CN107202634B - 一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置，用于解决油箱壁振动量级偏小，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感的技术问题。本发明实施例的油浸式电力变压器动力响应放大方法包括：S1：接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；S2：对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；S3：判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。

Description

一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置
技术领域
本发明涉及电力设备振动分析领域，尤其涉及一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置。
背景技术
电力变压器是电力系统的枢纽设备，其安全可靠运行直接影响着电网的安全稳定性。变压器运行时，经常会发生短路故障，产生的短路电流可能导致绕组发生轻微变形，使绝缘性能和机械性能下降，多次短路后产生累积效应，绕组的绝缘性能、机械性能、变形程度持续恶化，变压器在后继不太大的短路电流或过电压作用下可能出现突发性故障，造成重大损失。因此，对变压器运行状态进行实时监测、准确判断机械稳定性具有重要意义。
变压器运行时，硅钢片的磁致伸缩会引起铁心振动，同时绕组在负载电流的电磁力作用下也会产生振动，并通过本体、支撑结构和绝缘油传递到油箱表面，引起油箱的振动。变压器油的振动与变压器绕组及铁心的压紧状况、位移和绕组的变形程度等机械状态有十分密切的关系，一旦变压器内部机械、电气结构发生改变，振动也会随之变化，因此，通过变压器振动可对变压器内部机械状态变化进行评估。目前，振动法已经成为提高变压器故障预警能力的一种重要在线监测方法。
现有的变压器振动监测系统，都是在变压器油箱壁布置电信号振动传感器，根据油箱壁振动来研究分析变压器本体的振动及机械状态的变化。关于变压器油箱壁振动测点的位置，研究人员大多根据经验选择，或是现场在油箱壁密集布点，然后从中选择对振动敏感的测点。但现场实测结果表明，即使在油箱壁振动敏感区域，变压器铁心和绕组等本体传递过来的振动也很小(110kV、220kV油浸式电力变压器油箱壁振动最大值仅为2～3m/s2)。油箱壁振动量级偏小，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感，且容易受到油箱附件振源、背景噪声的干扰，难以从振动信号中提炼灵敏、有效的故障特征值，导致振动法在变压器故障预警现场应用效果有限。
发明内容
本发明实施例提供了一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置，解决了油箱壁振动量级偏小，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感的技术问题。
本发明实施例提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，包括：
S1：接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
S2：对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
S3：判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
优选地，所述步骤S1具体包括：
接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数和所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数。
优选地，所述步骤S2具体包括：
建立油箱壁动力放大梁的动力学方程，计算所述动力学方程的特征值，通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应，通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数，再计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
优选地，所述步骤S3具体包括：
判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
优选地，所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积、长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置，包括：
接收单元，用于接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
计算单元，用于对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
判断单元，用于判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
优选地，所述接收单元具体包括：
第一接收子单元，具体用于接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数；
第二接收子单元，具体用于接收所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数。
优选地，所述计算单元具体包括：
建立子单元，具体用于建立油箱壁动力放大梁的动力学方程；
第一计算子单元，具体用于计算所述动力学方程的特征值；
第二计算子单元，具体用于通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应；
第三计算子单元，具体用于通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
第四计算子单元，具体用于计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
优选地，，所述判断单元具体包括：
判断子单元，具体用于判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值；
结束子单元，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值，则结束；
