CN206362447U - 一种变压器振动测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变压器振动测试系统，涉及电力设备技术领域，解决了在变压器移动过程中，无法对变压器进行振动测试的技术问题。该变压器振动测试系统包括：用于测量变压器的振动数据的传感器单元，以及用于自动采集和处理传感器单元测量的振动数据的采集单元；传感器单元安装在变压器上，采集单元的输入端与传感器单元的数据输出端相连，采集单元的电源接口与用于向采集单元供电的附属单元相连。本实用新型中的变压器振动测试系统应用于变压器移动过程中的振动测试。

Description

一种变压器振动测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种变压器振动测试系统。

背景技术

变压器是变电站内核心的电气设备，对于特高压变电站，变压器的规模巨大，重量可达300吨～500吨，受吊车的起重能力限制，变电站内变压器的移动就位无法通过用吊车吊装完成。

现有的变压器移动就位有两种方式，第一种是将变压器的套管拆除，将变压器箱体内的变压器油放出，以减轻重量，然后使用千斤顶和临时轨道将变压器移动就位；第二种是进行全装变压器移动就位，即使用专用的轨道和轨道转运车，在不拆除套管且不放空变压器油的情况下，通过千斤顶将变压器移至专用转运车内，通过专用轨道实现变压器的移动就位。在以上两种变压器移动就位方式中，第二种方式由于其工序少，可以大幅度减小变压器移动就位所需的时间，因此，在新建工程以及变电站运行后的抢修过程中，大多采用第二种变压器移动就位方式。

然而，在使用第二种变压器移动就位方式时，由于变压器处于全装状态，套管等部件均未拆除，移动过程的振动将对变压器的安全性产生影响，其中，变压器套管是对振动特别敏感的部件，移动过程中的不利振动有可能使变压器套管产生结构损伤或影响变压器运行中套管的功能的发挥，并且，变压器套管造价昂贵，对失效的套管进行更换也将产生巨大的经济损失。因此，在变压器的移动过程中，对其进行振动测试是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变压器振动测试系统，用于在变压器的移动过程中，对其进行振动测试，以得到变压器在移动过程中的振动情况。

为达到上述目的，本实用新型提供一种变压器振动测试系统，采用如下技术方案：

该变压器振动测试系统包括：用于测量变压器的振动数据的传感器单元，以及用于自动采集和处理所述传感器单元测量的振动数据的采集单元；所述传感器单元安装在所述变压器上，所述采集单元的输入端与所述传感器单元的数据输出端相连，所述采集单元的电源接口与用于向所述采集单元供电的附属单元相连。

与现有技术相比，本实用新型提供的变压器振动测试系统具有以下有益效果：

在本实用新型提供的变压器振动测试系统中，用于测量变压器的振动数据的传感器单元安装在变压器上，则在变压器的移动过程中，即可通过该传感器单元测量变压器的振动数据，然后通过采集单元，自动采集和处理传感器单元测量的振动数据，即可得到变压器移动过程中的振动情况，从而可根据该变压器移动过程中的振动情况，判断变压器移动过程是否安全，进而保证全装变压器中套管等部件的安全，有助于实现变压器的安全移动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的变压器振动测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的变压器振动测试系统中的传感器单元在变压器上的安装位置示意图；

图3为本实用新型实施例提供的变压器振动测试方法流程图。

附图标记说明：

1—传感器单元， 2—采集单元，

3—附属单元， 11—加速度传感器，

12—应变传感器， 13—拉力传感器，

14—转速传感器， 21—动态信号采集仪，

22—处理器， 23—变压器振动监测仪，

31—供电模块， 32—无线通信模块，

33—存储模块， 101—变压器的箱体，

102—变压器的阀侧套管， 103—变压器的网侧套管，

104—变压器的阀侧升高， 105—变压器的网侧升高座，

106—变压器的牵引点， 107—变压器转运车的车轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实用新型实施例提供一种变压器振动测试系统，如图1所示，该变压器振动测试系统包括：用于测量变压器的振动数据的传感器单元1，以及用于自动采集和处理传感器单元1测量的振动数据的采集单元2；传感器单元1安装在变压器上，采集单元2的输入端与传感器单元1的数据输出端相连，采集单元2 的电源接口与用于向采集单元2供电的附属单元3相连。

在变压器移动过程中，使用上述变压器振动测试系统对变压器进行振动测试时，首先可在变压器上选取多个测试点，在多个测试点上安装传感器单元1，在变压器的移动过程中，分别在多个测试点测量变压器的振动情况，获得变压器的振动数据，然后通过采集单元2，自动采集和处理变压器的振动数据，获得变压器的振动分析结果，最后即可根据该变压器的振动分析结果，判断变压器的移动过程是否安全。

