一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)是關(guān)于一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、軸向激振器、幅向激振器、多個(gè)加速度傳感器、預(yù)處理器和模態(tài)分析器，其中，信號(hào)發(fā)生器的輸出端電連接功率放大器的輸入端；功率放大器的輸出端分別電連接軸向和幅向激振器的輸入端；軸向和幅向激振器分別連接變壓器繞組，且軸向激振器位于變壓器繞組軸向側(cè)的頂部，幅向激振器位于變壓器繞組幅向側(cè)的外部；軸向和幅向激振器的輸出端分別電連接預(yù)處理器的輸入端；加速度傳感器均勻設(shè)置在變壓器繞組的上部、中部和下部，且加速度傳感器分別電連接預(yù)處理器的輸入端；預(yù)處理器的輸出端電連接模態(tài)分析器的輸入端。該系統(tǒng)用于變壓器繞組的模態(tài)檢測(cè)，識(shí)別輕微變形。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及繞組故障檢測(cè)設(shè)備
，尤其涉及一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著電網(wǎng)容量的增大，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和供電可靠性提出了更高的要求，一次電氣設(shè)備直接影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，大力電力變壓器是電網(wǎng)中最主要的一次電氣設(shè)備，電力變壓器安全運(yùn)行與否直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的電力變壓器而言，若不及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行維修，不僅會(huì)損害變壓器，更會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響，甚至?xí)?dǎo)致電力系統(tǒng)的崩潰，因此對(duì)于變壓器故障診斷與監(jiān)測(cè)有著非同尋常的意義。電力變壓器繞組抗短路能力不足已成為引發(fā)變壓器事故最主要的原因，變壓器繞組松動(dòng)或變形是造成繞組抗短路能力不足的一個(gè)重要因素。常見電力變壓器繞組松動(dòng)與故障檢測(cè)有頻響分析法和短路阻抗法，其中頻響分析法是將繞組一端注入掃頻信號(hào)，在另一端測(cè)量傳遞過來的信號(hào)，計(jì)算繞組的傳遞函數(shù)，然后根據(jù)繞組沖擊前后傳遞函數(shù)的變化，計(jì)算得到繞組是否變形；短路阻抗法是通過測(cè)量繞組沖擊前后繞組短路阻抗的變化來檢測(cè)繞組是否發(fā)生變形。但是，頻響分析法和短路阻抗法都是采用電測(cè)方法，僅對(duì)繞組變形程度嚴(yán)重的情況較為有效，對(duì)繞組輕微變形并不敏感，而且不能進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為克服相關(guān)技術(shù)中存在現(xiàn)有的繞組松動(dòng)檢測(cè)方法對(duì)繞組輕微變形不敏感，且不能進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的問題，本技術(shù)提供一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：本技術(shù)提供的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)用于變壓器繞組的模態(tài)檢測(cè)，所述系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、軸向激振器、幅向激振器、多個(gè)加速度傳感器、預(yù)處理器和模態(tài)分析器，其中：所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端電連接所述功率放大器的輸入端；所述功率放大器的輸出端分別電連接所述軸向激振器和幅向激振器的輸入端；所述軸向激振器連接所述變壓器繞組，且所述軸向激振器位于所述變壓器繞組軸向側(cè)的頂部；所述幅向激振器連接所述變壓器繞組，且所述幅向激振器位于所述變壓器繞組幅向側(cè)的外部；所述軸向激振器和幅向激振器的輸出端分別電連接所述預(yù)處理器的輸入端；所述加速度傳感器均勻設(shè)置在所述變壓器繞組的上部、中部和下部，且所述加速度傳感器分別電連接所述預(yù)處理器的輸入端；所述預(yù)處理器的輸出端電連接所述模態(tài)分析器的輸入端。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述軸向激振器的底端設(shè)置第一頂桿，所述軸向激振器通過所述第一頂桿連接所述變壓器繞組，且所述軸向激振器的軸線所在直線與所述變壓器繞組的軸線所在直線平行。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述第一頂桿的底端設(shè)置第一壓力傳感器，所述第一傳感器與所述變壓器繞組的頂端接觸，且所述第一壓力傳感器電連接所述預(yù)處理器的輸入端。