手持式振動測試儀傳感器探針14按水平方向朝左或朝右進行測試，如圖6、圖11所示；朝向Z方向即將振動測試儀傳感器10的磁座或傳感器探針14按Z方向緊貼電抗器外殼1表面的測點2，並保持傳感器10垂直於電抗器外殼表面進行測試。為防止208振動分析測試儀9測試數據失真，同時採用手持式振動測試儀11跟蹤測試，相互比對振動幅值，確保測試數據準確無誤。實施例1。本發明一種高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟
1)測點選取和位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在Α、Β、 C三相的電抗器外殼1表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定20個振動監測點 2 ；
2)測試步驟是指通過振動監測儀9、11對電抗器外殼1各測試點進行振動測試的過程，使用監測儀9、11對各測點的振動數據進行監測與採集；測量各測點Χ、Υ、Ζ三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，並記錄測量數據；
3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源並提出檢查、處理建議的過程，依據對電抗器外殼表面振動幅值、振動頻率及頻譜，分析電抗器激振源產生的部位、機理及振動特性，提供檢查、處理建議並用於指導電抗器的狀態檢修。所述的監測儀是採用208振動分析測試儀9及手持式振動測試儀11對電抗器X、 Y、Z三個方向進行振動監測。所述的採用208振動分析測試儀及手持式振動測試儀對電抗器Χ、Υ、Ζ三個方向進行振動監測是分別採用振動測試儀傳感器10或手持式振動測試儀傳感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向進行測試。實施例2。本發明一種高壓電抗器振動測試方法一種高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟
1)測點選取和位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在A、B、 C三相的電抗器外殼1表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定42個振動監測點 2 ；
2)測試步驟是指通過振動監測儀9、11對電抗器外殼1各測試點進行振動測試的過程，使用監測儀9、11對各測點的振動數據進行監測與採集；測量各測點X、Y、Z三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，並記錄測量數據；
3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源並提出檢查、處理建議的過程，依據對電抗器外殼表面振動幅值、振動頻率及頻譜，分析電抗器激振源產生的部位、機理及振動特性，提供檢查、處理建議並用於指導電抗器的狀態檢修。所述的監測儀是採用208振動分析測試儀9及手持式振動測試儀11對電抗器X、 Y、Z三個方向進行振動監測。所述的採用208振動分析測試儀及手持式振動測試儀對電抗器Χ、Υ、Ζ三個方向進行振動監測是分別採用振動測試儀傳感器10或手持式振動測試儀傳感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向進行測試。實施例3。本發明一種高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟
1)測點選取和位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在Α、Β、 C三相的電抗器外殼1表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定50個振動監測點 2 ；
2)測試步驟是指通過振動監測儀9、11對電抗器外殼1各測試點進行振動測試的過程，使用監測儀9、11對各測點的振動數據進行監測與採集；測量各測點Χ、Υ、Ζ三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，並記錄測量數據；
3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源並提出檢查、處理建議的過程，依據對電抗器外殼表面振動幅值、振動頻率及頻譜，分析電抗器激振源產生的部位、機理及振動特性，提供檢查、處理建議並用於指導電抗器的狀態檢修。所述的監測儀是採用208振動分析測試儀9及手持式振動測試儀11對電抗器X、 Y、Z三個方向進行振動監測。所述的採用208振動分析測試儀和手持式振動測試儀對電抗器Χ、Υ、Ζ三個方向進行振動監測是分別採用振動測試儀傳感器10或手持式振動測試儀傳感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向進行測試。採用本發明方法對交流750kV官亭變電站運行中的750kV #2並聯電抗器A、B、C 三相本體振動進行測試、記錄數據，並依據採集數據分析電抗器的振動狀況，為分析和消除電抗器缺陷及故障提供依據。檢測實例1.官亭變電所並聯電抗器基本參數 1. 1 750kV官東線#2高抗基本參數
類型 戶外式型 號 BKD2-100000/800-110 電壓等級 800kV額定電壓 800/ 額定頻率 50Hz 相數 單相額定容量 IOOOOOkvar
額定電流 216. 5A 最高運行電壓額定電抗噪 聲總損耗冷卻方式絕緣水平生產廠家 1.2主要附屬設備參數冷卻器 型號 瓦斯繼電器 型號 產地 750kV套管 型號 800HC68
額定電流 800A LH變比重 量產 地波紋管儲油櫃
800kV 2145. 1 Ω 70dB 172. 8kff ONAN
S11550LI2100AC860/LI480AC200
特變衡陽公司
PC-3000-30/520
BF 80/10 德國
400/1 3900kg
英國傳奇
型號BG 1200-直徑Φ1269mm長度4000mm有效容積3500女口廣口口自重1540kg製造廠家瀋陽天工
IlOkV套管
型號 額定電流 LH變比重 量產 地 1. 3鐵芯結構如圖7 —圖10所示
0T517-1 630A
200/1，400/1 156kg
英國傳奇1.4試驗所採用的儀器、設備
美國本特利208振動分析測試系統，COMPA筆記本電腦，ZXP-6B手持式振動測試儀，本次試驗採用的所有儀器及傳感器均在設備檢定期內。1. 4試驗方法
1. 4. 1測點選取和位置布置
1.4.1.1分別在A、B、C三臺電抗器東、南、西、北四個側面共設定32個振動監測點。如圖1一圖5所示；
1.4. 1. 2對各個電抗器的振動監測點分別用208振動分析測試儀和手持式振動測試儀進行X、Y、Z三個方向的振動監測。如圖1 一圖6所示；
1.4.2試驗步驟
4. 2. 1作好試驗前準備工作，設備具備試驗條件。4. 2. 2作好儀器的檢查及參數定義，並確認數據傳輸的正確可靠。4. 2. 3設備穩定運行條件下，對各測點垂直端面方向的振動數據進行監測與採集。4. 2. 4測量各測點X、Y、Z三個方向的振動參數，並記錄測量數據。2試驗數據
2.1 A相電抗器振動測試數據
2.1. 1 208測量的A相電抗器各測點Z方向的振動數據見表一。
權利要求
1.一種高壓電抗器振動測試方法，其特徵是所述的方法包括如下步驟1)測點選取和位置布置步驟是指對需測試的電抗器設定振動監測點的過程，在A、B、 C三相的電抗器外殼(1)表面按東、南、西、北四個側面及電抗器底座共設定20 50個振動監測點(2);2)測試步驟是指通過振動測試儀(9、11)對電抗器外殼(1)各測試點進行振動測試的過程，使用測試儀(9、11)對各測點的振動數據進行監測與採集；測量各測點X、Y、Z三個方向的電抗器振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，並記錄測量數據；3)數據分析和處理建議步驟是指對測試數據進行分析，找出振動源，並提出檢查、處理建議的過程；即依據對電抗器外殼表面測得的振動幅值、振動頻率及頻譜等數據，分析電抗器激振源產生的部位、機理及振動特性，提供處理建議用於指導高壓電抗器的狀態檢修。
2.如權利要求1所述的高壓電抗器振動測試方法，其特徵是所述的監測儀是採用208 振動分析測試儀(9)及手持式振動測試儀(11)對高壓電抗器各測點X、Y、Z三個方向進行振動監測。
3.如權利要求1所述的高壓電抗器振動測試方法，其特徵是所述的採用208振動分析測試儀及手持式振動測試儀對高壓電抗器外殼表面各測點X、Y、Z三個方向分別進行振動監測是採用振動測試儀傳感器(10)或手持式振動測試儀傳感器(12)朝向X方向、朝向Y 方向和朝向Z方向進行測試。
全文摘要
本發明涉及一種(超)高壓電抗器振動測試方法，特別是涉及輸配電技術領域。本發明一種(超)高壓電抗器振動測試方法包括如下步驟1)測點選取和位置布置步驟；2)測試步驟；3)數據分析和處理建議步驟。本發明通過測量(超)高壓電抗器外殼表面各測點X、Y、Z三個方向的振動隨油溫、負荷、環境溫度變化的振動參數，記錄測量數據並依據對(超)高壓電抗器外殼表面振動數據，分析超高壓電抗器內部激振源產生的部位、機理及振動特性，不僅用於指導超高壓電抗器的狀態檢修，而且對(超)高壓電抗器生產廠家也提出了指導性意見，提高了生產廠家產品質量。更重要的是為下一步制定電氣設備振動測試標準提供了有利依據。
文檔編號G01H1/00GK102200470SQ201110052508
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者鞏志生, 張天鎖, 張新春, 方侃, 李軍, 李寶元, 李壽旻, 李生蘭, 楊勇, 楊志良, 楊放南, 湯雄華, 王生淵, 甘廣霖, 趙文強, 韋強, 韓兵, 馬麗山, 馬源良, 黃萬全, 黃中華 申請人:青海電力科學試驗研究院