在本实施例提供的变压器振动测试系统中，用于测量变压器的振动数据的传感器单元安装在变压器上，则在变压器的移动过程中，即可通过该传感器单元测量变压器的振动数据，然后通过采集单元，自动采集和处理传感器单元测量的振动数据，即可得到变压器移动过程中的振动情况，从而可根据该变压器移动过程中的振动情况，判断变压器移动过程是否安全，进而保证全装变压器中套管等部件的安全，有助于实现变压器的安全移动。

示例性地，如图1和图2所示，传感器单元1可包括至少7个加速度传感器11，变压器的箱体101底部、变压器的箱体101侧面、变压器的箱体101顶部、变压器的阀侧套管102顶部、变压器的网侧套管103顶部、变压器的阀侧升高座104顶部和变压器的网侧升高座105顶部均设置有至少一个加速度传感器11。需要说明的是，还可在变压器的其他位置处设置多个加速度传感器，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，本实用新型实施例不进行限定。

优选地，上述加速度传感器均为可测得正交三向加速度的加速度传感器，从而使得在变压器的移动过程中，可分别测得变压器的箱体底部、变压器的箱体侧面、变压器的箱体顶部、变压器的阀侧套管顶部、变压器的网侧套管顶部、变压器的阀侧升高座顶部和变压器的网侧升高座顶部的正交三向加速度，进而可根据上述多个加速度测试点测得的变压器的加速度，获得变压器的加速度数据。

进一步地，通过采集单元自动采集和处理变压器的加速度数据之后，获得变压器的加速度分析结果，然后根据变压器的加速度分析结果，与预设的变压器加速度峰值进行比较，判断变压器的移动过程是否安全。

具体地，由于变压器的不同部位对不同频率范围的冲击振动敏感程度不同，因此，对于不同加速度测试点的加速度测试结果，所选择的加速度测试结果的频率范围也不同。示例性地：由于变压器箱体内有大量的易损部件、密封件和紧固件，因此选择的箱体顶部的加速度的测试结果的频率范围为0.1Hz～1000Hz；而变压器的网侧和阀侧的升高座为筒体结果，其结构频率在几十赫兹范围内，高频振动对升高座及其上套管的影响相对较小，因此选择的网侧和阀侧的升高座的加速度的测试结果的频率范围为0.1Hz～100Hz；变压器的网侧和阀侧的套管为典型的低频振动敏感结构，而套管的基频在十赫兹以内，且基频振动分量是套管上振动应力的主要成因，因此选择的网侧和阀侧的套管加速度的测试结果的频率范围为0.1Hz～20Hz。

示例性地，如图1和图2所示，传感器单元1可包括至少两个应变传感器 12，变压器的阀侧升高座104底部和变压器的网侧套管103底部均设置有至少一个应变传感器12。具体地，上述应变传感器12可以为应力片，可将应力片粘贴在变压器的阀侧升高座104底部和变压器的网侧套管103底部，应变片可在变压器的阀侧升高座104底部和变压器的网侧套管103底部的0°、90°、180°和270°位置处粘贴，当受到现场条件限制时，也可仅选择在0°和90°位置处粘贴，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，本实用新型实施例不进行限定。

此外，当变压器的阀侧为瓷质阀侧时，应力片的粘贴不会对变压器的阀侧造成损伤，因此，变压器的阀侧套管的根部还可设置有至少一个应变传感器，从而可以在不损坏变压器的阀侧的情况下，更加准确的测得变压器移动过程中所受的应力。

具体地，在变压器的移动过程中，可分别在阀侧升高座底部的应力测试点和网侧套管底部的应力测试点，测量变压器的应力，获得变压器的应力数据；然后，通过采集单元，自动采集和处理变压器的应力数据，获得变压器的应力分析结果之后，即可根据变压器的应力分析结果，与变压器的安全应力值进行比较，判断变压器的移动过程是否安全。

示例性地，当变压器通过变压器转运车移动时，如图1和图2所示，上述传感器单元1还可包括拉力传感器13和转速传感器14，拉力传感器13设置在变压器的牵引点106处，转速传感器14设置在变压器转运车的车轮107上。

