CN114113982A - 一种基于变压器振动信号的故障识别方法 - Google Patents
一种基于变压器振动信号的故障识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114113982A CN114113982A CN202111405050.4A CN202111405050A CN114113982A CN 114113982 A CN114113982 A CN 114113982A CN 202111405050 A CN202111405050 A CN 202111405050A CN 114113982 A CN114113982 A CN 114113982A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transformer
- vibration
- test
- signal
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于变压器振动信号的故障识别方法，包括：S1：将振动传感器吸附在第一试品变压器表面；S2：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行空载接线；S3：启动信号调理器和振动IED监测诊断单元；S4：变压器上电，按照空载方式监测并采集变压器空载状态下的振动信号；S5：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行负载接线；S6：变压器上电，按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号；S7：将振动传感器吸附在第二试品变压器表面，重复进行上述试验，并采集分析振动信号；S8：根据振动信号分析故障。与现有技术相比，本发明具有数据处理量小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及变压器领域，尤其是涉及一种基于变压器振动信号的故障识别方法。
背景技术
变压器是电力系统的关键核心设备，一旦出现严重故障、引发事故可能会导致电力系统崩溃，严重影响电网运行安全和供电可靠性，因此当变压器绝缘存在潜伏性故障和疑似缺陷而又无法确定其严重程度及发展趋势时，大多时候变压器都是带“病”继续运行。目前变压器绝缘老化状况的主要判断依据是《油浸式变压器绝缘老化判断导则》中提出纸绝缘的聚合度、油中糠醛及油中气体测试的结果，由于大修周期较长、容易发热老化部位纸板样品不易取得、发现缺陷无法具体定位等不利条件，现亟需研究一种在线变压器故障评估方法，以诊断变压器的运行状态，判定变压器“病情”，分析“病情”发展趋势，通过评估运行风险，确定检修策略，满足当今电力系统安全可靠运行的技术要求。
经过检索，中国专利公开号CN109443528A，公开了一种基于振动信号分析的变压器故障诊断系统和诊断方法，具体公开了故障诊断系统包括振动信号传感器、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元；所述故障诊断系统将采集的振动信号进行分析计算，判断所述变压器是否异常有振动，进而判断所述变压器是否需要停运检修，若有异常，及时发出报警信号，该现有专利对采集到的单一振动信号进行小波包分解，根据与报警阈值的对比来判断是否故障，即将待检测变压器与正常运行变压器进行横向对比，能够安全、可靠地监测电力变压器的状态。但是该现有专利实现算法较为复杂，计算量大等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于变压器振动信号的故障识别方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于变压器振动信号的故障识别方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：将振动传感器牢固地吸附在第一试品变压器表面；
步骤S2：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行空载接线；
步骤S3：启动信号调理器和振动IED监测诊断单元；
步骤S4：变压器上电，按照空载方式监测并采集变压器空载状态下的振动信号；
步骤S5：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行负载接线；
步骤S6：变压器上电，按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号；
步骤S7：将振动传感器牢固地吸附在第二试品变压器表面，重复进行上述试验，并采集分析振动信号；
步骤S8：根据振动信号分析故障。
作为优选的技术方案，所述的步骤S2中的空载接线为试品变压器的低压侧连接试验电源，所述的信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
作为优选的技术方案，所述的步骤S5中的负载接线为试品变压器的高压侧连接试验电源，所述的信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
作为优选的技术方案，所述的步骤S4具体过程为：
步骤S4.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的X％；
步骤S4.2：对不同空载电压下的振动信号进行录波；
步骤S4.3：试验完成后，变压器断电。
作为优选的技术方案，所述的X％包括20％、40％、60％、80％、100％、110％。
作为优选的技术方案，所述的步骤S6具体过程为：
步骤S6.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的Y％；
步骤S6.2：对不同空载负载电压下的振动信号进行录波；
步骤S6.3：试验完成后，变压器断电按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号。
作为优选的技术方案，所述的Y％包括20％、40％、60％、80％、100％、110％。
作为优选的技术方案，所述的第一试品变压器和第二试品变压器:采用不同参数的变压器。
作为优选的技术方案，所述的步骤S8具体为：根据振动信号分析对变压器的多种运行状态进行分析。
作为优选的技术方案，在变压器发生机械类故障后，可通过非基频信号含量的变化进行分析。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)检测系统硬件结构简单，便于实施搭建。检测数据和结果可保存下来作为后续检测的参考依据。
2)数据处理量小，通过对振动信号数据进行分析对比可知，随着输入电压的升高，变压器振动幅度也在不断增加。振动能量主要分布在以100Hz为基频的振动信号上。在变压器发生机械类故障后，可通过非基频信号含量的变化进行分析，并提出安全、经济的检修策略，为检修决策提供技术支持。
附图说明
图1为本发明空载接线原理图；
图2为本发明负载接线原理图；
图3为本发明实施例试品变压器1在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图；
图4为本发明实施例试品变压器1在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图；
图5为本发明实施例试品变压器2在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图；
