[发明专利]变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法及装置，本发明实施例考虑了油浸式变压器运行时绕组、铁心等本体的振动激励源特性，以及绝缘油作为振动传递介质均匀传递载荷的影响，确保所确定的油箱表面振动敏感区域振动信号幅值相比其它区域占优，且对绕组、铁心等振动源的变化反映灵敏。本发明实施例确定的振动敏感区域，其振动能灵敏反应变压器绕组、铁心振动特性和状态特征。

技术领域

本发明涉及电力设备振动分析技术领域，尤其涉及一种变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法及装置。

背景技术

电力变压器是电力系统的枢纽设备，其安全可靠运行直接影响着电网的安全稳定性。绕组和铁心等本体是变压器故障多发部件，主要表现为绕组或铁心的机械结构在电磁力或者机械力作用下发生不可恢复的改变。由于变压器内部机械、电气结构复杂，一旦绕组机械结构发生改变，随之而变化的特征参量较多，因此针对不同特征量的监测引申了出多种变压器绕组状态监测方案。目前较为常用的包括短路阻抗法、频率响应法，扫频阻抗法，低压脉冲法以及振动信号分析法等。

变压器运行时，硅钢片的磁致伸缩会引起铁心振动，同时绕组在负载电流的电磁力作用下也会产生振动，并通过本体、支撑结构和绝缘油传递到油箱表面，引起油箱的振动。变压器油箱壁的振动与变压器绕组及铁心的压紧状况、位移和绕组的变形程度等机械状态有十分密切的关系；因此，可通过测量和分析变压器油箱壁的振动信号变化，研究变压器绕组及铁心机械状态的变化。

振动与机械结构自身特性及运行工况有关，对机械状态变化反映较为灵敏，变压器振动测试系统与电力系统间无电气连接，基于变压器振动信号的变压器状态监测技术因其能够实现对电力变压器实现在线监测的优点得到越来越多的关注，以期通过振动方法准确评估变压器内部机械状态，提高变压器的故障预警能力。

现有的变压器振动监测系统，都是在变压器油箱表面粘贴电信号振动传感器，根据油箱表面振动来推测变压器本体的振动及机械状态的变化。油箱表面的振动不仅与振动源和振动传递路径相关，还受油箱体本身机械结构特性的影响，油箱表面上的振动并不都能有效地体现本体的振动和机械状态。因此，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映灵敏的油箱表面敏感区域进行研究分析，排除冷却装置等外在振源、加强筋等振动传递路径上不利因素的干扰，合理选择测点，对于实现变压器铁心、绕组等本体的机械状态线状态监测和故障诊断非常重要。

传统方法测试变压器振动时，大多根据凭经验将测点布置在与绕组对应的油箱壁平板上，也有方法现在油箱壁上密集布置测点，对比各工况下的振动情况，然后从中选择振动幅值较大的测点，用于变压器振动特性测试与研究。从根本上来说，这些方法没有考虑变压器激振力特性以及机械结构特征等自身固有特性，测试得到的结果无法准确、客观地反映变压器本体的机械状态及其变化趋势，难以应用于实际的现场测试中。

因此，提供一种能够敏感反应变压器绕组、铁心振动特性和状态特征的振动敏感区域确定方法及装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法及装置，本发明实施例确定的振动敏感区域，其振动能灵敏反应变压器绕组、铁心振动特性和状态特征。

本发明实施例提供了一种变压器稳态工况下油箱振动敏感区域确定方法，包括：

建立与变压器油箱几何相似的节点模型，得到所述节点模型的各个节点；

获取到各个所述节点的原点频响函数和跨点频响函数，根据所述原点频响函数和所述跨点频响函数构造频响函数矩阵；

根据所述频响函数矩阵通过预置第一公式计算各个所述节点的振动响应；

通过预置第二公式对所述振动响应进行计算得到各个所述节点的振动综合评价指标，并根据所述振动综合评价指标在各个所述节点中选取振动测点。