基于振动特征的变压器的故障诊断

变压器振动的主要来源是铁心和线圈振动,铁心与绕组故障引发变压器振动信号变化,故障类型不同信号变化不同.基于自主设计的变压器振动信号采集系统,采集不同故障状态下的变压器振动信号.由于变压器振动信号噪声较多,首先采用基于遗传优化的匹配追踪算法对信号稀疏表示去除噪声,然后对降噪后的不同故障类型信号进行分析处理,最后确定故障诊断方法.研究表明:箱体振动的基频反映铁心的故障,高频分量所占比例反映绕组的故障.一旦出现铁心故障,基频分量会发生明显的改变,运用快速傅里叶变换计算主频幅值的能量即可诊断出铁心故障;绕组发生故障后,会产生大量的高频分量,运用小波-高低频能量算法求取高低频包络谱,对比低频分量与总能量的比值,即可确定故障为绕组垫块脱落故障.     

电力变压器振动产生机理及影响因素研究

为了研究变压器振动的产生机理,针对饼式绕组结构的油浸式电力变压器,利用铁心和绕组的数学模型,分析了振动产生机理、合成过程以及不同运行工况对振动特性的影响。搭建了基于压电式振动加速度传感器的振动测试平台,针对变压器进行了空载、负载、功率因数、三项不对称度以及油温等变压器运行工况因素对于变压器振动特性影响规律的试验。结果表明:变压器最大分接时的基频振动分量大于额定分接时的基频振动分量;铁心以及绕组产生的振动信号在传递过程中并非线性叠加,箱体振动中基频分量随功率因数增加而增大;三相不对称运行状态下的变压器振动信号中存在50、150以及250Hz分量;变压器箱体振动随油温上升呈线性增长趋势,且温度系数在0.005~0.035的范围内与变压器容量无关。研究结果为基于振动信号分析的变压器监测技术的进一步发展提供了参考。     

基于变压器等效电路模型的铁心振动研究

对变压器振动进行理论分析,得出变压器的铁心振动与励磁电流的平方呈线性关系.建立变压器的等效电路模型,通过电路仿真及matlab傅立叶变换输出电流频谱图分析,验证负载电感发生显著变化时,励磁电流高次谐波亦发生了显著变化,且主要集中在奇次谐波部分.理论分析及仿真结果综合表明:随着负载电感显著变化,励磁电流高次谐波发生相应的变化,铁心的振动频谱亦会发生显著变化.     

油浸式变压器绕组振动特性研究

变压器外壳的振动信号是反应变压器运行状态的有效信息。为研究正常运行变压器绕组的振动信号特征,在分析变压器绕组振动原理的基础上对振动频率及加速度幅值两大特征量进行了讨论。并采用短路电流法进行变压器绕组振动信号测试,统计分析了不同型号、不同容量变压器绕组振动信号的频率分布和振动加速度幅值特点,测试结果与理论分析一致,正常状态下变压器绕组的振动信号频率集中在100Hz;B相绕组的所受电动力大于A、C两相,B相振动加速度幅值最大。本文结果可对进一步研究基于振动信号的变压器故障诊断技术提供参考。     

基于快速傅里叶分析法的油浸式变压器绕组振动特性分析

变压器外壳的振动信号是反应变压器运行状态的有效信息。为研究正常运行变压器绕组的振动信号特征,在分析变压器绕组振动原理的基础上,对振动频率及加速度幅值两大特征量进行了讨论。并采用短路电流法进行变压器绕组振动信号测试,统计分析了不同型号、不同容量变压器绕组振动信号的频率分布和振动加速度幅值特点。测试结果与理论分析一致,正常状态下变压器绕组的振动信号频率集中在100 Hz;B相绕组所受电动力大于A、C两相,B相振动加速度幅值最大。结果可对进一步研究基于振动信号的变压器故障诊断技术提供参考。     