更新子单元，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值不满足预定的阈值，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
优选地，所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积、长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置，其中，一种油浸式电力变压器动力响应放大方法包括：S1：接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；S2：对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；S3：判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。本实施例中，通过油箱壁振动的放大通过油箱壁动力放大梁来实现，首先要确定油箱壁动力放大梁的初始参数，然后进行动力分析检验油箱壁动力放大梁是否满足步骤S1中确定的变压器油箱壁振动放大的倍数，如不满足，则应修改油箱壁动力放大梁的初始参数，然后再进行动力学分析，如此循环，直至满足步骤S1，通过变压器内部电磁激振力的力学特性，抑制油箱附件振源、背景噪声的干扰，放大铁心和绕组传递到油箱壁的振动信号，使油箱壁振动对绕组、铁心等振动源的变化更为敏感，灵敏识别变压器本体的机械变化状态，解决了油箱壁振动量级偏小，对对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感，且容易受到油箱附件振源、背景噪声的干扰，难以从振动信号中提炼灵敏、有效的故障特征值，导致振动法在变压器故障预警现场应用效果有限的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法的一个实施例的流程示意图；
图2本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法的另一个实施例的流程示意图；
图3本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的一个实施例的结构示意图；
图4本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的另一个实施例的结构示意图；
图5本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的一个实施例的结构示意图；
图6本发明实施例中提供的一种油箱壁动力放大梁的动力响应放大曲线图；
图7本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种油浸式电力变压器动力响应放大方法及装置，用于解决油箱壁振动量级偏小，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法的一个实施例包括：
101、接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
接收单元接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数，油箱壁振动的放大通过油箱壁动力放大梁来实现，首先要确定油箱壁动力放大梁的初始参数，然后进行动力分析检验其是否满足确定的变压器油箱壁振动放大的倍数即动力放大系数，如不满足，则应修改油箱壁动力放大梁的初始参数，然后再进行动力学分析，如此循环，直至满足确定的变压器油箱壁振动放大的倍数即动力放大系数。
102、对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
计算单元对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，谐响应分析的步骤如下：建立梁的动力学方程，求解动力学方程的特征值，求解油箱壁动力放大梁的稳态响应，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
103、判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
动力放大系数满足步骤101的要求(
Figure BDA0001356226590000061
为允许误差)，则判断单元计算结束；如不满足，则判断单元修改油箱壁动力放大梁的初始参数，重复步骤102，直至满足。
本实施例中，油箱壁振动的放大通过油箱壁动力放大梁来实现，首先要确定油箱壁动力放大梁的初始参数，然后进行动力分析检验其是否满足确定的变压器油箱壁振动放大的倍数即动力放大系数，如不满足，则应修改油箱壁动力放大梁的初始参数，然后再进行动力学分析，如此循环，直至满足确定的变压器油箱壁振动放大的倍数即动力放大系数，解决了油箱壁振动量级偏小，对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感的技术问题。
上面是对一种油浸式电力变压器动力响应放大方法进行详细的描述，下面将对一种油浸式电力变压器动力响应放大方法的过程进行详细的描述，请参阅图2，本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大方法的另一个实施例包括：
201、接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数和所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数，所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积、长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
第一接收单元子单元确定在预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数即确定动力响应放大系数
Figure BDA0001356226590000062
确定一点需要三个自由度，也就是笛卡尔坐标系中的x、y、z三个方向，对于油箱壁上的某一点，其动力放大系数也可分为三个方向，表示将x、y、z三个方向的振动放大的倍数。此动力响应放大系数就是要将油箱壁振动放大的倍数，如图5所示，如直接测量油箱壁振动，传感器测得的振动数值与1处相同，如采用油箱壁动力放大梁即连杆，传感器测得的振动数值与2处相同，则动力响应放大系数等于2处与1处振动数值之比。
Figure BDA0001356226590000071
分别为以地面为参考系的水平方向、垂直方向及油箱壁法向，在频率f＝f0处的动力响应放大系数(此频率根据研究目的可任意取值，如研究50Hz频率成分，则取50Hz，研究500Hz，则取500Hz，但变压器振动源比如铁心绕组的频率为100Hz，故一般取f0＝100Hz，如后所述)。
Figure BDA0001356226590000072
为频率f＝f0处的动力响应放大系数，它包括x、y、z三个方向的对应分量
Figure BDA0001356226590000073
x、y、z三个方向为构成笛卡尔坐标系，三个方向相互垂直。为方便起见，定义x、y、z三个方向分别为与大地平行的水平方向、垂直方向以及油箱壁的法向，三个方向相互垂直，如图7所示，对于油浸式变压器，负载工况下油箱壁振动主要源于绕组的振动，其激振力频谱分量主要为100Hz，故一般取f0＝100Hz。
第二接收子单元确定油箱壁动力放大梁的初始参数：材料弹性模量E0、密度ρ0，梁截面关于中性轴的惯性矩I0、横截面积A0、长度l0。梁可采用钢材质、铝材质或是其他合金，一旦材质确定，材料弹性模量E0、密度ρ0即为常数。梁的尺寸参数应满足下式即预定的公式：
Figure BDA0001356226590000074
式中，m0为传感器质量，f0为变压器油箱壁振动频率，一般取f0＝100Hz。
202、建立油箱壁动力放大梁的动力学方程，计算所述动力学方程的特征值，通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应，通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数，再计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析。
谐响应分析的步骤如下：
1、建立子单元建立油箱壁动力放大梁的动力学方程：
Figure BDA0001356226590000075
式中，x、
Figure BDA0001356226590000076
指油箱壁动力放大梁的位移、速度、加速度，M、C、K、f(t)分别为质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵，以及激振力列阵，f(t)＝Fejωt。F为激振力幅值，j为虚数单位，ω为激振力频率，t为时间。
2、第一计算子单元求解动力学方程的特征值，特征值就是固有频率和模态振型，获得动力放大梁的前n阶固有频率fi，梁的模态振型
Figure BDA0001356226590000089
变压器振动频响范围一般小于1000Hz，故可取fn≤1000Hz。
3、第二计算子单元求解油箱壁动力放大梁的稳态响应
Figure BDA0001356226590000082
式中，X是指油箱壁动力放大梁的稳态响应，mi、ki、ci分别为模态质量、模态刚度、模态阻尼，满足以下关系：
Figure BDA0001356226590000083
Figure BDA0001356226590000084
diag[ ]为对角矩阵，
Figure BDA0001356226590000085
第三计算子单元计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数Td，计算公式如下：
Figure BDA0001356226590000086
式中，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z分别为传感器位置测点x方向、y方向、z方向振动稳态幅值，Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z分别为油箱壁x方向、y方向、z方向振动稳态幅值。稳态响应X是一个矩阵，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z、Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z都是其中的元素。
其中坐标
Figure BDA0001356226590000087
表示x、y、z三个方向的动力放大系数。
第四计算子单元计算f0＝100Hz处的动力放大系数
Figure BDA0001356226590000088
203、判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
判断子单元判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若动力放大系数满足步骤201油箱壁振动放大的倍数要求(
Figure BDA0001356226590000091
为允许误差)，则结束子单元执行结束命令；如动力放大系数不满足步骤201油箱壁振动放大的倍数要求(
Figure BDA0001356226590000092
为允许误差)，则更新子单元修改油箱壁动力放大梁的初始参数，重复步骤202，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值即
Figure BDA0001356226590000093
本实施例中，通过油箱壁振动的放大通过油箱壁动力放大梁来实现，首先要确定油箱壁动力放大梁的初始参数，然后进行动力分析检验油箱壁动力放大梁是否满足步骤201中确定的变压器油箱壁振动放大的倍数，如不满足，则应修改油箱壁动力放大梁的初始参数，然后再进行动力学分析，如此循环，直至满足步骤201，通过变压器内部电磁激振力的力学特性，抑制油箱附件振源、背景噪声的干扰，放大铁心和绕组传递到油箱壁的振动信号，使油箱壁振动对绕组、铁心等振动源的变化更为敏感，灵敏识别变压器本体的机械变化状态，解决了油箱壁振动量级偏小，对对变压器铁心、绕组等本体的振动及机械状态变化反映不够敏感，且容易受到油箱附件振源、背景噪声的干扰，难以从振动信号中提炼灵敏、有效的故障特征值，导致振动法在变压器故障预警现场应用效果有限的技术问题。
请参阅图3，本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的一个实施例包括：
接收单元301，用于接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
计算单元302，用于对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
判断单元303，用于判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
上面是对一种油浸式电力变压器动力响应放大装置各单元进行详细的描述，下面将对一种油浸式电力变压器动力响应放大装置各附加单元进行详细的描述，请参阅图4，本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的另一个实施例包括：