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述幅向激振器的底端設(shè)置第二頂桿，所述幅向激振器通過所述第二頂桿連接所述變壓器繞組，且所述幅向激振器的軸線所在直線與所述變壓器繞組的軸線所在直線垂直。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述第二頂桿的底端設(shè)置第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器與所述變壓器繞組的側(cè)面接觸，且所述第二壓力傳感器電連接所述預(yù)處理器的輸入端。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述軸向激振器和幅向激振器均包括電動(dòng)式激振器。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述加速度傳感器包括振動(dòng)加速度傳感器。優(yōu)選地，上述變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中，所述模態(tài)分析器包括DHMA模態(tài)分析器。本技術(shù)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：本技術(shù)提供的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)用于變壓器繞組的模態(tài)檢測(cè)，該系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、軸向激振器、幅向激振器、多個(gè)加速度傳感器、預(yù)處理器和模態(tài)分析器，其中，信號(hào)發(fā)生器的輸出端電連接功率放大器的輸入端；功率放大器的輸出端分別電連接軸向激振器和幅向激振器的輸入端；軸向激振器連接變壓器繞組，且軸向激振器位于變壓器繞組軸向側(cè)的頂部；幅向激振器連接變壓器繞組，且幅向激振器位于變壓器繞組幅向側(cè)的外部；軸向激振器和幅向激振器的輸出端分別電連接預(yù)處理器的輸入端；加速度傳感器均勻設(shè)置在變壓器繞組的上部、中部和下部，且加速度傳感器分別電連接預(yù)處理器的輸入端；預(yù)處理器的輸出端電連接模態(tài)分析器的輸入端。工作時(shí)，信號(hào)發(fā)生器主要用于產(chǎn)生白噪聲信號(hào)，白噪聲信號(hào)經(jīng)過功率放大器進(jìn)行放大，直接驅(qū)動(dòng)軸向激振器對(duì)變壓器繞組進(jìn)行激勵(lì)，使得變壓器繞組產(chǎn)生軸向振動(dòng)，或驅(qū)動(dòng)幅向激振器對(duì)變壓器繞組進(jìn)行激勵(lì)，使得變壓器繞組產(chǎn)生幅向振動(dòng)，加速度傳感器采集變壓器繞組的軸向振動(dòng)信號(hào)或幅向振動(dòng)信號(hào)，并與軸向激振器振動(dòng)力信號(hào)或幅向激振器振動(dòng)力信號(hào)同時(shí)傳輸至預(yù)處理器，預(yù)處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，求出各測(cè)點(diǎn)頻率響應(yīng)函數(shù)，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入模態(tài)分析器，最后求出軸向或幅向模態(tài)參數(shù)，進(jìn)而分析得到變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)參數(shù)。本技術(shù)提供的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)通過振動(dòng)法分析變壓器繞組的機(jī)械特性，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)微小變形，且可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。附圖說明此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本技術(shù)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本技術(shù)的原理。為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術(shù)實(shí)施例提供的一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)實(shí)施例提供的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中軸向激振器的使用狀態(tài)圖；圖3為本技術(shù)實(shí)施例提供的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)中幅向激振器的使用狀態(tài)圖；圖1-圖3符號(hào)表示：1-信號(hào)發(fā)生器，2-功率放大器，3-軸向激振器，31-第一頂桿，32-第一壓力傳感器，4-幅向激振器，41-第二頂桿，42-第二壓力傳感器，5-變壓器繞組，6-加速度傳感器，7-預(yù)處理器，8-模態(tài)分析器。