突发短路条件下变压器绕组振动特性的仿真研究

为了研究小容量电源条件下变压器绕组在短路冲击下的振动特性,建立了基于冲击电流发生器的变压器短路冲击振动试验平台,根据一台单相10/0.4kV变压器的结构参数,利用场-路耦合的有限元算法,获得了短路冲击下变压器绕组的电流变化规律,并与试验结果进行对比,验证了仿真方法的正确性。在此基础上,提取高低压绕组端部、中部线饼轴向电磁力的变化规律,利用瞬态动力学获得了高压绕组不同线饼在冲击电流下的振动响应。研究结果表明:三维有限元模型的场-路耦合算法可以准确地获得试验平台的电流特性;短路冲击下绕组轴向振动最大加速度位于绕组高度的1/4和3/4位置处,可以在油箱表面正对该位置的区域进行振动监测;绕组同一线饼中垫块间线匝振动加速度大于垫块所在位置的振动加速度;由于惯性,绕组轴向振动加速度最大值的时刻滞后于电流幅值最大的时刻。     

黄河水电公司某水电站5#变压器损耗测试报告

目的：通过检验某水电站5#变压器铭牌损耗参数的准确性,为变压器损耗分析提供依据.方法：空载损耗从5B高压侧加压和低压侧加压进行测试;负载损耗在发电机电流升至最大输出值,分别在变压器油温达到40℃、50℃、55℃时进行测试.结果：若不带主变高压侧电缆时,空载损耗和空载电流与铭牌值比较无明显差别;在额定电流下,再用绕组温度换算至参考温度时,负载损耗均与铭牌值比较无明显差别;大型变压器由于短路阻抗电压校正到参考温度基本不变,因此阻抗电压值与铭牌值无明显差别.结论：某水电站5#变压器铭牌损耗参数均与现场测试值比较无明显差别,偏差符合规程要求.     

浅谈油纸电容式套管的故障与检修维护

变压器是一种用来改变电压和电流的电器设备.在电力系统中,变压器的地位是十分重要的,不仅所需数量多,而且要求性能好,运行安全可靠.变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成.变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的,套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用,它需适应外界各类环境条件,并要有一定的机械强度,是变压器中一个主要部件.套管需有不同的电压和电流等级,外绝缘大多是瓷套.套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式.而电容式套管是以电容芯子为主绝缘的套管,有胶纸电容式和油纸电容式套管两种,本文对油纸电容式套管的故障分析和检修维护等谈谈自己的一些看法.     

用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振过电压研究

针对变压器、电磁式电压互感器(PT)等非线性电感元件在铁磁谐振研究中的重要性,建立了一种同时考虑变压器电感及损耗非线性的计算模型,利用非线性电感和电阻的并联来模拟变压器,并给出了由变压器空载实验测得的电压、电流有效值和损耗值计算得到非线性电感磁通电流曲线和非线性电阻伏安曲线的方法.将该模型应用于铁磁谐振过电压的仿真计算中,并与实验测得的结果进行比较.结果表明:利用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振的仿真计算,所得到的变压器电压和回路电流的峰值与实验结果的误差分别为3.81%和0.2%,远低于利用定值电阻模拟变压器损耗时的误差19.5%和15.9%,表明该模型应用于铁磁谐振的计算时所得结果更加精确.     

同步发电机定子绕组匝间短路下电磁转矩和振动分析

在考虑气隙偏心的情况下,分析了定子绕组匝间短路后同步发电机气隙磁场的变化特征,得到该内部故障前后电磁转矩和振动的变化规律,特别是瞬时转矩中的脉冲转矩分量幅值和频率的变化特征．应用场路耦合法分析了内部故障与偏心双重条件下的电机端电流第17阶和第19阶分量特征．通过动模实验实测了一台容量为7．5kVA的发电机定子绕组匝间短路时的定子垂直方向振动加速度信号并对其进行了离散频谱分析．结果表明,发电机定子绕组匝间短路后,其2倍基频振动加速度变化大,第17阶和第19阶谐波电流幅值可作为检测未发生或发生内部故障的电机的动态偏心严重程度的特征值     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布,B相高压中压绕组所受的轴向电磁力,以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

一种计及损耗的变压器非线性模型

建立了一种计及损耗的变压器模型，用线性电阻、电感的串联模拟漏阻抗，用非线性电阻和非线性电感的并联模拟励磁支路，并提出建模算法，由变压器空载试验测得的电压、电流有效值和功率损耗，得到非线性电阻和非线性电感分段线性化的瞬时值特性曲线．应用该变压器模型和另两种模型，分别对330kV系统中的切除空载变压器过电压进行了仿真，对比计算表明，计及变压器铁损的非线性后，切除空载变压器过电压有明显的降低，过电压的幅值由忽略铁损的723．099kV和用线性电阻模拟铁损的582．036kV，降低到铁损的非线性模型的396．519kV．该变压器模型有助于准确地对电力系统中涉及变压器饱和特性的现象进行研究．     

