变压器绕组松动的振动实验分析

变压器绕组故障是变压器故障中的重要部分,基于振动信号分析的方法可以实现变压器绕组运行状态的在线测量。阐述绕组的振动机理及传播路径,通过人为设置绕组松动故障,实测负载时不同松紧程度下的变压器油箱表面的振动信号。利用小波变换(WT)、经验模态分解(EMD)和总体经验模态分解(EEMD)三种方法对信号进行处理,并对信号能量熵求解,对比结果发现:针对绕组振动信号,三种能量熵变化规律与100 Hz处幅值均可作为初步判断绕组松动的指标。     

基于振动分布特征的电力变压器绕组故障诊断

振动分析法是实现电力变压器带电监测与故障诊断的重要手段,而基于振动分析法的故障诊断方法的关键在于从复杂的油箱壁振动信号中提取出状态特征(值或矢量)。传统的状态特征提取方法大多选取单个测点的振动信号进行时域或频域特征的提取,往往忽略了各测点间的振动分布特征。从振动重心的角度对振动分布的幅值重心及重心轨迹进行研究与分析,能够提出四个量化参数。在四个量化参数的基础上结合支持向量机分类算法提出基于振动分布特征的变压器绕组故障诊断模型。实际变压器的绕组故障实验以及十余台台电力变压器现场实测数据样本的分析与测试结果均表明,提出的振动分布特征及量化参数能够有效反映变压器绕组变形、压紧力松弛等机械结构变化,而基于振动分布特征的绕组故障诊断模型也可准确的对变压器绕组机械结构状态进行检测与诊断。     

基于自适应筛选EMD和CFDC的变压器绕组状态检测

为更加准确地检测变压器的绕组状态,提出了自适应筛选EMD算法来对变压器突发短路下的非平稳和强时变振动信号进行分解,进而根据得到的Hilbert边际谱定义了中心频率分布系数(Central Frequency Distribution Coefficient,CFDC)来对变压器绕组状态进行检测。仿真分析和某大型变压器实测振动信号的计算结果表明,增加了自适应筛选因子的改进EMD算法能够有效地抑制模态混叠现象,提高了振动信号分解的准确性,所定义的CFDC及其变化可以清晰地反映出变压器绕组状态改变的演变过程,便于及时有效检测绕组状态,确保变压器的安全可靠运行。     

基于振动分析法的变压器非电量状态监测与诊断研究

振动分析法可在不停机、不解体的情况下实现变压器的状态监测与故障诊断,对提高设备运行可靠性具有重要意义。变压器表面的振动与变压器绕组及铁心的压紧状态、位移、形变等密切相关,国内外学者对其进行了深入广泛的研究。对振动分析中的数值计算分析方法、振动测试技术进行了叙述,结合快速傅里叶变换、小波、希尔伯特黄变换、盲源分离技术介绍了信号处理方法在变压器振动分析中的应用,阐述了声学分析方法在变压器异常情况下的作用。对在线监测系统和离线振动频响的基本分析方法进行了简述。结合振动分析方法在变压器诊断应用中的趋势和难点,给出了需要深入研究的方向。     

基于Hilbert-Huang变换的电力变压器铁心压紧力监测方法

利用Hilbert-Huang变换对信号的自适应特性,提出一种基于振动法的电力变压器铁心压紧力在线监测方法。通过对铁心振动信号进行经验模式分解(EEMD),得到一组特征模式函数(IMFs),根据铁心振动特性确定出反映压紧力变化的IMFs,计算IMFs的瞬时频率和时频能量分布,用瞬时频率和时频能量分布构建能够表述铁心压紧力的特征矢量,经距离算法计算特征矢量的长度值,实现铁心压紧力变化的在线监测。实验结果表明,由Hilbert-Huang变换得到的铁心振动时频能量分布具有明确的物理意义,提出的特征矢量和距离算法能够有效反映铁心在不同压紧力状况下的振动特性,为电力变压器的振动在线状态监测与故障诊断奠定了良好的基础。     

轴向预紧力对变压器绕组振动特性的影响

研究不同预紧力下变压器绕组的振动特性,对所研究的220kN变压器的高低压绕组线圈通过振动实验和基于ANSYS的有限元分析两种不同方法来找出预紧力与变压器绕组振动的关系.     