接收单元401，用于接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
所述接收单元401具体包括：
第一接收子单元4011，具体用于接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数；
第二接收子单元4012，具体用于接收所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数。
计算单元402，用于对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
所述计算单元402具体包括：
建立子单元4021，具体用于建立油箱壁动力放大梁的动力学方程；
第一计算子单元4022，具体用于计算所述动力学方程的特征值；
第二计算子单元4023，具体用于通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应；
第三计算子单元4024，具体用于通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
第四计算子单元4025，具体用于计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
判断单元403，用于判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若是，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
所述判断单元403具体包括：
判断子单元4031，具体用于判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值；
结束子单元4032，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值，则结束；
更新子单元4033，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值不满足预定的阈值，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
进一步地，
所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积、长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
变压器负载运行时，振源来源于绕组，振动分量主要是100Hz；变压器空载运行时，因铁心磁路饱和，除产生100Hz振动分量外，还会产生一定的300Hz振动分量。为此，动力响应放大装置设计时，重点考虑放大100Hz振动响应，兼顾300Hz振动响应的放大。本实施例按照上述油浸式电力变压器动力响应放大设计方法，取
Figure BDA0001356226590000111
设计了一种油浸式电力变压器动力响应放大装置。
如图5，本发明实施例中提供的一种油浸式电力变压器动力响应放大装置的一个实施例，包括磁座、连杆即油箱壁动力放大梁及卡座、紧固螺栓。
磁座用于固定、支撑连接连杆，磁座依靠吸力固定于油箱壁上，可实现便携式测量；
连杆即油箱壁动力放大梁用于连接磁座及卡座，主要起动力放大作用，实现卡座处振动比磁座(也即油箱壁)振动的动力响应放大，与磁座通过螺纹配合，便于拆卸，卡座用于放置、固定传感器，呈镂空六面体，内部中空，一面与连杆相连，一面开口，用于放置、取出传感器，三个面开有小孔，用于三向传感器信号线的引出，第六个面开有螺纹孔，用于与紧固螺栓的配合；
紧固螺栓用于传感器的固定，防止传感器从卡座内松动脱落。
该动力响应放大装置与传感器的装配如图5所示。
动力响应放大装置的动力响应放大曲线如图6所示，主要频率处的动力放大系数见表1。
表1
f＝25Hz f＝100Hz f＝300Hz
<![CDATA[T<sub>dx</sub>]]> 1.0796 15.5 4.3
<![CDATA[T<sub>dy</sub>]]> 0.087706 13.6 15.3
<![CDATA[T<sub>dz</sub>]]> 0.050359 7.4 5.3
变压器油箱振动主要是由铁心、绕组，以及油箱附件振源引起，其中铁心和绕组主要是100Hz分量和少量的300Hz分量，而附件传递而来的振动主要以低频为主，频率一般小于25Hz。变压器油箱振动具有三向性，垂直方向和法向振动占有，水平方向振动很小。从表1可以看到，f＝25Hz时，除Tdx约等于1，Tdy、Tdz均远小于1，表明该动力响应放大装置对低频振动成分具有抑制作用，能有效排除油箱附件振源、背景噪声对振动信号的干扰；f＝100Hz时，Tdy、Tdz分别为13.6、7.4，表明该动力响应放大装置可将内部铁心、绕组传递导致的油箱壁垂直方向和法向振动放大13.6倍和7.4倍，能敏感反映变压器铁心、绕组等内部机械结构的变化，为变压器状态监测及故障预警提供有效的信号。
本实施例提出的油浸式电力变压器动力响应放大装置，通过连杆即油箱壁动力放大梁两端分别通过磁座和卡座连接油箱壁和传感器，实现了油箱壁振动的放大，能有效抑制油箱附件振源、背景噪声的干扰，放大铁心和绕组传递到油箱壁的振动信号，有助于能为灵敏地反映绕组、铁心等振动源的变化，识别变压器本体的机械变化状态。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，包括：
S1：接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
S2：对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数，其中，所述谐响应分析的步骤为：
建立子单元建立油箱壁动力放大梁的动力学方程：
式中，x、指油箱壁动力放大梁的位移、速度、加速度，M、C、K、f(t)分别为质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵，以及激振力列阵，f(t)＝Fejωt；F为激振力幅值，j为虚数单位，ω为激振力频率，t为时间；
第一计算子单元求解动力学方程的特征值，特征值就是固有频率和模态振型，获得动力放大梁的前n阶固有频率fi，梁的模态振型变压器振动频响范围一般小于1000Hz，故可取fn≤1000Hz；
第二计算子单元求解油箱壁动力放大梁的稳态响应：
式中，X是指油箱壁动力放大梁的稳态响应，mi、ki、ci分别为模态质量、模态刚度、模态阻尼，满足以下关系： diag[]为对角矩阵，
第三计算子单元计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数Td，计算公式如下：