具体地，在变压器的移动过程中，可在变压器的牵引点处的拉力测试点，测量变压器的所受的牵引力，获得变压器的牵引力数据，在变压器转运车的车轮上的转速测试点，测量变压器的移动速度，获得变压器的移动速度数据；然后，通过采集单元，自动采集和处理变压器的牵引力数据和变压器的移动速度数据，获得变压器的牵引力分析结果和变压器的移动速度分析结果之后，即可根据变压器的牵引力分析结果和变压器的移动速度分析结果，判断变压器的移动过程是否安全。此外，本领域技术人员还可将变压器的牵引力分析结果和变压器的移动速度分析结果与获得的变压器的加速度分析结果以及变压器的应力分析结果相结合，综合分析变压器的移动过程，有助于进一步改进变压器移动过程所使用的变压器转运车以及转运轨道。示例性地，如图1所示，采集单元2 包括：动态信号采集仪21、与动态信号采集仪21的输出端相连的处理器22以及与处理器22的输出端相连的变压器振动监测仪23，动态信号采集仪21的输入端与传感器单元1的数据输出端相连，附属单元3分别与动态信号采集仪21 的电源接口、处理器22的电源接口和变压器振动监测仪23的电源接口相连。

示例性地，如图1所示，附属单元3包括：用于为采集单元2供电的供电模块31、用于与采集单元2通信的无线通信模块32，以及存储模块33。

具体地，供电模块31分别与动态信号采集仪21的电源接口、处理器22的电源接口和变压器振动监测仪23的电源接口相连；通过无线通信模块32将存储模块33与变压器振动监测仪23无线连接，从而可以实现变压器振动测试数据的实时接收与存储，以便于技术人员日后调用研究。

实施例二

本实用新型实施例提供一种变压器振动测试方法，使用本实用新型实施例一中的变压器振动测试系统对变压器进行振动测试，具体地，如图3所示，该变压器振动测试方法包括：

步骤S1、在变压器上选取多个测试点，在变压器的移动过程中，分别在多个测试点测量变压器的振动情况，获得变压器的振动数据。

示例性地，在变压器上选取多个测试点之后，可将传感器安装在所选的各个测试点上，在变压器的移动过程中，通过传感器，分别在多个测试点测量变压器的振动情况，获得变压器的振动数据。

需要补充的是，本实用新型实施例中优选在变压器移动的以下四个过程中，重点测试其振动情况：(1)、牵引通过平直轨道的过程，该过程中变压器转运车与轨道的匹配不良或轨道的不平顺，可能造成对变压器不利的振动；(2)、变压器移动时，通过轨道交叉的过程，交叉处的轨道不连续也可能引起振动；(3)、变压器阀侧套管进入阀厅的过程，此时受作业面的限制，需要更换牵引方式，改为一侧牵引或两侧牵引，牵引力的不平衡也会引起振动；(4)、通过千斤顶将变压器移至基座的过程，顶升时的冲击力也有可能引起振动。

步骤S2、自动采集和处理变压器的振动数据，获得变压器的振动分析结果。

示例性地，可通过采集单元，自动采集和处理变压器的振动数据，获得变压器的振动分析结果。

步骤S3、根据变压器的振动分析结果，判断变压器的移动过程是否安全。

在本实施例提供的变压器振动测试方法中，在变压器上选取多个测试点之后，就可在变压器的移动过程中，分别在多个测试点测量变压器的振动情况，以获得变压器的振动数据；然后通过自动采集和处理变压器的振动数据，即可获得了变压器的振动分析结果，该振动分析结果即为变压器在移动过程中的振动情况，本领域技术人员就可根据该结果，判断变压器的移动过程是否安全，进而保证全装变压器中套管等部件的安全，有助于实现变压器的安全移动。

可选地，上述多个测试点包括位于变压器的箱体底部的加速度测试点、位于变压器的箱体侧面的加速度测试点、位于变压器的箱体顶部的加速度测试点、位于变压器的阀侧套管顶部的加速度测试点、位于变压器的网侧套管顶部的加速度测试点、位于变压器的阀侧升高座顶部的加速度测试点和位于变压器的网侧升高座顶部的加速度测试点。

具体地，在变压器的移动过程中，分别在箱体底部的加速度测试点、箱体侧面的加速度测试点、箱体顶部的加速度测试点、阀侧套管顶部的加速度测试点、网侧套管顶部的加速度测试点、阀侧升高座顶部的加速度测试点和网侧升高座顶部的加速度测试点，测量变压器的加速度，获得变压器的加速度数据。

然后，自动采集和处理变压器的加速度数据，获得变压器的加速度分析结果。

最后，可根据变压器的加速度分析结果，与预设的变压器加速度峰值进行比较，判断变压器的移动过程是否安全。示例性地，箱体底部和箱体侧面的加速度峰值优选小于或等于3g，箱体顶部的加速度峰值优选小于或等于1g，阀侧升高座顶部和网侧升高座顶部的加速度峰值优选小于或等于0.6g，阀侧套管顶部和网侧套管顶部的加速度峰值优选小于或等于0.2g，其中，g为重力加速度。