《基于振动频响法的变压器绕组变形检测》

为了更加有效地识别绕组的变形故障,在基于机械振动频响法对变压器绕组进行检测的基础上,提出了标示绕组形变程度的振动频响曲线相关系数。通过对大型变压器的绕组进行人为故障设定,利用机械振动频响法对故障绕组进行检测,试验证明该振动频响曲线相关系数对判断变压器绕组变形具有较高的灵敏度。     

基于经验小波变换的变压器绕组结构衰退特征提取方法

根据变压器绕组物理结构建立多自由度数学模型,得到绕组自由振动解析解,建立结构参数与绕组状态之间的关系。在此基础上,利用经验小波变换提取不同固有频率对应的振动衰减曲线,并利用希尔伯特变换提取机械结构参数。实验采用一台三相110 kV变压器的绕组单元,通过调整压紧力大小模拟绕组结构衰退过程,施加机械冲击并采集不同位置的振动响应信号。实验结果表明,经验小波变换能快速有效地得到绕组结构模态信息,且绕组冲击响应中包含的机械结构参数能正确区分绕组结构状态。在现场测试中,对比分析不同状态变压器在下电过程中产生的振动。结果表明,该研究提出的绕组结构特征提取方法不仅有明晰的物理意义,而且有重要的工程应用价值。     

钻柱振动信号的在线监测及应用

钻柱振动信号是一种非常复杂的振动波,它包含了钻柱和钻头自身工况引起的振动、钻头与地层相互作用所激发的振动,钻柱与井壁相互碰撞和粘卡-释放引起的振动等。研究表明,井下钻柱的运动状态、牙轮钻头的磨损状况和岩石的破碎方式的不同,会表现出不同的振动特征。因此,在线监测和分析钻柱振动信号的时域和频域特征,实时识别井下钻具的工作状态,对预防钻具（钻柱和钻头）的早期损坏、减少钻井事故的发生具有重要作用。在调研国内外钻柱振动信号测量方法的基础上,研制了钻柱三轴振动信号的地面测量装置,并进行了现场试验。试验结果表明,通过对振动信号的时域和频域信号的特征分析,对可以识别出钻柱的非稳定工作状态、钻柱粘卡、钻头故障等异常工况,并且通过改变钻压或转盘转速可以消除因钻进参数配合不当二引发的高幅振动,防止钻具的早期损坏。     

负载电流法在基于振动信号分析法监测变压器铁心状况中的应用分析

振动法能够有效的诊断变压器运行中潜伏的故障。由于振动法在检测出故障的同时还能够检测铁心的状况,为其进行充分的研究开辟了门路。文中提到了一种负载电流法,在不空载运行变压器的情况下,能够取得变压器铁心振动信号基频成分。通过模拟变压器实际运行的情况,观察不同空载和负载电流情况下变压器本体的震动加速信号,分析拟合的负载电流与振动加速信号基频成分的关系曲线。实验得出,负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值与空载情况时变压器振动信号基频成分差异不大。由此可以看出,振动分析方法用于提取变压器铁心振动信号的基频成分是可行的。最后,对铁心故障采用负载电流法监测,发现该方法不失为初步判定铁心状况的有效方法。     

基于解析小波变换的变压器绕组模态参数识别

电力变压器绕组的模态参数与绕组结构振动特性、动力特性优化设计及振动故障诊断密切相关,考虑到传统的模态识别方法在获取变压器绕组这类非线性系统参数时的局限性,在对某10 kV实体变压器绕组进行轴向激振实验的基础上,引入复小波变换法对测试得到的振动信号进行分析,同时使用Crazy Climber算法提取小波脊线,得到变压器绕组的前三阶固有频率及其对应的阻尼比。计算结果与目前通用的频域识别方法Poly Max法识别结果的良好吻合说明计算结果的正确性。此外,计算结果表明基于小波变换的模态参数识别方法具有较强的抗干扰性能力,适合于分析变压器绕组这类复杂结果的模态参数。     