具體實(shí)施方式這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本技術(shù)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本技術(shù)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，機(jī)械結(jié)構(gòu)的模態(tài)通常是由固有頻率、阻尼比、模態(tài)振型組成，其實(shí)驗(yàn)原理如下：根據(jù)系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的理論分析可知，對(duì)一個(gè)自由度為N的比例阻尼系統(tǒng)來說，其第r階模態(tài)坐標(biāo)為：則結(jié)構(gòu)上任意測(cè)點(diǎn)l的響應(yīng)為：在單激勵(lì)情況下，激勵(lì)力作用于p點(diǎn)時(shí)，則激勵(lì)力向量變?yōu)椋篎＝[0...0...fp(ω)...0...0](4)模態(tài)力為：根據(jù)式(1)、式(3)、式(5)得到：據(jù)此可得測(cè)量點(diǎn)l和激勵(lì)點(diǎn)p之間的頻率響應(yīng)函數(shù)為：式(7)表明，l點(diǎn)的響應(yīng)是單獨(dú)由p點(diǎn)的激勵(lì)力引起的，即Hlp(ω)的含義為在p點(diǎn)作用一個(gè)單位正弦力時(shí)在l點(diǎn)產(chǎn)生的復(fù)響應(yīng)。由此可見，頻率響應(yīng)函數(shù)與激勵(lì)力的大小無關(guān)，由模態(tài)參數(shù)直接決定。令可根據(jù)式(7)得：式中：——l測(cè)點(diǎn)的r階本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，用于變壓器繞組(5)的模態(tài)檢測(cè)，其特征在于，包括信號(hào)發(fā)生器(1)、功率放大器(2)、軸向激振器(3)、幅向激振器(4)、多個(gè)加速度傳感器(6)、預(yù)處理器(7)和模態(tài)分析器(8)，其中：所述信號(hào)發(fā)生器(1)的輸出端電連接所述功率放大器(2)的輸入端；所述功率放大器(2)的輸出端分別電連接所述軸向激振器(3)和幅向激振器(4)的輸入端；所述軸向激振器(3)連接所述變壓器繞組(5)，且所述軸向激振器(3)位于所述變壓器繞組(5)軸向側(cè)的頂部；所述幅向激振器(4)連接所述變壓器繞組(5)，且所述幅向激振器(4)位于所述變壓器繞組(5)幅向側(cè)的外部；所述軸向激振器(3)和幅向激振器(4)的輸出端分別電連接所述預(yù)處理器(7)的輸入端；所述加速度傳感器(6)均勻設(shè)置在所述變壓器繞組(5)的上部、中部和下部，且所述加速度傳感器(6)分別電連接所述預(yù)處理器(7)的輸入端；所述預(yù)處理器(7)的輸出端電連接所述模態(tài)分析器(8)的輸入端。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，用于變壓器繞組(5)的模態(tài)檢測(cè)，其特征在于，包括信號(hào)發(fā)生器(1)、功率放大器(2)、軸向激振器(3)、幅向激振器(4)、多個(gè)加速度傳感器(6)、預(yù)處理器(7)和模態(tài)分析器(8)，其中：所述信號(hào)發(fā)生器(1)的輸出端電連接所述功率放大器(2)的輸入端；所述功率放大器(2)的輸出端分別電連接所述軸向激振器(3)和幅向激振器(4)的輸入端；所述軸向激振器(3)連接所述變壓器繞組(5)，且所述軸向激振器(3)位于所述變壓器繞組(5)軸向側(cè)的頂部；所述幅向激振器(4)連接所述變壓器繞組(5)，且所述幅向激振器(4)位于所述變壓器繞組(5)幅向側(cè)的外部；所述軸向激振器(3)和幅向激振器(4)的輸出端分別電連接所述預(yù)處理器(7)的輸入端；所述加速度傳感器(6)均勻設(shè)置在所述變壓器繞組(5)的上部、中部和下部，且所述加速度傳感器(6)分別電連接所述預(yù)處理器(7)的輸入端；所述預(yù)處理器(7)的輸出端電連接所述模態(tài)分析器(8)的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器繞組松動(dòng)的模態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述軸向激振器(3)的底端設(shè)置第一頂桿(31)，所述軸向激振器(3)通過所述第一頂桿(31)連接所述變壓器繞組(5)，且所述軸向激振器(3)的軸線所在直線與所述變壓器繞組(5)的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于虹，錢國(guó)超，鄒德旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：新型
國(guó)別省市：云南;53