电力变压器绕组振动及传播特性研究

为进一步研究变压器绕组径向振动机理、绕组振动在油中的传播特性及规律,该文建立了基于欧拉梁的绕组径向振动及油中振动的传播模型,利用激光测振仪和振动加速度传感器试验研究了绕组径向振动、压板轴向振动特性,定义了功率传播比研究了不同电流下绕组振动的传递规律。对单相10kV电力变压器的研究结果表明,绕组的径向振动与压板轴向振动具有相同的数量级,两者对于振动的传播均有重要的作用;振动在油中传播过程中会因传播距离以及与油箱壁的入射角的增大而减弱对于油箱表面振动的影响,因此油箱表面振动主要受其相邻区域的绕组振动影响;轻载条件下,油箱表面的绕组振动主要来自于固体传播,而随着负载电流的增大,由变压器油传播而来的绕组振动功率增加;选择油箱表面靠近绕组振动强烈的区域进行振动监测可以获得较高的信噪比。研究结论可为基于振动分析法的变压器绕组机械状态检测方法提供依据。

换流站交流滤波电容器振动与噪声研究综述

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流侧谐波电流大,滤波电容器数量多,使得交流滤波电容器装置成为换流站可听噪声的主要来源之一。对近年来电容器振动与噪声研究进行了总结。通过分析排除了电容器内部的磁力作用和电容器心子与外壳间的电磁力影响,得出内部静电力是电容器振动与噪声的激励源。从功能转换的角度推导得出电容器极板受力与电压平方成正比。根据电容器振动与噪声特性及产生机理,分析了影响电容器振动噪声的主要因素,包括谐波频率与相位、浸渍剂、压紧系数和安装方式等。最后,论述了目前的噪声预估方法,并介绍了几种主要的降噪措施。综上所述,电容器内部的振动与传递过程是目前其减振降噪研究的重要内容,对电容器装置噪声的预估和降噪措施的研制均具有指导意义。

基于振动信号的电力变压器机械状态诊断方法研究综述

变压器绕组机械状态与其抗短路能力密切相关,研究相应的检测技术具有非常重要的意义。振动信号分析法以其可灵敏反映绕组机械状态、易于实现带电检测、与系统无直接的电连接等优点受到了广泛的关注。文中综述国内外相关文献和资料,从变压器的铁芯振动机理及特性、绕组振动模型、油箱表面振动和内部振动的关联性、非故障因素的影响和故障绕组振动特征提取及振动方法等5个方面,分析了铁芯模态仿真中的等效性,阐述了经典质量-弹簧-阻尼轴向振动模型的局限性,探讨了振动由内而外的传递过程,对比了老化、松动和变形对绕组振动特性的影响,总结了基于离散频率和宽频振动特征的故障诊断方法。最后,本文展望了未来值得继续深入研究的内容和方向,包括:建立计及硅钢片间作用力的铁芯模型,研究变压器油对铁芯和绕组振动的影响,分析不同传递路径对油箱振动的贡献,加强从宽频振动信号提取绕组故障特征的研究。

变压器油箱表面运行变形振型特性研究

变压器油箱表面振动信号与其内部绕组及铁心的机械状况密切相关,对其进行测量及特性分析是诊断变压器机械故障的重要手段之一。传统的单点测量方式受油箱固有模态特性的影响,使得拾取的信号因测点位置不同而产生很大的差异,且随正常工况波动而变化,限制了该方法的进一步现场应用。该文首先提出变压器油箱表面运行变形振型(ODS)的测量方法;然后在空载及负载试验条件下,分别研究了不同电压和电流时变压器油箱表面的ODS特性,提出了利用振型相关系数(SCC)判断ODS变化程度的方法;最后研究了绕组压紧程度松动时变压器油箱的ODS特性。结果表明:不同测点加速度为多频率复合的周期稳态准同步信号,因各点信号相位相同或相反使得整个表面振动分布呈现波动形式,且不同频率最大振幅出现的位置也有所不同。加载电压及负载电流的变化会直接影响油箱表面振动加速度幅值,但并不影响整体形态,SCC接近于1,即各点间振动幅值比值不变,振动相位不变。与正常情况下相比,绕组松动时SCC远小于1,说明ODS发生了明显变化。该研究工作为基于振动信号的变压器绕组及铁心机械状态评估和故障诊断提供了一条新思路。

变压器绕组多倍频振动机理及特性

变压器绕组振动信号与其机械状态密切相关,但现有的绕组振动机理研究尚不能很好地支持变压器绕组机械状态检测方法研究。为此,考虑变压器绕组机械振动与其所处漏磁场的相互耦合作用,建立了绕组两体振动模型,采用哈密顿原理推导出了模型的振动数学方程,解释了由机电耦合作用所引起的绕组非线性振动现象,完善了绕组振动机理,并通过理论分析及试验验证确定了绕组多倍频振动产生的条件。研究结果表明:绕组的振动主要集中在基频100 Hz处;然而,在机电耦合作用下,当绕组固有频率满足电流激励的整数倍时,会出现参变共振多倍频振动,振动频率为电流频率的整数倍。研究结论对变压器绕组机械故障诊断、抗短路能力设计、减振降噪技术具有指导意义。