永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合试验分析

为了研究永磁交流伺服精密驱动系统多因数耦合下的动态特性,构建了以PMAC多轴运动控制卡为核心,以IPC为支撑平台的永磁交流伺服精密驱动系统的试验体系结构。通过软件原型系统,采集了系统在空载和加载运行状态下的电流、转速和转矩等响应信号,并将物理试验研究与理论分析结果进行了对比,验证了永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合分析的正确性。研究内容和结果有助于分析设计参数和机电耦合参数对系统性能指标的影响机理和规律,有利于对永磁交流伺服精密驱动系统进行动态设计。     

低功耗微型磁通门结构优化设计

为了降低微型磁通门功耗对微型磁通门的结构进行优化设计,通过仿真方法研究了微型磁通门的铁芯形状及绕线方式对磁通门激励电流和输出信号的影响。对缩比结构微型磁通门进行改进,提出一种采用多孔铁芯结合激励线圈/感应线圈交错缠绕的微型磁通门结构,可以有效降低微型磁通门传感器的激励电流从而降低磁通门功耗。与已报道的经过优化设计的缩比结构微型磁通门相比,引起的漏磁较小,能更有效地降低激励电流并提高灵敏度。     

基于FRA的变压器绕组变形的分频段研究

变压器绕组在较高频率的电压作用下,每个绕组本身均可视为一个由线性电阻、电容、电感等分布参数构成的无源线性双口网络,通过对该双口网络的研究可以得到变压器绕组在各个频段的等效模型.频率响应分析(frequency response analysis,FRA)是变压器绕组分频段研究的主要方法.介绍了FRA的原理,分析绕组参数变化对不同频段频响曲线的影响,给出了变压器绕组在不同频段的具体等效模型.     

半主动悬架座椅的设计及振动特性实验研究

为改善非公路驾驶员座椅的乘坐舒适性,设计制造了一种基于带附加气室空气弹簧和磁流变减振器的半主动悬架座椅,通过控制比例阀输入电压和磁流变减振器输入电流调节座椅悬架系统的刚度和阻尼,构建了座椅的振动特性实验系统。试验研究了激励频率、比例阀输入电压及磁流变减振器输入电流对座椅振动特性的影响规律。研究结果表明,座椅悬架的固有频率、位移传递率及加速度均方根值均随比例阀输入电压的增大而减小;在高频振动区,磁流变减振器的输入电流对加速度均方根值影响较大。     

一种改进的非晶合金变压器空载损耗计算

针对非晶合金变压器铁心片厚度小和电阻率高的低空载损耗的特性,提出了一种改进的铁心重量及空载损耗计算方法;该方法基于Sigmoidal函数对非晶合金单位损耗曲线进行最小二乘拟合,针对铁心柱和铁轭具有不同的磁感应强度值分别进行空载损耗计算。通过对不同容量非晶合金变压器的改进计算,与试验所得数据进行对比。结果表明,改进的Sigmoidal曲线拟合及分区计算空载损耗较传统的经验公式计算误差小,更加接近实际,所提出的非晶合金改进计算方案是切实可行和有效的。     

基于DSP的双通道动平衡仪研制与应用

普通单片机在测量过程中很难实现对振动信号的实时处理，为此，提出一种以DSP为核心的双通道动平衡仪的软、硬件实现方法．原始加速度振动信号经电荷／电压转换、滤波、积分和程控增益放大后形成两路电压信号，DSP以光电传感器产生的转速脉冲信号为基准通过A／D对其进行整周期采样，进而由离散傅里叶变换精确计算振动信号的幅值与相位，并通过影响系数法给出了最终的平衡配重结果．系统结构简单，实时性强，满足现场双面动平衡对双通道同步测量的要求．采用此仪器对有五级叶轮的罗茨风机进行双面动平衡，平均振动下降率超过90％．