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變壓器鐵芯振動實驗測試結果及分析
作者：威博特鐵芯 發布時間：2019-03-30 15:01:07 瀏覽次數：1、變壓器鐵芯油箱固有頻率測試結果分析
通常的振動系統為線性系統,用一特定已知的激振力,以可控的方法來激勵被測固體試件,同時測量輸入和輸出信號,通過傳遞函數分析,得到系統各階固有頻率。響應與激振力之間的關系可用導納Y表示,即
研究Y 與激勵力之間的關系,就可得到系統的頻率響應特性曲線。在共振頻率下,導納值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個點的測試分析得出各測點的頻率響應特性曲線如圖1所示。
圖1、1,2,3號測點共振頻率響應特性曲線
圖1中:g為重力加速度(g=9.8m/s2),下同。從圖1共振頻率響應特性曲線中可以看出,變壓器油箱頂部 3 個測點的共振頻率響應特性不一樣:1號測點的共振頻率為90,140,500Hz左右;2號測點的共振頻率為90,300,900 Hz左右;3號測點的共振頻率為140,520,780 Hz左右。若使用鐵芯頻帶能量的變化對鐵芯的狀態和故障進行分析和診斷時,共振對高頻部分(1kHz以內)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,需要先對振動測點進行研究,選擇合適的測點,排除共振及其他干擾因素的影響。
本實驗采用100Hz特征頻率分量占1kHz以內總分量的比例來設定閾值,判斷鐵芯松動故障。由于3個測點的共振頻率響應特性都不存在100 Hz的共振頻率,因此從共振影響角度考慮,3個測點均可作為有效測點。
2、變壓器鐵芯松動前后振動分析
變壓器鐵芯松動前,在變壓器低壓側加400V額定電壓時,對3個測點采集到的數據進行分析得到如圖2所示的頻譜圖。圖中:a 表示油箱測得的加速度信號。
本實驗采用100Hz特征頻率分量占1kHz以內總分量的比例來設定閾值,判斷鐵芯松動故障。由于3個測點的共振頻率響應特性都不存在100 Hz的共振頻率,因此從共振影響角度考慮,3個測點均可作為有效測點。
2、變壓器鐵芯松動前后振動分析
變壓器鐵芯松動前,在變壓器低壓側加400V額定電壓時,對3個測點采集到的數據進行分析得到如圖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1,2,3號測點振動頻譜
從圖 2 中 3 個測點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,這是因為鐵芯在交變磁通正負2個半周期內的鐵芯振動總是存在差異。參考圖1中3個點的共振頻率響應特性曲線,可解釋圖2中1號測點的500,900Hz分量,3號測點的150,300,700 Hz分量比較大的原因(發生共振現象)。
變壓器在故障前后,3個測點振動信號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個測點振動信號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100Hz振動分量隨電壓變化規律
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幺值的平方呈線性關系,在電網電壓有明顯波動時需要考慮電網電壓大小對鐵芯振動的影響;②1號測點振動的基頻幅值在鐵芯松動3mm 時,比正常狀態時的要小;2號測點振動的基頻分量幅值與正常狀態的幅值很接近,無法進行故障判斷;在松動鐵芯上方油箱的3號測點振動基頻幅值在鐵芯松動3mm 時,比正常狀態時的要大,因此可根據此特點進行鐵芯松動故障診斷與初步定位。