电力变压器振动与噪声及其控制措施研究现状与展望

随着电网系统的快速发展,大容量、高电压电力变压器不断增多,其振动与噪声对设备自身及周边居民的健康造成的影响日益凸显,因此变压器振动与噪声及其控制受到了国内外学者的广泛关注。文中从变压器振动噪声机理、特性、影响因素以及控制措施等方面对国内外研究进展进行综述。分析了硅钢片的磁致伸缩特性及Maxwell应力特性,得出铁心振动噪声的主要来源及数学模型;根据绕组磁场分布及受力分布,分析了绕组轴向及幅向振动特性及数学模型;总结了冷却设备等部件的振动特性。从振动产生、传递到噪声辐射等过程分析了变压器传播特性。从激励-模态-振动-噪声入手,在源、传递路径两方面对减振降噪措施进行了总结。对未来研究重心进行了展望,包括:绕组振动数学模型的完善;铁心和绕组振动的相互影响;仿真研究的完善;基于调整模态特性的变压器减振降噪措施研究;测量手段的多样化。

计及热老化程度的变压器绕组内线圈短路承受能力评估方法

变压器长期运行过程中,绝缘纸板的力学性能在热应力作用下发生变化,进而引起其短路承受能力的变化。该文对绝缘纸板进行加速老化试验,获得不同老化纸板的力学性能;建立考虑支撑刚度的内线圈有限元模型,分析不同支撑刚度对应的内线圈幅向弯曲应力和屈曲临界载荷;并对1台110kV退运变压器的短路承受能力进行评估和试验。结果表明,纸板老化后弹性模量下降;考虑线圈支撑刚度后,辐向弯曲应力和临界载荷分别为直梁模型为两铰支圆弧拱模型计算结果的1/5和1/4;随着线圈的老化,弯曲应力的安全系数提高,临界载荷的安全系数降低,表明老化变压器出现屈曲的可能性增大。研究结果可为老化变压器短路承受能力评估提供重要依据。

换流站交流滤波场噪声分布特性分析

随着高压直流输电的快速发展,换流站交流滤波场的噪声问题也日渐突出。本文针对国家电网某换流站750 kV BP11/BP13交流滤波场进行了噪声和振动测量,总结分析了噪声的频谱特性,探究了各频率噪声的主要来源,并对空间分布特性进行了讨论,发现交流滤波场的噪声分布不具有对称性,并且随着噪声频率升高声场的干涉现象也逐渐突出。

交流滤波电容器振动噪声特性及声场控制研究

在高电压、大容量的直流输电系统中,交流滤波电容器装置为换流站可听噪声的主要来源之一。本文搭建了一套基于激光测振仪的电容器外壳振动测量试验系统,分别测量了单一频率和多频率合成激励下的电容器外壳振动形态。然后研究了电容器振动噪声特性,得到了不同频率的声辐射效率和各面声贡献量。最后提出了整个电容器装置可听噪声的控制措施。根据电容器声源的相干性及相控阵技术,按照声场聚焦距离和电容器间距要求,提出了改变电容器纵向布置的计算公式。基于试验数据,使用边界元方法(BEM),建立了不同布置方式电容器装置的噪声计算仿真模型,研究表明:电容器底面振动能量远大于侧面,宽侧面振动略大于窄侧面。相控阵布置方式能够在特定区域内降低整个装置的可听噪声水平。

鄂尔多斯盆地甘泉地区烃源岩分子地球化学特征

GC、GC-MS分析表明,甘泉地区延长组长4+5、长6和长7各烃源岩有机质饱和烃色谱为单峰型,Pr/Ph值较高,γ蜡烷指数较低,规则甾烷αααRC27-C28-C29构型均表现为"V"字型或偏"V"字型,即C27>C28<C29,表明生物来源为混源型,为低等水生生物和高等植物双重贡献,其中长7水体较深,且低等水生生物占比重大,有机质类型偏腐泥型;各烃源岩沉积环境为较低咸度水体,有机质演化程度为成熟-高成熟阶段。

基于中心对称布置的电容器装置噪声优化措施研究

随着高压直流输电系统的输送功率增大,换流站的噪声问题也变得更加严峻。交流滤波场中的电容器装置作为主要的噪声源之一,其降噪需求日益提升。本文通过对电容器外壳表面进行振动形态的实际测量,建立4台电容器简化仿真模型。仿真得出中心对称布置下声压分布比常规布置更加均匀;电容器在中心对称布置下,其正相对底面的间距为某频率声波在空气中的半波长的2倍时,该频率下电容器装置噪声声功率达到极小值。并据此提出了中心对称的电容器装置优化布置方式,及通过调整底面间距进一步降低辐射声功率的降噪措施。

基于声学成像的GIS机械故障带电检测系统

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是电力系统中最重要的设备之一,机械故障是其主要故障类型之一,因此GIS机械故障诊断对于提高电力系统的安全性和可靠性具有十分重要的意义。传统的振动信号分析法是通过在GIS的壳体上测量振动来检测诸如触头异常等机械故障,但振动信号一般只进行个别位置测量,难以全面反映设备的机械状况。文中搭建了适用于GIS声场测量的声成像系统,使用具有方向性的声强探头组成阵列测量设备外壳的声场分布,试验验证了该系统的性能,为基于声学成像的GIS机械故障带电检测技术打好基础。对于提高GIS设备安全稳定运行具有十分重要的意义。

高压隔离开关典型机械故障与检测方法分析

介绍高压隔离开关的典型机械故障,并对每种类型故障及其产生原因进行分析。通过对目前隔离开关机械故障检测方法的研究,总结出各种检测方法的优缺点和适用范围。最后提出隔离开关各阶段的检测方法和机械故障预防措施,以增强运行设备的可靠性和稳定性。