短路冲击下变压器振动频响函数研究

发布时间：2019-07-16 06:16

【摘要】：针对离线测试方法无法对遭受短路冲击后的绕组状态进行在线评估和诊断的问题,提出了一种利用冲击电流下绕组振动的频响函数来表征绕组机械状态的方法。该方法利用振动信号和冲击电流构建了单输入多输出的振动系统,通过自功率谱密度函数获得短路冲击下变压器绕组振动的频响函数,并利用相关系数对多次短路冲击下绕组振动频响函数的相关性进行分析。对一台220kV变压器短路冲击试验的研究结果表明,在多次短路冲击中,不同频响函数间的相关系数与相电抗的偏差之间存在一定的负相关关系,即相关系数随相电抗的偏差增大而降低,相电抗偏差越大,相关系数越低。该方法可以利用短路故障时的录波信息,通过绕组的振动频响函数和两次短路冲击的相关系数来表征变压器绕组的机械状态。
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图片说明：深度为１６ｂｉｔ。电流信号和振动信号的采集装置相互独立，电流信息通过电流互感器ＡＧＶ－５００获得，电流比为５０００／１。表２振动加速度传感器参数型号ＢＺ１１８３工作频带／ｋＨｚ０．５～２０灵敏度／ｍＶ·（ｍ·ｓ－２）－１１０分辨率／ｍ·ｓ－２１０－３量程／ｍ·ｓ－２±４００在做好相关仪器的电磁屏蔽工作的同时，选择油箱表面具有较大平板面积的区域安装振动加速度传感器，同时远离油箱表面的加强筋结构［２８］，安装位置如图３所示。图３振动传感器安装位置３．２Ｂ相绕组高－低压短路冲击试验在额定分接开关位置处，，根据预先短路法将三相绕组的低压侧全部短路接地，中压侧开路，中压中性点接地，采用单相电源将试验电压施加于高压Ｂ相套管和高压中性点Ｏｍ。在３次短路冲击时Ｂ相高压绕组的电流幅值及持续时间如表３所示。从录波仪上获得的第２次短路冲击时的电流如图４所示，该电流的对称幅值约为２．４ｋＡ，在短路之后的０．０１ｓ时，短路电流达到峰值约为６．６ｋＡ，约为额定电流的１０倍。表３Ｂ相高压绕组短路电流测量信息分接位置试验相对称电流／Ａ相峰值电流／Ａ持续时间／ｓ额定分接１２３９８６６９８０．２６６２２３９４６５８３０．２６６３２４０９６６２６０．２６６３．３Ｂ相短路冲击振动信号时域特点保留短路合闸前的０．０５ｓ和短路合闸后的１００
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图片说明：差的变化趋势来看，各相在３次短路冲击后的电抗偏差趋势相同，具有一定的单调变化特点，说明变压器在多次短路冲击后变形朝着同一方向发展，具有一定的累积效应；（３）从三相的相电抗偏差极差来看，Ｂ相在３次短路冲击之后发生了较为明显的变化，相电抗偏差极差最大，为０．４９，Ｃ相绕组的变化程度最小，为０．１，说明Ｃ相绕组的抗短路能力最好，机械状态未发生明显变化。从３相绕组的测量结果来看，各相相电抗偏差均符合要求［２１］，说明该变压器具有较好的抗短路能力。图６Ｂ相２号测点幅频特性曲线４．２频响函数法由式（８）可得Ｂ相２号测点在高压－低压３次短路冲击下的频响函数，如图６所示。由于短路冲击电流的功率谱密度多集中在１００Ｈｚ附近，因此传递函数中的０～１００Ｈｚ处的幅频特性几乎为０，同时１０１
【作者单位】：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;国家电网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51377130)
【分类号】：TM41

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