探伤设备,频谱仪,频谱分析仪

樽祥检测仪器首页 | 收藏本站 | 繁体中文
热线:400-068-2336 86-010-68682336 客服:关先生
公司首页公司产品公司资讯诊断案例新品推荐行业动态联系我们关于我们
首页诊断应用预知维修  
 
500 kV变压器局部振动异常的原因分析

检测仪

来源:检测仪 点击数:2830次 更新时间:2015-1-22 14:12:29
诊断名称:500 kV变压器局部振动异常的原因分析
备注信息:

某500 kV变压器1997年l2月投运,单相容量为250 MVA,2004年l0月起局部区域振动出现较大范围的波动,zui小为46 m,zui大为182 m。2005年1月31日该主变压器停电年检,2月5日再次投运后,A、B相的振动都出现了较大幅度的跃变,经询问在此期间系统无异常情况发生。
利用便携式测振仪对该变压器振动进行跟踪测试。测试结果表明,变压器振动与负荷电流的大小有关,随着负荷电流的增大,变压器振动变大。振动的异常区域很小。
为尽快分析原因,确认该主变压器是否可以继续运行,对运行单位如何做好该主变压器的运行监视提出意见,对该变压器的振动、谐波、直流电流、合闸涌流等参数进行了现场实测,结合理论分析,提出引起该变压器振动异常的技术原因。
国内许多学者就变压器振动信号的提取、振动信号的特征分析及引起变压器振动异常的原因等方面进行了专题分析研究。
文献[1]_[5]的专题研究皆以变压器铁芯磁滞收缩和绕组紧固不良作为研究对象,从振动信号上看,存在以下明显特点:① 变压器振动偏大发生在整个变压器外壳上,各区域的振动幅值差异不大;② 变压器振动波形的基波频率为100 Hz,存在基波频率整数倍的谐波振动信号。
本实例主变压器振动异常,出现的现象与上述特点有明显的差异,该变压器振动异常仅出现在几个局部小区域,而其他部位的振动皆正常。该变压器振动
波形的基波频率为50 Hz,几乎不存在基波频率整数倍的谐波振动信号。
上述国内研究结果对本实例主变压器振动异常,几乎无直接借鉴作用。

1 主变压器振动测量及结果分析
1.1 测点位置
图1为变压器的振动测点布置图,振动测量点离地高度约为1.9 m(相当于变压器箱壳高度的1/2)的位置,在变压器的外壳表面上,每台变压器油枕侧取以往振动zui大的2个测量点,并用记号笔标志。测点2在35 kV侧,测点1在中间部位。

1.2 振动监测内容
用手持式振动数据采集分析仪,监测2号主变压器A、B、C相各2个固定测量点的振动位移量峰一峰值。
用Puma动态振动采集系统,监测2号主变压器A、B、C相各工况的2个固定测量点的加速度时域、频域波形。
用Puma动态振动采集系统测量三维值,实测结果表明,振动的方向主要来自于与变压器箱壁垂直的方向,其他两个方向振动很小。实测数据所给的都是与变压器箱壁垂直的方向的振动量和波形。
1.3 主变压器振动幅值测试结果
(1)变压器振动幅值。变压器振动幅值测试数据见表1。
(2)变压器带负荷时加速度频域典型波形。变压器带负荷时加速度频域典型波形如图2所示。

由图4可知,变压器箱壳固有频率分别为91.25、122.5、173.75 I-Iz。测点位置的壳体无50 I-Iz共振频率。
从该主变压器振动测试结果可知,主变压器在带负荷的情况下振动较大,随着负荷电流的增加,振动变大,振动频率主要是50 Hz;主变压器空载情况下的振动较小,振动频率主要是100 Hz的倍数;投切前后变压器的振动幅值发生明显变化,无规律性;变压器壳体无50 Hz共振频率。

2 主变压器合闸涌流测量结果
合闸涌流的大小与变压器的铁芯饱和度及断路器的合闸角度等因素有关,在一定程度上可反映变压器的剩磁情况,剩磁越大则合闸涌流越大。
本主变压器与其他同类型变压器的合闸涌流对比见图5。

从本主变压器与其他同类型变压器的合闸涌流对比可以看出,该主变压器的合闸涌流两次测量结果的zui大值分别为1.35 pu和1.48 pu,该变压器的合闸涌流是同类型变压器合闸涌流的zui大值,不能排除该变压器存在明显剩磁的可能性。
3 变电所谐波实测
过大的系统谐波会引起变压器振动异常,为此利用主变压器振动异常检查性投切试验的机会进行了谐波测试,试验采用t~rvn:,Qr,nooo A及LEM r,Qr,nooo B型仪器。主变压器500 kv电压谐波信号取自该主变压器套管TA末屏接的电容分压器。投切前后500 kV、220 kV侧电流谐波信号取自电度表屏TA二次侧。
电流谐波典型频谱如图6(a)和(b)所示。500 kV典型电压频谱如图7所示。
从实测结果来看,实例主变2号变压器电流、电压谐波均较小。系统的电源谐波情况不会对该变压器的振动产生明显影响。
4 2号主变压器中性点直流电流测试结果分析
变压器中性点电流的大小与接地网中是否有直流电流注入等因素有关,在一定程度上可反映变压器的偏磁情况,直流电流大说明直流偏磁较严重。
兰亭变2号主变压器、瓶窑变3号主变压器与实例主变压器是同一制造厂家、同一批次的变压器,结构几乎完全相同。双龙变1号主变压器、3号主变压器与实例主变压器系不同厂家制造,但运行条件基本相同。上述变压器中性点直流电流测试结果见 表2.

