一种变压器绕组振动法测试系统技术方案

一种变压器绕组振动法测试系统，本实用新型专利技术将至少一个振动加速度传感器放置于变压器油箱壁上，以检测变压器的振动信号；将一电流传感器连接变压器用于检测变压器的三相电流信号；采用一动态信号测试系统分别与所述振动加速度传感器、电流传感器连接，以接收所述振动加速度传感器电流互感器分别传输的振动信号和电流信号，并对所述振动信号和电流信号分别进行滤波和放大；等等。本实用新型专利技术的有益效果是：检测的准确性和有效性都有显著提高；所述的变压器绕组振动法检测系统可操作性强，易于实施，便于操作人员及时发现变压器运行状态的异常，从而能够及时地根据异常情况对变压器进行检修，大大降低了变压器的故障损坏率，同时延长了变压器的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术设计涉及一种信号监测系统，尤其是涉及一种变压器绕组状态的振动法检测系统。
技术介绍
电力变压器是电力系统各种设备中最重要且贵重的关键设备之一，其运行的稳定性对电网的安全可靠运行影响重大。目前变电站设备及线路的运行环境始终不容乐观，变压器在长期连续运行过程中，不可避免地会发生各种形式的故障。除了会可能导致大面积停电外，还会有较高的检修费用，直接和间接经济损失巨大。此外，变压器出口短路形成的冲击电流所产生的巨大电磁作用力，会对变压器绕组的机械强度和动稳定性构成严重威胁。若不及时对故障变压器进行维修，不仅会损害变压器，更会对电网的正常运行造成影响，甚至导致电力系统崩溃。变压器突发短路故障时，其绕组内会流过较大短路电流，在漏磁场的作用下对绕组产生较大电动力，进而导致绕组发生松动或变形。现有研究表明，变压器绕组变形具有累积效应，若不及时发现并修复松动或轻微变形故障，则当绕组松动或变形积累到一定程度后，会使变压器的抗短路能力大幅下降，较易引发重大事故。同时，绕组的松动或变形还会导致线圈内部局部绝缘距离发生变化，使局部出现绝缘薄弱点。当遇到过电压时，绕组可能发生饼间或匝间短路，或者由于局部场强增大而引起局部放电，随着绝缘损伤部位的逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故，进而进一步扩大事态。因此，在运行过程中，当变压器经历了外部短路事故或进行常规检修时，如何有效诊断变压器绕组是否存在松动或变形，进而判断变压器是否需要进行检修处理是保障变压器安全运行的重要措施。变压器绕组变形检测是目前变压器的常规试验项目之一，最常用的检测方法主要有两种：一是短路阻抗法，由于变压器的短路阻抗反映的主要是变压器绕组的漏抗，而变压器漏抗由绕组结构决定，一旦变压器绕组发生松动或变形，变压器的漏抗也会发生相应改变，因此，通过对变压器的短路阻抗进行检测可间接反映变压器绕组是否发生了松动或变形，但该方法灵敏度较低，故障检出率较低，只能在变压器线圈整体变形较为严重时得到较为准确的诊断结果。二是频响法，将变压器绕组视为分布参数网络，并在频域由传递函数描述其特性，当绕组发生局部机械变形后，其分布参数发生相应变化，进而改变网络传递函数，因此，通过分析变压器绕组的网络传递函数曲线可对网络电参数进行分析，从而推断出变压器绕组是否发生松动或变形，但该方法的频响波形较为复杂，对绕组状况进行判断需要较多经验，难以形成明确的定量判据。若将变压器绕组看作一个机械结构体，则当绕组结构或受力发生任何变化时，都可以从它的机械振动特性变化上得到反映。鉴于变压器短路时的箱壁振动信号主要由绕组振动产生，因此，通过给变压器绕组注入频率和幅值已知的激励信号并采集变压器箱壁表面的振动信号，根据变压器的振动速度总振级和振动速度烈度指数来反映绕组的变形程度便于及时采取有效措施，提高变压器及电力系统运行的可靠性和安全性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种变压器绕组状态的振动法检测系统，该检测系统应该能够对变压器绕组的电流和振动信号进行测试分析，从而实现对变压器绕组状态的高效、准确判断。为了实现上述目的，本技术提供了一种变压器绕组状态的振动法检测系统，本技术的目的是通过如下技术方案来实现的。一种变压器绕组振动法测试系统，本技术特征在于：将至少一个振动加速度传感器放置于变压器油箱壁上，以检测变压器的振动信号；将一电流传感器连接变压器用于检测变压器的三相电流信号；采用一动态信号测试系统分别与所述振动加速度传感器、电流传感器连接，以接收所述振动加速度传感器电流互感器分别传输的振动信号和电流信号，并对所述振动信号和电流信号分别进行滤波和放大；将一信号源控制及测试分析系统与动态信号测试系统连接，以接收动态信号测试系统传输的数据和信号；设有一信号控制模块，其同时与动态信号测试系统、恒流变频激振电源连接，以接收动态信号测试系统传输的数据和信号；设有一恒流变频激振电源与信号控制模块连接，以接收信号控制模块传输的数据和信号；设有一励磁变压器分别与恒流变频激振电源和变压器相连接。