一种变压器绕组松动的模态识别系统技术方案

本实用新型专利技术是关于一种变压器绕组松动的模态识别系统，系统包括信号发生器、功率放大器、轴向激振器、幅向激振器、多个加速度传感器、预处理器和模态分析器，其中，信号发生器的输出端电连接功率放大器的输入端；功率放大器的输出端分别电连接轴向和幅向激振器的输入端；轴向和幅向激振器分别连接变压器绕组，且轴向激振器位于变压器绕组轴向侧的顶部，幅向激振器位于变压器绕组幅向侧的外部；轴向和幅向激振器的输出端分别电连接预处理器的输入端；加速度传感器均匀设置在变压器绕组的上部、中部和下部，且加速度传感器分别电连接预处理器的输入端；预处理器的输出端电连接模态分析器的输入端。该系统用于变压器绕组的模态检测，识别轻微变形。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及绕组故障检测设备
，尤其涉及一种变压器绕组松动的模态识别系统。
技术介绍
随着电网容量的增大，对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了更高的要求，一次电气设备直接影响着电力系统的稳定，大力电力变压器是电网中最主要的一次电气设备，电力变压器安全运行与否直接影响着电力系统的安全稳定运行。对长期运行的电力变压器而言，若不及时对故障进行维修，不仅会损害变压器，更会对电网的正常运行造成影响，甚至会导致电力系统的崩溃，因此对于变压器故障诊断与监测有着非同寻常的意义。电力变压器绕组抗短路能力不足已成为引发变压器事故最主要的原因，变压器绕组松动或变形是造成绕组抗短路能力不足的一个重要因素。常见电力变压器绕组松动与故障检测有频响分析法和短路阻抗法，其中频响分析法是将绕组一端注入扫频信号，在另一端测量传递过来的信号，计算绕组的传递函数，然后根据绕组冲击前后传递函数的变化，计算得到绕组是否变形；短路阻抗法是通过测量绕组冲击前后绕组短路阻抗的变化来检测绕组是否发生变形。但是，频响分析法和短路阻抗法都是采用电测方法，仅对绕组变形程度严重的情况较为有效，对绕组轻微变形并不敏感，而且不能进行在线监测。
技术实现思路
为克服相关技术中存在现有的绕组松动检测方法对绕组轻微变形不敏感，且不能进行在线监测的问题，本技术提供一种变压器绕组松动的模态识别系统。为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：本技术提供的变压器绕组松动的模态识别系统用于变压器绕组的模态检测，所述系统包括信号发生器、功率放大器、轴向激振器、幅向激振器、多个加速度传感器、预处理器和模态分析器，其中：所述信号发生器的输出端电连接所述功率放大器的输入端；所述功率放大器的输出端分别电连接所述轴向激振器和幅向激振器的输入端；所述轴向激振器连接所述变压器绕组，且所述轴向激振器位于所述变压器绕组轴向侧的顶部；所述幅向激振器连接所述变压器绕组，且所述幅向激振器位于所述变压器绕组幅向侧的外部；所述轴向激振器和幅向激振器的输出端分别电连接所述预处理器的输入端；所述加速度传感器均匀设置在所述变压器绕组的上部、中部和下部，且所述加速度传感器分别电连接所述预处理器的输入端；所述预处理器的输出端电连接所述模态分析器的输入端。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述轴向激振器的底端设置第一顶杆，所述轴向激振器通过所述第一顶杆连接所述变压器绕组，且所述轴向激振器的轴线所在直线与所述变压器绕组的轴线所在直线平行。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述第一顶杆的底端设置第一压力传感器，所述第一传感器与所述变压器绕组的顶端接触，且所述第一压力传感器电连接所述预处理器的输入端。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述幅向激振器的底端设置第二顶杆，所述幅向激振器通过所述第二顶杆连接所述变压器绕组，且所述幅向激振器的轴线所在直线与所述变压器绕组的轴线所在直线垂直。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述第二顶杆的底端设置第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述变压器绕组的侧面接触，且所述第二压力传感器电连接所述预处理器的输入端。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述轴向激振器和幅向激振器均包括电动式激振器。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述加速度传感器包括振动加速度传感器。优选地，上述变压器绕组松动的模态识别系统中，所述模态分析器包括DHMA模态分析器。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术提供的变压器绕组松动的模态识别系统用于变压器绕组的模态检测，该系统包括信号发生器、功率放大器、轴向激振器、幅向激振器、多个加速度传感器、预处理器和模态分析器，其中，信号发生器的输出端电连接功率放大器的输入端；功率放大器的输出端分别电连接轴向激振器和幅向激振器的输入端；轴向激振器连接变压器绕组，且轴向激振器位于变压器绕组轴向侧的顶部；幅向激振器连接变压器绕组，且幅向激振器位于变压器绕组幅向侧的外部；轴向激振器和幅向激振器的输出端分别电连接预处理器的输入端；加速度传感器均匀设置在变压器绕组的上部、中部和下部，且加速度传感器分别电连接预处理器的输入端；预处理器的输出端电连接模态分析器的输入端。