可选地，上述多个测试点还可包括位于变压器的阀侧升高座底部的应力测试点和位于变压器的网侧套管底部的应力测试点，进一步地，当变压器的阀侧为瓷质阀侧时，上述多个测试点还可包括位于变压器的阀侧的根部的应力测试点。

具体地，在变压器的移动过程中，分别在阀侧升高座底部的应力测试点和网侧套管底部的应力测试点，测量变压器的应力，获得变压器的应力数据；然后，自动采集和处理变压器的应力数据，获得变压器的应力分析结果，最后，可根据变压器的应力分析结果，与变压器的安全应力值进行比较，判断变压器的移动过程是否安全。

示例性地，在变压器的移动过程中，主要考虑的是振动对变压器中的套管所产生的应力对套管的影响，来判断变压器移动过程中套管是否安全。示例性地，通过位于变压器的阀侧的根部的应力测试点，测试得到的应力即为套管(本领域人员指导的是，本实用新型实施例中的阀侧即为套管)应力，通过阀侧升高座底部的应力测试点，测试得到的应力测试结果可转化为升高座截面的弯矩，以此推算套管的弯矩和应力。也可按加速度测试结果估算套管的应力：σ＝0.5·m·a·L/W，其中，m为变压器内部充油的套管的总质量，a为套管顶部的加速度，L为套管的长度，W为套管的抗弯惯性矩。本实用新型实施例中，优选套管的应力与套管破坏应力的比值小于或等于1/8，以保证变压器移动过程中，套管的安全。

可选地，当变压器通过变压器转运车移动时，上述多个测试点可包括位于变压器的牵引点处的拉力测试点和位于变压器转运车的车轮上的转速测试点。

具体地，在变压器的移动过程中，在变压器的牵引点处的拉力测试点，测量变压器的所受的牵引力，获得变压器的牵引力数据，在变压器转运车的车轮上的转速测试点，测量变压器的移动速度，获得变压器的移动速度数据；然后，自动采集和处理变压器的牵引力数据和变压器的移动速度数据，获得变压器的牵引力分析结果和变压器的移动速度分析结果；最后，可根据变压器的牵引力分析结果和变压器的移动速度分析结果，判断变压器的移动过程是否安全。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种变压器振动测试系统，其特征在于，包括：用于测量变压器的振动数据的传感器单元，以及用于自动采集和处理所述传感器单元测量的振动数据的采集单元；所述传感器单元安装在所述变压器上，所述采集单元的输入端与所述传感器单元的数据输出端相连，所述采集单元的电源接口与用于向所述采集单元供电的附属单元相连。

2.根据权利要求1所述的变压器振动测试系统，其特征在于，所述传感器单元包括至少7个加速度传感器，所述变压器的箱体底部、所述变压器的箱体侧面、所述变压器的箱体顶部、所述变压器的阀侧套管顶部、所述变压器的网侧套管顶部、所述变压器的阀侧升高座顶部和所述变压器的网侧升高座顶部均设置有至少一个所述加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的变压器振动测试系统，其特征在于，所述加速度传感器均为可测得正交三向加速度的加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的变压器振动测试系统，其特征在于，所述传感器单元包括至少两个应变传感器，所述变压器的阀侧升高座底部和所述变压器的网侧套管底部均设置有至少一个所述应变传感器。

5.根据权利要求4所述的变压器振动测试系统，其特征在于，当所述变压器的阀侧为瓷质阀侧时，所述变压器的阀侧套管的根部还设置有至少一个所述应变传感器。

6.根据权利要求1所述的变压器振动测试系统，其特征在于，当所述变压器通过变压器转运车移动时，所述传感器单元包括拉力传感器和转速传感器，所述拉力传感器设置在所述变压器的牵引点处，所述转速传感器设置在所述变压器转运车的车轮上。

7.根据权利要求1所述的变压器振动测试系统，其特征在于，所述采集单元包括：动态信号采集仪、与所述动态信号采集仪的输出端相连的处理器以及与所述处理器的输出端相连的变压器振动监测仪，所述动态信号采集仪的输入端与所述传感器单元的数据输出端相连，所述附属单元分别与所述动态信号采集仪的电源接口、所述处理器的电源接口和所述变压器振动监测仪的电源接口相连。

8.根据权利要求1所述的变压器振动测试系统，其特征在于，所述附属单元包括：用于为所述采集单元供电的供电模块、用于与所述采集单元通信的无线通信模块，以及存储模块。