本技术所述动态信号测试系统由：振动信号调理器、前置放大器、A/D转换器、抗混滤波器依序连接构成；其中振动信号调理器与振动传感器连接，以接收振动加速度传感器传输的振动信号，并对该振动信号进行滤波和放大。本技术所述的动态信号测试系统与所述的信号源控制及测试分析系统之间通过以太网连接。本技术所述的动态信号测试系统与所述的信号控制模块之间通过以太网连接。本技术所述的变压器绕组振动法检测系统通过检测变压器箱壁的振动信号及变压器的电流信号，分析和判断变压器绕组的振动特性，据此对变压器绕组状态进行检测，其检测的准确性和有效性都有明显的提高；此外，本技术所述的变压器绕组检测系统可操作性强，易于实施，便于操作人员及时发现变压器运行状态的异常，从而能够及时地根据异常情况对变压器进行检修，大大降低了变压器故障损坏率，同时延长了变压器的寿命，必将带来经济效益。采用本技术所述的变压器振动法测试系统进行变压器振动速度总振级和振动速度烈度指数测试的具体步骤如下：(1)通过放置于变压器箱壁上的振动加速度传感器，以及电流传感器分别采集变压器箱壁的振动信号、变压器的输入电流信号，并将这些信号传输至信号采集模块，通过动态信号测试系统的滤波和放大后，将这些信号传输至信号源控制及测试分析系统和信号控制模块；信号控制模块设定并传输恒流信号及起始频率至恒流变频激振电源；恒流变频激振电源输出恒流变频信号经励磁变压器后注入变压器绕组；信号源控制及测试分析系统根据变压器箱壁的振动信号计算振动速度总振级和振动速度烈度指数；信号控制模块判断可控恒流扫频电源输出的恒流信号频率是否大于设置的终止频率，若是则增加频率继续进行试验，若否则停止试验；(2)振动速度总振级：根据振动速度反映某测点的振动大小参量，由测点通频带各频率点速度频谱幅值按下列公式计算而得：Vrms=12(Σi=1n(aiwi)2)]]>式中：Vrms为测点的速度总振级；ai为测点通过频带某频率点i处加速度量幅值；Wi为测点通频带i处的频率；为测点通频带某频率点i处速度量幅值，由该点的加速度幅值及频率计算而得；i为1～n，代表通频带内从分析频宽的起始频率点至结束频率点按设定的分析频率间隔的各分析频率点，在本文中i取值1～8。(3)振动速度烈度指数：反应设备整体振动状态的参量，由试验各测点速度总振级按下列公式计算出来：Vid=(Σi=1kVxrmsi/k)2+(Σi=1kVyrmsi/m)2(Σi=1kVzrmsi/n)2]]>式中：Vid为测点的振动速度烈度指数；Vxrmsi、Vyrmsi、Vzrmsi为x、y、z3个方向各测点的速度总振级；k、m、n为x、y、z3个方向上的测点数。在上述的变压器绕组振动法测试系统中，动态信号测试系统组成：一振动信号调理芯片，其与振动加速度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器绕组振动法测试系统，本实用新型特征在于：将至少一个振动加速度传感器放置于变压器油箱壁上，以检测变压器的振动信号；将一电流传感器连接变压器用于检测变压器的三相电流信号；采用一动态信号测试系统分别与所述振动加速度传感器、电流传感器连接，以接收所述振动加速度传感器电流互感器分别传输的振动信号和电流信号，并对所述振动信号和电流信号分别进行滤波和放大；将一信号源控制及测试分析系统与动态信号测试系统连接，以接收动态信号测试系统传输的数据和信号；设有一信号控制模块，其同时与动态信号测试系统、恒流变频激振电源连接，以接收动态信号测试系统传输的数据和信号；设有一恒流变频激振电源与信号控制模块连接，以接收信号控制模块传输的数据和信号；设有一励磁变压器分别与恒流变频激振电源和变压器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组振动法测试系统，本实用新型特征在于：
将至少一个振动加速度传感器放置于变压器油箱壁上，以检测变压器的振动信号；
将一电流传感器连接变压器用于检测变压器的三相电流信号；
采用一动态信号测试系统分别与所述振动加速度传感器、电流传感器连接，以接收
所述振动加速度传感器电流互感器分别传输的振动信号和电流信号，并对所述振动信号
和电流信号分别进行滤波和放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：于虹，钱国超，李亚宁，彭文帮，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南;53