变压器异常振动实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种变压器异常振动实验装置，变压器异常振动实验装置中具有：直流发生器，其向变压器的交流回路中注入不同大小的直流电流，模拟直流偏磁；谐波发生器，其产生不同频率的谐波，以模拟谐波影响；谐波分析仪，其对由谐波发生器产生的谐波进行分析；录波仪，其记录电压和电流波形，在变压器模型的油箱内具有夹持铁芯的铁芯夹件，通过调节该铁芯夹件能够模拟铁芯松动或绕组松动。利用前述结构能全面地模拟铁芯松动、绕组松动、直流偏磁和谐波影响的不同情况，获得变压器异常振动的内部信号和油箱外部信号，以及多项电气测试数据。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变压器异常振动实验装置，其用于采集变压器振动信号并能够对电流、电压以及损耗进行测量。
技术介绍
电力变压器在运行中异常振动是一种不良状态，引起异常振动的原因主要有:绕组和铁芯的紧固程度降低；直流偏磁条件下变压器励磁发生变化；谐波影响下电流波形畸变等。通过对运行中的变压器油箱表面进行振动检测和监测，可以有效发现异常振动信号，但对振动信号的模式识别和故障隐患分析诊断却是一项较为复杂的技术，需要有针对性地对变压器内部的典型异常振动源特性进行实验室环境下的模拟研究。中国专利号为201010104737.X专利技术专利公开的电力变压器绕组松动故障振动检测方法，以大型变压器绕组为监测对象，通过计算振动信号的傅里叶频谱、峰度值、6个时间尺度采样熵的和等参量对绕组松动程度进行判断。该方案的重点集中在信号处理和判断方法上，且仅模拟了绕组松动的情况，不能全面模拟各种故障情况。中国专利号为201110432033.X的专利技术专利公开的一种基于振动分析的电力变压器直流偏磁的判别方法，可将变压器油箱表面的振动信号通过延时嵌入至m维空间，以获得对应的数字符号序列，通过序列的直方图构建对应的特征函数，进而根据特征量来判别直流偏磁。该专利技术仅提供了一种进行信号处理分析的数学方法，用于对运行中的变压器因直流偏磁而产生的异常振动进行分析和判断，其并未提供如何在实验环境中模拟各种产生异常振动的不良条件的实现方法。综上所述，现有的变压器异常振动实验装置存在如下问题:( I)仅能模拟各种情况中的一种情况，而无法对全面的模拟各种故障情况；(2)只能对变压器的油箱表面的振动进行测量，而无法对内部的铁芯及绕组的振动进行测量。
技术实现思路
本技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够模拟绕组松动、铁芯松动、直流偏磁以及谐波影响的变压器异常振动实验装置。本技术的技术方案是:一种变压器异常振动实验装置，其应用于一变压器，该变压器具有油箱，该油箱内设有缠绕有绕组的铁芯，该实验装置包括振动发生单元、振动探头及振动信号处理分析仪，其中，该振动发生单元与该变压器模型电连接，振动探头设于该变压器模型上，振动探头通过信号线与振动信号处理分析仪连接，该振动发生单元包括模拟直流偏磁影响的直流偏磁实验单元、模拟谐波影响的谐波实验单元及模拟松动影响的松动实验单元的任意组合，振动探头将检测到的利用振动发生单元产生的变压器的振动信号转换成模拟电平信号，并经由信号线传送至振动信号处理分析仪。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述直流偏磁实验单元包括向变压器的交流回路中注入不同大小直流电流的直流发生器。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述直流发生器的一极与实验电源的中性点连接，另一极与变压器的中性点连接，并且在直流发生器的两极间并联有电容器。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述谐波实验单元包括能够产生不同频率谐波的谐波发生器。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述实验装置还包括对由所述谐波发生器产生的谐波进行分析的谐波分析仪以及记录电压、电流波形的录波仪或示波器。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述松动实验单元包括所述变压器的油箱内设置的用于夹持铁芯的可调节的铁芯夹件，通过调节该铁芯夹件能够模拟铁芯松动或绕组松动状态。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述铁芯夹件包括纵向调节结构和横向调节结构，所述铁芯夹件包括四根杆状部件，缠有绕组的铁芯夹持于四根杆状部件之间，所述纵向调节结构包括在沿铁芯高度方向的两根杆状部件之间设置的纵向压紧螺杆和纵向压紧螺母，所述横向调节结构包括在沿铁芯宽度方向的两根杆状部件之间设置的横压紧螺杆和横压紧螺母。