图6为本发明实施例试品变压器2在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图；
图7为本发明方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图7所示，本发明基于变压器振动信号的故障识别方法，包括如下步骤：
S1：将振动传感器牢固地吸附在试品变压器1表面；
S2：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行空载接线；
S3：启动信号调理器和振动IED监测诊断单元；
S4：变压器上电，按照空载方式监测并采集变压器空载状态下的振动信号；
S5：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行负载接线；
S6：变压器上电，按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号；
S7：将振动传感器牢固地吸附在试品变压器2表面，重复进行上述试验，并采集分析振动信号；
S8：根据振动信号分析故障。
本实施例中，所述空载接线为试品变压器的低压侧连接试验电源，信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
本实施例中，所述负载接线为试品变压器的高压侧连接试验电源，信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
本实施例中，所述按照空载方式监测并采集变压器空载状态下的振动信号包括：
S4.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的：20％、40％、60％、80％、100％、110％；
S4.2：对不同空载电压下的振动信号进行录波；
S4.3：试验完成后，变压器断电。
本实施例中，所述按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号包括：
S6.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的：20％、40％、60％、80％、100％、110％；
S6.2：对不同空载负载电压下的振动信号进行录波；
S6.3：试验完成后，变压器断电按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号。
本实施例中，所述根据振动信号分析对大型电力变压器的多种运行状态进行分析、诊断。
在本实施例中，试品变压器的数据记录如下：
表1
表2
表3
表4
如图3所示是试品变压器1在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图。如图4所示是试品变压器1在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图。如图5所示是试品变压器2在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图。如图6所示是试品变压器2在空载100％额定电压下的振动波形和频率分布图。试品变压器1和试品变压器2在其他状态下的振动波形和频率分布图详见录制的波形文件。
本次试验是对试品变压器在空载和负载状态下的振动信号采集。通过对以上数据进行分析对比可知，随着输入电压的升高，试品变压器1和试品变压器2的振动幅度也在不断增加。两台变压器的振动能量主要分布在以100Hz为基频的振动信号上。在变压器发生机械类故障后，可通过非基频信号含量的变化进行分析，但需要积累数据。
具体的，试品变压器的具体参数如下：
1.试品变压器1
用途：被测变压器；
产品型号：SFSZ10-M-31500/110；
产品代号：1TB.715.0076.1；
额定容量：31.5MVA；
额定电压：110/38.5/10.5KV；
额定电流：HV:165.3A，MV:472.4A，LV:1732.1A；
额定频率：50Hz。
2.试品变压器2
用途：被测变压器
产品型号：99-630/10；
产品代号：1BY.710.830.2；
额定容量：630KVA；
额定电压：10000/400V；
额定电流：36.37/909.3；
额定频率：50Hz。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：将振动传感器牢固地吸附在第一试品变压器表面；
步骤S2：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行空载接线；
步骤S3：启动信号调理器和振动IED监测诊断单元；
步骤S4：变压器上电，按照空载方式监测并采集变压器空载状态下的振动信号；
步骤S5：将试品变压器、振动传感器、信号调理器和振动IED监测诊断单元进行负载接线；
步骤S6：变压器上电，按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号；
步骤S7：将振动传感器牢固地吸附在第二试品变压器表面，重复进行上述试验，并采集分析振动信号；
步骤S8：根据振动信号分析故障。
2.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的步骤S2中的空载接线为试品变压器的低压侧连接试验电源，所述的信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
3.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的步骤S5中的负载接线为试品变压器的高压侧连接试验电源，所述的信号调理器分别连接220V电源、振动传感器和振动IED监测诊断单元。
4.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的步骤S4具体过程为：
步骤S4.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的X％；
步骤S4.2：对不同空载电压下的振动信号进行录波；
步骤S4.3：试验完成后，变压器断电。
5.根据权利要求4所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的X％包括20％、40％、60％、80％、100％、110％。
6.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的步骤S6具体过程为：
步骤S6.1：试验电源分别输入以试品变压器额定电压为基准的Y％；
步骤S6.2：对不同空载负载电压下的振动信号进行录波；
步骤S6.3：试验完成后，变压器断电按照负载方式监测并采集变压器负载状态下的振动信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的Y％包括20％、40％、60％、80％、100％、110％。
8.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的第一试品变压器和第二试品变压器:采用不同参数的变压器。
9.根据权利要求1所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，所述的步骤S8具体为：根据振动信号分析对变压器的多种运行状态进行分析。
