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變壓器鐵芯振動實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果及分析
作者：威博特鐵芯 發(fā)布時(shí)間：2019-03-30 15:01:07 瀏覽次數(shù)：1、變壓器鐵芯油箱固有頻率測試結(jié)果分析
通常的振動系統(tǒng)為線性系統(tǒng),用一特定已知的激振力,以可控的方法來激勵(lì)被測固體試件,同時(shí)測量輸入和輸出信號,通過傳遞函數(shù)分析,得到系統(tǒng)各階固有頻率。響應(yīng)與激振力之間的關(guān)系可用導(dǎo)納Y表示,即
研究Y 與激勵(lì)力之間的關(guān)系,就可得到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性曲線。在共振頻率下,導(dǎo)納值Y 會迅速增大,從而可以得到各階共振頻率。對變壓器油箱表面頂部3個(gè)點(diǎn)的測試分析得出各測點(diǎn)的頻率響應(yīng)特性曲線如圖1所示。
圖1、1,2,3號測點(diǎn)共振頻率響應(yīng)特性曲線
圖1中:g為重力加速度(g=9.8m/s2),下同。從圖1共振頻率響應(yīng)特性曲線中可以看出,變壓器油箱頂部 3 個(gè)測點(diǎn)的共振頻率響應(yīng)特性不一樣:1號測點(diǎn)的共振頻率為90,140,500Hz左右;2號測點(diǎn)的共振頻率為90,300,900 Hz左右;3號測點(diǎn)的共振頻率為140,520,780 Hz左右。若使用鐵芯頻帶能量的變化對鐵芯的狀態(tài)和故障進(jìn)行分析和診斷時(shí),共振對高頻部分(1kHz以內(nèi))能量會有一定的影響。因此,使用基頻100Hz或其他特定頻率分量變化來判斷鐵芯故障時(shí),需要先對振動測點(diǎn)進(jìn)行研究,選擇合適的測點(diǎn),排除共振及其他干擾因素的影響。
本實(shí)驗(yàn)采用100Hz特征頻率分量占1kHz以內(nèi)總分量的比例來設(shè)定閾值,判斷鐵芯松動故障。由于3個(gè)測點(diǎn)的共振頻率響應(yīng)特性都不存在100 Hz的共振頻率,因此從共振影響角度考慮,3個(gè)測點(diǎn)均可作為有效測點(diǎn)。
2、變壓器鐵芯松動前后振動分析
變壓器鐵芯松動前,在變壓器低壓側(cè)加400V額定電壓時(shí),對3個(gè)測點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到如圖2所示的頻譜圖。圖中:a 表示油箱測得的加速度信號。
本實(shí)驗(yàn)采用100Hz特征頻率分量占1kHz以內(nèi)總分量的比例來設(shè)定閾值,判斷鐵芯松動故障。由于3個(gè)測點(diǎn)的共振頻率響應(yīng)特性都不存在100 Hz的共振頻率,因此從共振影響角度考慮,3個(gè)測點(diǎn)均可作為有效測點(diǎn)。
2、變壓器鐵芯松動前后振動分析
變壓器鐵芯松動前,在變壓器低壓側(cè)加400V額定電壓時(shí),對3個(gè)測點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到如圖2所示的頻譜圖。圖中:a 表示油箱測得的加速度信號。
圖2、鐵芯正常時(shí)1,2,3號測點(diǎn)振動頻譜
從圖 2 中 3 個(gè)測點(diǎn)振動頻譜中可以看出:500Hz以后的頻率分量很小,振動信號主要是以100Hz為基頻的信號,但也包含50Hz奇次諧波成分,這是因?yàn)殍F芯在交變磁通正負(fù)2個(gè)半周期內(nèi)的鐵芯振動總是存在差異。參考圖1中3個(gè)點(diǎn)的共振頻率響應(yīng)特性曲線,可解釋圖2中1號測點(diǎn)的500,900Hz分量,3號測點(diǎn)的150,300,700 Hz分量比較大的原因(發(fā)生共振現(xiàn)象)。
變壓器在故障前后,3個(gè)測點(diǎn)振動信號100 Hz分量隨電壓變化曲線如圖3所示。
變壓器在故障前后,3個(gè)測點(diǎn)振動信號100 Hz分量隨電壓變化曲線如圖3所示。
圖3、鐵芯松動3mm 前后的1,2,3號測點(diǎn)100Hz振動分量隨電壓變化規(guī)律
從圖3中可以看出:①鐵芯松動前后,振動信號的基頻幅值與施加電壓標(biāo)幺值的平方呈線性關(guān)系,在電網(wǎng)電壓有明顯波動時(shí)需要考慮電網(wǎng)電壓大小對鐵芯振動的影響;②1號測點(diǎn)振動的基頻幅值在鐵芯松動3mm 時(shí),比正常狀態(tài)時(shí)的要小;2號測點(diǎn)振動的基頻分量幅值與正常狀態(tài)的幅值很接近,無法進(jìn)行故障判斷;在松動鐵芯上方油箱的3號測點(diǎn)振動基頻幅值在鐵芯松動3mm 時(shí),比正常狀態(tài)時(shí)的要大,因此可根據(jù)此特點(diǎn)進(jìn)行鐵芯松動故障診斷與初步定位。