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述振动探头贴设于所述变压器内的所述铁芯上，所述信号线穿过设于所述油箱的顶部的开口连接所述振动探头与振动信号处理分析仪。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述振动探头贴设于所述铁芯的低压部分的三个垂直的面上。根据上述的变压器异常振动实验装置，其中，所述谐波实验单元包括谐波发生器、谐波分析仪、录波仪以及电压电流损耗测试仪，其中，所述实验电源和变压器模型之间采用三相连接线供电，谐波发生器的三条三相输出线分别并入该三相连接线；谐波分析仪的三条三相电压信号线分别并入该三相连接线，三条三相电流信号线分别串入该三相连接线；录波仪的三条三相电压信号线分别并入该三相连接线，三条三相电流信号线分别串入该三相连接线；电压电流损耗测试仪的三条三相电压信号线分别并入该三相连接线，三条三相电流信号线分别串入该三相连接线。本技术的变压器异常振动实验装置中，变压器具有油箱，缠绕有绕组的铁芯设于油箱内，变压器与实验电源电连接，在变压器上设有振动探头，振动探头通过信号线与振动信号处理分析仪连接，振动探头将检测到的振动信号转换成模拟电平信号，并经由信号线传送至振动信号处理分析仪以进行分析处理，所述变压器异常振动实验装置的特征在于，在变压器异常振动实验装置中具有:直流发生器，其向变压器的交流回路中注入不同大小的直流电流，模拟直流偏磁；谐波发生器，其产生不同频率的谐波，以模拟谐波影响；谐波分析仪，其对由谐波发生器产生的谐波进行分析；录波仪，其记录电压和电流波形，在变压器的油箱内具有夹持铁芯的铁芯夹件，通过调节该铁芯夹件能够模拟铁芯松动或绕组松动。本技术利用直流发生器能够向变压器交流回路中注入不同大小的直流电流，从而能够模拟直流偏磁影响。利用谐波发生器产生的不同频率的谐波，模拟谐波影响。利用振动探头以及振动信号处理分析仪，能够采集到油箱内的变压器模型铁芯上各个方向的振动信号，并可以与油箱表面的振动信号进行比较。利用电压电流损耗测试仪、谐波分析仪以及录波仪能够从实验装置中获得各种电气测试数据。同时，通过调节纵向压紧螺母能够对绕组的预紧力进行调节，从而模拟组存在松动缺陷的情况。通过调节横向压紧螺母能够对铁芯的预紧力进行调节，从而模拟铁芯存在松动缺陷的情况。本技术能够对变压器油箱表面和铁芯表面同时采集振动信号，而且，该变压器异常振动装置还能够对电流、电压和损耗进行测量。采用该实验装置可便于形成各种异常振动原因的特征图谱参量库，从而为运行中变压器异常振动的带电检测和在线监测诊断分析提供参考。因此，利用上述结构能全面地模拟铁芯松动、绕组松动、直流偏磁和谐波影响的不同情况，获得变压器异常振动的内部信号和油箱外部信号，以及多项电气测试数据。通过对这些信号和数据进行分析，有助于建立异常振动的诊断方法和判别标准，实现变压器振动带电检测和在线监测，及时发现变压器绕组及铁心的故障隐患。附图说明 图1是本技术的整体框图。图2是本技术中直流电流发生器的连接框图。图3是本技术中变压器模型的主视图。图4是本技术中变压器模型的俯视图。图5是本技术中变压器模型的侧视图。图6是本技术中振动探头的连接情况的立体图。标号说明1:实验电源；2:变压器模型；3:谐波发生器； 4:直流电流发生器；5:电压电流损耗测试仪； 6:谐波分析仪；7:录波仪(或示波器)；8:振动探头；9:若干信号线；10:振动信号处理分析仪；11:中性点；12:中性点；13:电容器；14:铁芯；15:绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器异常振动实验装置，其应用于一变压器，该变压器具有油箱，该油箱内设有缠绕有绕组的铁芯，该实验装置包括振动发生单元、振动探头及振动信号处理分析仪，其中，该振动发生单元与该变压器模型电连接，振动探头设于该变压器模型上，振动探头通过信号线与振动信号处理分析仪连接，该振动发生单元包括模拟直流偏磁影响的直流偏磁实验单元、模拟谐波影响的谐波实验单元及模拟松动影响的松动实验单元的任意组合，振动探头将检测到的利用振动发生单元产生的变压器的振动信号转换成模拟电平信号，并经由信号线传送至振动信号处理分析仪。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙凯华，郝震，马继先，刘少宇，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，冀北电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：