一种基于励磁电流的电力变压器绕组轴向预紧力监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于励磁电流的电力变压器绕组轴向预紧力监测方法，绕组以100Hz的振动切割50Hz的漏磁场将产生50Hz和150Hz两个分量的动生电动势，通过监测空载运行电力变压器在不同试验电压下，绕组励磁电流中50Hz和150Hz分量的变化趋势进行绕组振动状态的评估，根据绕组的振动状态监测预紧力的变化趋势；本发明专利技术应用简单方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输变电设备状态在线监测技术，具体是一种基于励磁电流的电力 变压器绕组轴向预紧力监测方法，属于智能变电站

技术介绍
电力变压器是电力系统的重要组成部分，对电网的安全稳定运行至关重要。电力 变压器在运行时，绕组会受到交变电磁力的作用而振动，此外铁芯硅钢片在磁场作用下磁 致伸缩，也是引起电力变压器振动的主要因素之一。根据安培力的计算法则，电力变压器绕 组在径向漏磁感应强度作用下的轴向安培力F z为： Fz=KlaI1(I^cosScot) 式中，I。为漏磁场的励磁电流，I i为绕组电流。由上式可知，电力变压器绕组和铁 心受到电磁力的频率为电网基频的2倍，即电力变压器振动的主要频率为100Hz。 据统计，绕组的松动变形是电力变压器的主要故障，已经上升到事故率的首位。目 前，绕组变形故障诊断的研究较多，其中应用最为广泛的是频率响应分析法、短路阻抗法和 低压脉冲法，但相比于绕组变形，绕组轴向松动而引发的形变小，用于识别故障特征的参数 灵敏度较低而导致上述方法不再适用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于励磁电流的电力变压器绕组轴向 预紧力监测方法。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是： ，绕组以IOOHz的振动 切割50Hz的漏磁场将产生50Hz和150Hz两个分量的动生电动势，通过监测空载运行电力 变压器在不同试验电压下，绕组励磁电流中50Hz和150Hz分量的变化趋势进行绕组振动状 态的评估，根据绕组的振动状态监测预紧力的变化趋势。 绕组以IOOHz振动切割50Hz的漏磁场产生的动生电动势的成分可由下式表示， E(t) 00-K 其中，K为系数，ω为角频率。 电力变压器绕组轴向预紧力监测方法的具体步骤为， 正常电力变压器空载运行时，进行以下步骤： 步骤a:根据预定的振动信号的采样频率和采样时间，利用电流互感器测取正常 电力变压器在不同空载试验电压U下的励磁电流； 步骤b :对步骤a中采集到的励磁电流作傅立叶变换，提取励磁电流中的50Hz和 150Hz分量的幅值，分别记作μ 5。和μ 15。，并保存； 电力变压器空载稳定运行时，进行以下步骤： 步骤c :根据预定的振动信号的采样频率和采样时间，利用电流互感器测电力变 压器在不同空载试验电压U下稳定运行的励磁电流； 步骤d :对步骤c中采集到的励磁电流作傅立叶变换，提取励磁电流中的50Hz和 150Hz分量的幅值，分别记作τ5。和τ 15。，并保存； 步骤e :若空载试验电压U小于电力变压器的额定电压，设置阀值M5。和M 15。，其中 M5。和M 15。均大于零，若μ 5。- τ 5。> M 5。且μ 15。- τ 15。> M 15。，则判定绕组松动；若空载试验电 压U等于或大于电力变压器的额定电压，设置阀值N5。和N 15。，其中N5。大于零，N 15。小于零， 若Μ 5。_ τ5。> N 5。且μ 15。_ τ 15。< N 15。，则判定绕组松动。 本专利技术所达到的有益效果：本专利技术根据绕组IOOHz振动产生50Hz和150Hz两个动 生电动势的特征，通过监测空载运行电力变压器在不同试验电压下，绕组励磁电流中50Hz 和150Hz分量的变化趋势实现绕组振动状态的评估，实现绕组预紧力的监测，应用简单方 便。【附图说明】 图1为本专利技术流程图。 图2为基于励磁电流的电力变压器绕组轴向预紧力监测系统结构框图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术 的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。 由于电力变压器绕组是有阻尼的系统，绕组在2ω频率的电磁力作用下的谐振载 荷反应振幅XP为， 其中，m为质量，CO1为绕组固有频率，ξ为粘滞阻尼比。由上式可知，若轴向安培 力F z不变，绕组固有频率减小将导致谐振载荷振幅变大，此外，绕组振动的同时将切割磁感 线，产生动生电动势而阻碍磁通的变化。电力电压器空载运行时，一次侧的空载电流即为励 磁电流，因而可以通过监测电力变压器励磁电流的实现绕组振动状态的监测，并根据绕组 的振动状态评估绕组的轴向压紧状态。 根据上述分析可得：绕 组以IOOHz的振动切割50Hz的漏磁场将产生50Hz和150Hz两个分量的动生电动势，通过 监测空载运行电力变压器在不同试验电压下，绕组励磁电流中50Hz和150Hz分量的变化趋 势进行绕组振动状态的评估，根据绕组的振动状态监测预紧力的变化趋势。 上述绕组以IOOHz振动切割50Hz的漏磁场产生的动生电动势的成分可由下式表 示， E (t) 00 -K 其中，K为系数，ω为角频率。 电力变压器绕组轴向预紧力监测方法的具体步骤如图1所示： 正常电力变压器空载运行时，进行以下步骤： 步骤a :根据预定的振动信号的采样频率和采样时间，利用电流互感器测取正常 电力变压器在不同空载试验电压U下的励磁电流； 步骤b :对步骤a中采集到的励磁电流作傅立叶变换，提取励磁电流中的50Hz和 150Hz分量的幅值，分别记作μ 5。和μ 15。，并保存； 电力变压器空载稳定运行时，进行以下步骤： 步骤c :根据预定的振动信号的采样频率和采样时间，利用电流互感器测电力变 压器在不同空载试验电压U下稳定运行的励磁电流； 步骤d :对步骤c中采集到的励磁电流作傅立叶变换，提取励磁电流中的50Hz和 150Hz分量的幅值，分别记作τ5。和τ 15。，并保存； 步骤e :若空载试验电压U小于电力变压器的额定电压，设置阀值M5。和M 15。，其中 M5。和M 15。均大于零，若μ 5。- τ 5当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于励磁电流的电力变压器绕组轴向预紧力监测方法，其特征在于：绕组以100Hz的振动切割50Hz的漏磁场将产生50Hz和150Hz两个分量的动生电动势，通过监测空载运行电力变压器在不同试验电压下，绕组励磁电流中50Hz和150Hz分量的变化趋势进行绕组振动状态的评估，根据绕组的振动状态监测预紧力的变化趋势。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝稳，许洪华，王春宁，李勇，马宏忠，
申请(专利权)人：河海大学，江苏省电力公司南京供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32