 

从变压器中性点直流电流测试结果可以看出,该主变压器中性点直流电流均较小,与其他同类型变压器相比,中性点直流电流无明显差异。由此可见,该变压器不存在接地网中有较大直流电流注入的情况,即该变压器局部振动较大与外部直流电流注入无关。
5 实例主变压器振动异常原因分析
5.1 变压器振动频率特性分析
变压器的振动主要来源于铁芯的磁滞收缩、线圈的紧固不当及铁芯剩磁。

5.1.1 铁芯磁滞收缩的振动频率特性
大型变压器的磁密范围为1.6~1.8 T,由于磁滞伸缩的变化周期是电源频率的半个周期,磁滞伸缩引起的变压器本体的振动,是以2倍的电源频率(100 Hz)为基频,频谱中100 Hz分量占优势。所以可以认为硅钢片的振动主要由铁磁材料的磁致伸缩特性引起,而片中感生涡流和磁场相互作用引起的振动可以忽略不计。
5.1.2 线圈的振动频率特性
对于流过负荷电流且铁芯不饱和的变压器绕组而言,存在以下关系:
绕组的电磁力OC(安匝密度) X(线圈高度)X(线圈的等效平均周长)就某一台特定的变压器而言,线圈高度、线圈的等效平均周长为常数。安匝密度等于线圈的安匝数
除以本线圈高度得到的商,故:绕组的电磁力OC某一常数乘以电流的平方作用在变压器绕组上的电磁力与负荷电流的平方呈线性关系。绕组振动加速度是与其所受电磁力的大小成正比的,绕组振动加速度信号与负荷电流的平方成正比,振动信号的基频是负荷电流基频的两倍(即100 nz)。
5.1.3 具有剩磁变压器的振动频率特性
变压器的振动幅度OC变压器绕阻的电动力(变压器绕组的电动力=绕组电流x磁通密度)设绕组电流I=,msinwt,则磁通密度B =B。+B sinwt,其中,曰。为常数,即变压器剩磁;,m为绕组电流zui大值(有效值)。
变压器的振动幅度。c变压器线圈的电动力F=K(sinwt) + sinwt,其中,K1和 为与I B0、B 有关的常数,故:变压器的振动幅值。c I 。+K41 , 和为常数。
由此可知,有剩磁时变压器的振动频率包含50 I-Iz、100 Hz两个分量,当: 《 时,实测变压器的振动频率
仅为50 Hz,如图8所示。

5.2 同结构变压器振动情况
瓶窑变3号主变压器和兰亭变3号主变压器与实

     樽祥工业监测设备(北京樽祥科技有限责任公司直属门户形象宣传 zximd.com)成立于2009年
     樽祥科技(北京樽祥科技有限责任公司 简称:樽祥科技)主要为企业提供资产优化平台,包括设备的预知维修(状态监测),现场故障诊断等多种服务,振动分析仪,测振仪,电气检测,机械故障诊断,黑体炉和整合相关产品。樽祥科技拥有状态检测重点实验室、专业的技术服务人员,在国内外技术专家的支持下推出电气设备诊断技术、振动与动平衡技术、油液监测技术等百余种解决方案,我公司本着产品以性能可靠、技术先进、实用轻巧而赢得了企业设备管理及工程技术人员的赞誉。

公司: 北京樽祥科技有限责任公司 
行业: 工业监测设备-仪器仪表  
联系: 关军传 
手机: 13911336871 
电话: 400-068-2336,+86-010-68682336,010-68683486
相关产品:频谱分析仪

 

【刷新页面】【加入收藏】【打印此文】 【关闭窗口】
上一篇:现场动平衡技术案例 下一篇:振动信号的测取
 

网友点评
没有点评
参与点评

 用户名:验证码: 看不清楚请点击刷新验证码
 请文明参与讨论,禁止漫骂攻击
联系我们 | 关于我们 | 友情链接
检测仪,监测设备,轴承电机传感器,在线振动检测仪,测振仪,樽祥科技 Copyright 2009-2012 @ All Rights Reserved
邮件:info@zunxiangtec.com 电话:400-068-2336 86-010-68682336  地址:北京市石景山城通街26号金融街(长安)中心4号楼 联人:关先生 备案号: 京ICP备09065323号-5 京公网安备11010702001166号