应用改进复Morlet小波识别电力变压器绕组模态参数

为准确识别电力变压器绕组模态参数,据某10 kV实体变压器绕组轴向激振实验结果,采用复Morlet小波对自由振动信号进行时频变换;使用改进的Crazy Climber算法提取时频图中小波脊线,获得变压器绕组前四阶固有频率及阻尼比,并将计算结果与PolyMax频域识别方法结果对比验证。结果表明,该方法能准确识别出变压器绕组前四阶固有频率,能更清晰显示信号能量随时间频率分布。基于复Morlet小波变换的模态参数识别方法抗干扰性能力较强,适合识别变压器绕组类复杂结构模态参数。     

大型变压器绕组刚度系数的动力修改方法

鉴于变压器绕组刚度及阻尼特性的复杂性，提出了一种确定变压器绕组刚度系数的新方法。该方法应用模态分析中的结构动力修改与灵敏度分析理论，采用理论分析和实验相结合的方法确定变压器绕组刚度系数。由该方法确定的刚度系数既包括了绕组垫块及端圈刚度的非线性特性，又考虑了诸多材质，结构，制造，安装，环境等理论上难以考虑的影响因素。经理论分析与实验验证，证明该方法是正确、有效的，可作为变压器绕组设计，结构特性重分析及故障诊断的依据。     

大型变压器故障诊断识别方法

(大型电力变压器传统的电测法故障诊断不仅过程复杂而且还不能有效地识别故障原因。由此,基于隐马尔科夫模型（HMM）和模糊集诊断识别原理的基础上,提出了对变压器绕组故障识别更有效的方法,即双规识别法。通过理论仿真并结合实验验证,这种方法可以对变压器的状态类型作出准确的识别。     

Calculating the coupling factor in a multilayer coaxial transformer with air core

High-voltage transformers can be built with coaxial transmission lines. This paper describes a transformer design that uses the coaxial screen as primary winding and the inner conductor as secondary. An advantage of transmission line transformers is that the insulation problem is solved and the construction can be kept simple; the coupling between the primary and secondary coils is high even though the transformer uses an air core. The air core brings another advantage: the capacity to store large quantities of magnetic energy. The combination of a high coupling factor and large energy storage capacity makes this transformer ideal for charging high-voltage capacitors fast. The winding type for the transformer is alternating Archimedean spirals. Here, we present a magnetic field analysis of the transformer's primary, secondary, and mutual inductance using a finite-element solver. We compare the measured magnetic flux density versus the calculated value. The step-up winding ratio of the transformer influences the coupling factor marginally if the construction has an even number of spiral layers for each set of windings. However, the result from the finite-element solver predicts a drop in coupling factor if the step-up transformer construction has an odd number of spiral layers. The copper conductors used in the transformer resemble isotropic copper pipes.     

基于动力吸振的变压器降噪方法研究

针对变压器低频噪声控制困难且线谱噪声特性明显的情况,提出了基于动力吸振的变压器噪声控制方法。首先,根据结构力学平衡关系建立附连动力吸振匀质板结构振动方程。进而,考虑将动力吸振以阻抗形式表征,建立附连动力吸振板结构理论分析模型。最后,为验证基于动力吸振技术的变压器降噪方法的有效性,开展了结构降噪性能分析。分析结果表明,动力吸振有利于如变压器类线谱噪声特性设备的减振降噪,动力吸振技术在电力设备减振降噪领域有较好的应用价值。     

户内配电变压器结构噪声污染分析及控制措施

为调查户内配电变压器噪声对居民生活的影响，对某受到噪声污染投诉的户内变压器进行噪声污染检测，结果显示室内房间的LAeq值和倍频带声压级均超出了国标规定的限值。对测试结果进行系统分析，发现其噪声污染源主要来自于室内变压器的低频结构噪声。在此基础上提出隔振设计的治理措施和方案，取得良好的效果，治理后该住宅户内的噪声检测数据全部满足国标规定的限值要求，该研究结果可为城市户内配电房设计和噪声污染控制提供重要的参考依据。     

志高小区变压器结构噪声分析与控制

为解决志高小区变压器噪声扰民问题,通过对该小区地下室干式变压器分布的研究,并结合对变压器噪声传播机理的分析,得出由变压器振动引起的结构噪声是扰民的主要原因。采取安装隔振装置等隔振措施,有效地降低了变压器噪声对居民的影响,并通过对居民室及变压器隔振前后的振动加速度进行测量,同一测点振动级降低均在10 d B以上,同一测点的加速度值降低60%以上,基本解决了由变压器结构噪声引起的噪声扰民问题。