工作时，信号发生器主要用于产生白噪声信号，白噪声信号经过功率放大器进行放大，直接驱动轴向激振器对变压器绕组进行激励，使得变压器绕组产生轴向振动，或驱动幅向激振器对变压器绕组进行激励，使得变压器绕组产生幅向振动，加速度传感器采集变压器绕组的轴向振动信号或幅向振动信号，并与轴向激振器振动力信号或幅向激振器振动力信号同时传输至预处理器，预处理器对信号进行预处理，求出各测点频率响应函数，将预处理后的数据导入模态分析器，最后求出轴向或幅向模态参数，进而分析得到变压器绕组松动的模态参数。本技术提供的变压器绕组松动的模态识别系统通过振动法分析变压器绕组的机械特性，可以及时发现微小变形，且可以实现在线监测。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种变压器绕组松动的模态识别系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的变压器绕组松动的模态识别系统中轴向激振器的使用状态图；图3为本技术实施例提供的变压器绕组松动的模态识别系统中幅向激振器的使用状态图；图1-图3符号表示：1-信号发生器，2-功率放大器，3-轴向激振器，31-第一顶杆，32-第一压力传感器，4-幅向激振器，41-第二顶杆，42-第二压力传感器，5-变压器绕组，6-加速度传感器，7-预处理器，8-模态分析器。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。模态是机械结构的固有振动特性，机械结构的模态通常是由固有频率、阻尼比、模态振型组成，其实验原理如下：根据系统模态参数的理论分析可知，对一个自由度为N的比例阻尼系统来说，其第r阶模态坐标为：则结构上任意测点l的响应为：在单激励情况下，激励力作用于p点时，则激励力向量变为：F＝[0...0...fp(ω)...0...0](4)模态力为：根据式(1)、式(3)、式(5)得到：据此可得测量点l和激励点p之间的频率响应函数为：式(7)表明，l点的响应是单独由p点的激励力引起的，即Hlp(ω)的含义为在p点作用一个单位正弦力时在l点产生的复响应。由此可见，频率响应函数与激励力的大小无关，由模态参数直接决定。令可根据式(7)得：式中：——l测点的r阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器绕组松动的模态识别系统，用于变压器绕组(5)的模态检测，其特征在于，包括信号发生器(1)、功率放大器(2)、轴向激振器(3)、幅向激振器(4)、多个加速度传感器(6)、预处理器(7)和模态分析器(8)，其中：所述信号发生器(1)的输出端电连接所述功率放大器(2)的输入端；所述功率放大器(2)的输出端分别电连接所述轴向激振器(3)和幅向激振器(4)的输入端；所述轴向激振器(3)连接所述变压器绕组(5)，且所述轴向激振器(3)位于所述变压器绕组(5)轴向侧的顶部；所述幅向激振器(4)连接所述变压器绕组(5)，且所述幅向激振器(4)位于所述变压器绕组(5)幅向侧的外部；所述轴向激振器(3)和幅向激振器(4)的输出端分别电连接所述预处理器(7)的输入端；所述加速度传感器(6)均匀设置在所述变压器绕组(5)的上部、中部和下部，且所述加速度传感器(6)分别电连接所述预处理器(7)的输入端；所述预处理器(7)的输出端电连接所述模态分析器(8)的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组松动的模态识别系统，用于变压器绕组(5)的模态检测，其特征在于，包括信号发生器(1)、功率放大器(2)、轴向激振器(3)、幅向激振器(4)、多个加速度传感器(6)、预处理器(7)和模态分析器(8)，其中：所述信号发生器(1)的输出端电连接所述功率放大器(2)的输入端；所述功率放大器(2)的输出端分别电连接所述轴向激振器(3)和幅向激振器(4)的输入端；所述轴向激振器(3)连接所述变压器绕组(5)，且所述轴向激振器(3)位于所述变压器绕组(5)轴向侧的顶部；所述幅向激振器(4)连接所述变压器绕组(5)，且所述幅向激振器(4)位于所述变压器绕组(5)幅向侧的外部；所述轴向激振器(3)和幅向激振器(4)的输出端分别电连接所述预处理器(7)的输入端；所述加速度传感器(6)均匀设置在所述变压器绕组(5)的上部、中部和下部，且所述加速度传感器(6)分别电连接所述预处理器(7)的输入端；所述预处理器(7)的输出端电连接所述模态分析器(8)的输入端。2.根据权利要求1所述的变压器绕组松动的模态识别系统，其特征在于，所述轴向激振器(3)的底端设置第一顶杆(31)，所述轴向激振器(3)通过所述第一顶杆(31)连接所述变压器绕组(5)，且所述轴向激振器(3)的轴线所在直线与所述变压器绕组(5)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于虹，钱国超，邹德旭，
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