式中，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z分别为传感器位置测点x方向、y方向、z方向振动稳态幅值，Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z分别为油箱壁x方向、y方向、z方向振动稳态幅值；稳态响应X是一个矩阵，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z、Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z都是其中的元素；
其中坐标表示x、y、z三个方向的动力放大系数；
第四计算子单元计算f0＝100Hz处的动力放大系数
S3：判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若否，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
2.根据权利要求1所述的油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数和所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数。
3.根据权利要求2所述的油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
建立油箱壁动力放大梁的动力学方程，计算所述动力学方程的特征值，通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应，通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数，再计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
4.根据权利要求3所述的油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若否，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
5.根据权利要求4所述的油浸式电力变压器动力响应放大方法，其特征在于，所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积和长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
6.一种油浸式电力变压器动力响应放大装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收预定的变压器油箱壁振动放大的倍数和油箱壁动力放大梁的初始参数；
计算单元，用于对油箱壁动力放大梁进行谐响应分析，计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数，其中，所述谐响应分析的步骤为：
建立子单元建立油箱壁动力放大梁的动力学方程：
式中，x、指油箱壁动力放大梁的位移、速度、加速度，M、C、K、f(t)分别为质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵，以及激振力列阵，f(t)＝Fejωt；F为激振力幅值，j为虚数单位，ω为激振力频率，t为时间；
第一计算子单元求解动力学方程的特征值，特征值就是固有频率和模态振型，获得动力放大梁的前n阶固有频率fi，梁的模态振型变压器振动频响范围一般小于1000Hz，故可取fn≤1000Hz；
第二计算子单元求解油箱壁动力放大梁的稳态响应：
式中，X是指油箱壁动力放大梁的稳态响应，mi、ki、ci分别为模态质量、模态刚度、模态阻尼，满足以下关系： diag[]为对角矩阵，
第三计算子单元计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数Td，计算公式如下：
式中，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z分别为传感器位置测点x方向、y方向、z方向振动稳态幅值，Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z分别为油箱壁x方向、y方向、z方向振动稳态幅值；稳态响应X是一个矩阵，Xchuan_x、Xchuan_y、Xchuan_z、Xbi_x、Xbi_y、Xbi_z都是其中的元素；
其中坐标表示x、y、z三个方向的动力放大系数；
第四计算子单元计算f0＝100Hz处的动力放大系数
判断单元，用于判断所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值，若是，则结束，若否，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
7.根据权利要求6所述的油浸式电力变压器动力响应放大装置，其特征在于，所述接收单元具体包括：
第一接收子单元，具体用于接收预定的变压器油箱壁振动频率处的油箱壁振动放大的倍数；
第二接收子单元，具体用于接收所述振动频率对应的油箱壁动力放大梁的初始参数。
8.根据权利要求7所述的油浸式电力变压器动力响应放大装置，其特征在于，所述计算单元具体包括：
建立子单元，具体用于建立油箱壁动力放大梁的动力学方程；
第一计算子单元，具体用于计算所述动力学方程的特征值；
第二计算子单元，具体用于通过所述动力学方程和所述特征值，计算油箱壁动力放大梁的稳态响应；
第三计算子单元，具体用于通过所述稳态响应计算油箱壁动力放大梁的动力放大系数；
第四计算子单元，具体用于计算在所述振动频率处的油箱壁动力放大梁的动力放大系数。
9.根据权利要求8所述的油浸式电力变压器动力响应放大装置，其特征在于，所述判断单元具体包括：
判断子单元，具体用于判断在所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值是否满足预定的阈值；
结束子单元，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值，则结束；
更新子单元，具体用于若所述振动频率处的所述动力放大系数和所述倍数的差值不满足预定的阈值，则更新油箱壁动力放大梁的初始参数，直至所述动力放大系数和所述倍数的差值满足预定的阈值。
10.根据权利要求9所述的油浸式电力变压器动力响应放大装置，其特征在于，所述油箱壁动力放大梁的初始参数包括材料弹性模量、密度，梁截面关于中性轴的惯性矩、横截面积和长度，所述初始参数和所述振动频率满足预定的公式。
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