10.根据权利要求9所述的一种基于变压器振动信号的故障识别方法，其特征在于，在变压器发生机械类故障后，可通过非基频信号含量的变化进行分析。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111405050.4A CN114113982A (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 一种基于变压器振动信号的故障识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111405050.4A CN114113982A (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 一种基于变压器振动信号的故障识别方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114113982A true CN114113982A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80372173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111405050.4A Pending CN114113982A (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 一种基于变压器振动信号的故障识别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114113982A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420523A (en) * | 1992-12-04 | 1995-05-30 | Reliance Industrial Company | Apparatus and method for measuring performance parameters of electric motors |
| CN202720283U (zh) * | 2012-06-13 | 2013-02-06 | 江苏省电力公司南京供电公司 | 基于振动信号诊断的电力变压器绕组故障模拟试验系统 |
| CN103513138A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 一种基于振动特征的变压器绕组与铁芯故障诊断方法 |
| CN104236702A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 电力变压器内部松动判断系统及其方法 |
| CN106338336A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 变压器振动的在线监测系统 |
-
2021
- 2021-11-24 CN CN202111405050.4A patent/CN114113982A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5420523A (en) * | 1992-12-04 | 1995-05-30 | Reliance Industrial Company | Apparatus and method for measuring performance parameters of electric motors |
| CN202720283U (zh) * | 2012-06-13 | 2013-02-06 | 江苏省电力公司南京供电公司 | 基于振动信号诊断的电力变压器绕组故障模拟试验系统 |
| CN103513138A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 一种基于振动特征的变压器绕组与铁芯故障诊断方法 |
| CN104236702A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 电力变压器内部松动判断系统及其方法 |
| CN106338336A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 变压器振动的在线监测系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 冀增华;: "配电变压器振动在线监测技术研究", 电气制造, no. 03, pages 54 - 57 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106249076B (zh) | 受谐波负载影响下的配电变压器状态检测方法及系统 | |
| CN110320467B (zh) | 一种低压直流断路器故障诊断方法 | |
| CN102944811B (zh) | 一种变压器绕组变形的检测方法 | |
| CN112598298A (zh) | 电力变压器健康管理系统及管理方法 | |
| CN103513138B (zh) | 一种基于振动特征的变压器绕组与铁芯故障诊断方法 | |
| CN112557966A (zh) | 一种基于局部均值分解与支持向量机的变压器绕组松动识别方法 | |
| CN112880750A (zh) | 一种变压器多维度综合在线监测智能诊断系统 | |
| CN110794301A (zh) | 一种电机生命值判断方法 | |
| Abu-Elanien et al. | Survey on the transformer condition monitoring | |
| CN106773993A (zh) | 现场数据采集终端及系统 | |
| CN115792724A (zh) | 一种变压器套管故障不停电诊断方法 | |
| CN113533910A (zh) | 一种适用于换流变压器局部放电预警的方法及系统 | |
| CN111487491A (zh) | 一种油浸式平波电抗器的健康状态检测与评估系统和方法 | |
| CN111856166A (zh) | 一种箱式变压器的检测方法及变压器 | |
| CN117520951B (zh) | 一种基于多特征量的变压器健康评估方法和系统 | |
| CN114113982A (zh) | 一种基于变压器振动信号的故障识别方法 | |
| CN116840631A (zh) | 基于联合诊断模型的变压器局部放电监测与定位方法 | |
| CN115864310A (zh) | 一种多参量融合电力变压器缺陷辨识、状态分级与主动安全保护方法 | |
| CN115267404A (zh) | 一种变压器健康寿命评估方法 | |
| CN114781165A (zh) | 多特征信息融合的电力变压器绕组健康诊断方法 | |
| CN114167282A (zh) | 一种电动机故障诊断及劣化趋势预测方法及系统 | |
| CN114779122B (zh) | 带电作业中基于历史数据的斗臂车状态检测方法和装置 | |
| Ha'imza et al. | Development of nominal rules on the Fuzzy Sugeno method to determine the quality of power transformer insulation oil using Dissolved Gas Analysis data | |
| CN111982198B (zh) | 一种高压断路器状态检修方法及系统 | |
| CN113805056B (zh) | 一种智能在线监测牵引电机绝缘故障的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |