基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統的製作方法

2023-05-28 06:10:46 1

專利名稱：基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統，屬於電力變壓器繞組故障試驗領域。
背景技術：
電力變壓器的穩定性和可靠性極大影響著整個電網的安全運行，因此，開展變壓器繞組變形檢測和故障診斷的研究具有十分重要的意義。電力變壓器穩定運行時，矽鋼片的磁致伸縮引起了鐵心振動，繞組在負載電流的電場力作用下產生振動，繞組及鐵心的振動通過變壓器器身和油傳遞到變壓器的油箱，弓丨起油箱的振動，變壓器油箱表面的振動與變壓器繞組及鐵心的壓緊狀況、位移及變形狀態密切相關。但在對電力變壓器施加較低電壓時，由鐵芯引起的變壓器油箱表面的振動很小，·可以近似忽略不計，可以認為電力變壓器的振動主要是由繞組引起。因此，有必要通過變壓器繞組故障模擬試驗來進一步探求繞組故障與振動之間的關係。現有的模擬電力變壓器繞組故障的負載試驗實現起來存在以下問題I、若採用電力變壓器直接帶負載，需要較大的負載電流，不但一般實驗室電源容量不允許，而且需要購置很大的負載裝置，資金消耗大，且在試驗時也會浪費大量的電能。2、將電力變壓器的低壓側短路，而高壓側通過調壓器加低電壓，在理論上可以實現，但因需要負載電流很大，且要求可調(如S9-M-100/10變壓器為144. 3A ；Sll-M-200/10變壓器為288. 7A)，如果用調壓器直接與電源相接，則會輸出很大的電流，這將對調壓器要求很高，而實驗室中一般的調壓器無法滿足如此高的要求，另外，如果變壓器上加比較高的電壓，鐵芯引起的振動對研究繞組故障會產生影響。

實用新型內容本實用新型針對現有技術存在的不足，而提出一種基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統，以降低試驗門檻，提高試驗效果。該電力變壓器繞組故障模擬試驗系統包括電阻、調壓器、通用電力變壓器、被試電力變壓器、振動傳感器和電流傳感器，其中通用電力變壓器的高壓側通過調壓器連接交流電源，電阻串聯在調壓器與電源閘刀之間，在電阻的兩端還並聯一個旁路閘刀，通用電力變壓器的低壓側與被試電力變壓器的低壓側相接，被試電力變壓器的高壓側短路，振動傳感器設於被試電力變壓器的油箱表面，電流傳感器設於通用電力變壓器與被試電力變壓器之間的導線上。技術效果I、能在電源容量有限的情況下，準確監測繞組故障，系統操作簡單，參數易測取，對同一類型的變壓器具有普遍性。2、在電源容量允許的情況下，能夠減小對電源的需求，系統操作安全，經濟性高，可實施性強。[0012]3、系統中被試電力變壓器高、低壓側的電壓均很低，可以減小鐵芯振動產生的影響，有利於提聞試驗準確性。

圖I為本實用新型系統的硬體電路原理圖。圖2為本實用新型系統的整體實現等效結構示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型作進一步說明。本實用新型所採用的硬體如下 電阻，作用限制電源合閘時產生的勵磁湧流對電源的影響(一般實驗室不具備能承受電力變壓器空載合閘的電源容量)，電源合閘後很快將該電阻短接(合閘後O. 5秒內)。調壓器，作用調節通用電力變壓器高壓側的電壓，使被試電力變壓器獲得試驗所需的不同的負載電流。通用電力變壓器，作用進一步降壓，使負載電流的大小滿足要求(負載電流大小應與被試變壓器的額定電流相當)，同時使被試變壓器的原、副邊電壓均很低，以減小鐵芯對繞組故障模擬試驗的影響。被試電力變壓器，作用設置繞組故障，並通過監測其振動以獲取所需試驗數據。振動傳感器，作用採集被試電力變壓器油箱表面的振動信號。電流傳感器，作用測量反映被試電力變壓器負荷的電流信號。上述硬體的電路連接關係如圖I所示，通用電力變壓器TR2的高壓側通過調壓器TR1連接交流電源(實驗室一般為380V)，電阻R串聯在調壓器TR1與電源閘刀K1之間，在該電阻R的兩端還並聯一個旁路閘刀K2，通用電力變壓器TR2的低壓側與被試電力變壓器TR3的低壓側相接，被試電力變壓器TR3的高壓側短路。這樣可以使調壓器的輸出電壓較高、輸出電流I2較小，以降低對調壓器的要求。通過通用電力變壓器進一步降低電壓，可以獲得所需的較大負載電流I3，最後供給被試變壓器。如圖I所示，振動傳感器VS安裝在被試變壓器TR3油箱表面，電流傳感器IS安裝於通用電力變壓器TR2與被試電力變壓器TR3之間的導線上。開始試驗時，先將旁路閘刀分閘，將電源閘刀合閘，然後立即將旁路閘刀合閘(短接電阻)，通過調節調壓器，可使被試電力變壓器獲得所需的不同試驗電流，同時使被試電力變壓器原、副邊電壓均較低，最後通過振動傳感器與電流傳感器獲得不同的振動信號與電流信號。振動傳感器與電流傳感器所測取的信號數據經過Nicolet數據採集儀後傳至計算機進行存儲、數據處理和分析，整體等效結構如圖2所示。為全面監測電力變壓器表面的振動狀況，將振動傳感器分別安裝在變壓器箱體頂部與繞組三相對應的位置，以監測變壓器箱體表面垂直方向的振動信號。下面提供本實用新型的一個實施例選用江蘇宏源電氣公司生產的電力變壓器S9-M-100/10作為被試電力變壓器，並進行繞組變形故障設置；選用江蘇宏源電氣公司生產的新電力變壓器S11-M-200/10作為通用電力變壓器；電阻選用阻值為4歐姆左右的電阻；振動傳感器採用振動加速度傳感器CA-YD-103 ;電流傳感器採用 BJHCS-ES5A-75A。[0027]設置繞組變形故障用吊車將變壓器吊芯，可以看到浸在變壓器油中的鐵芯和繞組，將一相繞組頂端的兩塊墊塊取出，利用竹片輕輕插入繞組線餅間隙，使繞組變松，然後使用木槌敲擊竹片，造成繞組線餅輻向變形。應用本實用新型進行試驗，通過調節調壓器以調節通用電力變壓器高壓側的電壓，使被試電力變壓器獲得試驗所需的不同負載電流(試驗電流)，試驗數據如表I所示。表I
權利要求1.一種基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統，其特徵在於包括電阻(R)、調壓器(TR1X通用電力變壓器(TR2)、被試電力變壓器(TR3)、振動傳感器(VS)和電流傳感器(IS)，其中通用電力變壓器(TR2)的高壓側通過調壓器(TR1)連接交流電源，電阻(R)串聯在調壓器(TR1)與電源閘刀(K1)之間，在電阻(R)的兩端還並聯一個旁路閘刀(K2),通用電力變壓器(TR2)的低壓側與被試電力變壓器(TR3)的低壓側相接，被試電力變壓器(TR3)的高壓側短路，振動傳感器(VS)設於被試電力變壓器(TR3)的油箱表面，電流傳感器(IS)設於通用電力變壓器(TR2)與被試電力變壓器(TR3)之間的導線上。
專利摘要本實用新型公開了一種基于振動信號診斷的電力變壓器繞組故障模擬試驗系統，屬於電力變壓器繞組故障試驗領域。該系統中，通用電力變壓器的高壓側通過調壓器連接交流電源，用於限制合閘電流的電阻串聯在調壓器與電閘之間，在該電阻兩端還並聯一旁路閘刀，通用電力變壓器的低壓側與被試電力變壓器(設有繞組故障)的低壓側相接，被試電力變壓器的高壓側短路，振動傳感器設於被試變壓器油箱表面，電流傳感器設於兩個變壓器之間的導線上，通過調節調壓器，使被試電力變壓器獲得所需的不同試驗電流，以使振動傳感器和電流傳感器測取不同的信號，再給計算機處理分析。本實用新型易於實現，操作安全，經濟性高。
文檔編號G01H1/00GK202720283SQ20122027836
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者馬宏忠, 鞠平, 陳楷, 王春寧, 耿志慧, 張贏, 吳益明, 趙宏飛, 謝小磊, 王惠慶, 高鵬, 劉洪濤 申請人:江蘇省電力公司南京供電公司, 河海大學