[发明专利]一种变压器振动力特性测试系统及其应用方法有效

专利信息
申请号: 201811038397.8 申请日: 2018-09-06
公开(公告)号: CN109000869B 公开(公告)日: 2023-08-15
发明(设计)人: 卢铃;胡胜;吴晓文;彭继文;曹浩;曾惠芳;欧阳玲;李铁楠 申请(专利权)人: 国网湖南省电力有限公司;国网湖南省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司
主分类号: G01M7/00 分类号: G01M7/00;G01H17/00
代理公司: 湖南兆弘专利事务所(普通合伙) 43008 代理人: 谭武艺
地址: 410004 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 变压器 振动 特性 测试 系统 及其 应用 方法
【权利要求书】:

1.一种变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述变压器振动力特性测试系统包括基底(1)和弹簧单元(2),所述基底(1)的下部通过弹簧单元(2)支承固定在地面上,所述弹簧单元(2)包括多个并联布置的弹簧,所述基底(1)的上表面中部设有用于安装被试变压器(4)的安装座,所述基底(1)上安装固定有加速度计(3);所述应用方法的实施步骤包括:

1)确定被试变压器(4)的质量M1、基底(1)的质量M2;并在所述基底(1)的上表面中部的安装座中安装被试变压器(4);

2)在被试变压器(4)运行过程中实时获取加速度计(3)输出的加速度a,并根据式(1)计算得到被试变压器(4)的振动力F,从而获得被试变压器(4)的振动力特性测试结果;

F=( M1+ M2)a (1)

式(1)中,F为被试变压器(4)的振动力,M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量,a为加速度计(3)输出的加速度。

2.根据权利要求1所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述基底(1)和弹簧单元(2)构成的动力特性测试系统的固有频率为15Hz及以下。

3.根据权利要求1所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述安装座中安装有被试变压器(4),所述基底(1)的重量为被试变压器(4)的重量的10倍以上。

4.根据权利要求1所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述弹簧单元(2)总体的弹性系数为5×107N/m~10×107N/m。

5.根据权利要求4所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述弹簧为低阻尼弹簧。

6.根据权利要求5所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于:所述低阻尼弹簧为不锈钢弹簧。

7.根据权利要求6所述的变压器振动力特性测试系统的应用方法,其特征在于,步骤2)中式(1)的确定步骤包括:

2.1)针对所述变压器振动力特性测试系统建议简化的弹簧质量系统的物理模型,所述弹簧质量系统的物理模型包括质量为M1的被试变压器(4)和质量为M2的基底(1),且基底(1)通过弹簧单元(2)的简化弹簧模型支承固定在地面上,基于式(2)计算弹簧质量系统的共振频率f0

式(2)中,K为弹簧单元(2)总体的弹性系数,M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量;

2.2)根据质点振动学确定弹簧质量系统受承受竖直向下幅值为Fa的激励力受迫振动时,振动的加速度幅值aa如式(3)所示;

式(3)中,M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量,Fa表示激励力的幅值,Q为力学品质因素,z为激励力频率f与固有频率f0的比值;因此根据式(3)可知加速度幅值aa的大小取决于被试变压器(4)的质量M1、基底(1)的质量M2、激励力的幅值Fa、力学品质因素Q、激励力频率f与固有频率f0的比值z;其中,力学品质因素Q的计算函数表达式如式(4)所示;

式(4)中,f0为固有频率,M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量,R表示弹簧单元(2)的力阻;

2.3)考虑到被试变压器(4)的振动频率主要为100Hz的基频和其谐频,因此激励力频率f与固有频率f0的比值z如式(5)所示;

式(5)中,f为激励力频率,f0为固有频率,n为正整数;根据式(3)可知,激励力频率f与固有频率f0的比值z为10的倍数,因此可将1/z2近似为等于0;考虑到弹簧单元(2)的耗能很小,其力阻R取值很小,因此可将1/Q近似为等于0;基于上述近似考虑,将式(3)简化如式(6)所示;

式(6)中,M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量,Fa表示激励力的幅值,Q为力学品质因素,z为激励力频率f与固有频率f0的比值;根据式(6)可知,Fa近似等于(M1+M2)aa,其中M1为被试变压器(4)的质量,M2为基底(1)的质量,aa为振动的加速度,从而确定被试变压器(4)的振动力F的计算函数表达式如式(1)所示。

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