特高壓gishgis振動檢測診斷方法研究

特高壓gishgis振動檢測診斷方法研究

0振動幅值不能進(jìn)行檢測由于機(jī)械故障是gis（包括hgis）故障的主要原因。已經(jīng)進(jìn)行了關(guān)于gis振動狀態(tài)的監(jiān)測方法，但由于gis運(yùn)行過程中的振動幅度難以檢測，因此振動器在田間測量失真誤差，尤其是應(yīng)用于特高壓試驗(yàn)的主要工程。特高壓長治站運(yùn)行中的5072-1BHGIS氣室內(nèi)部存在人耳可聽見的異常響聲。為了確認(rèn)故障原因、找到故障準(zhǔn)確位置以及發(fā)現(xiàn)該變電站內(nèi)其他相HGIS是否存在此類故障,將本文所述的基于機(jī)械振動信號檢測的GIS狀態(tài)監(jiān)測與診斷方法應(yīng)用于特高壓長治站。1振動檢測原理及方法運(yùn)行中的GIS殼體,總存在有1個(gè)或者多個(gè)固有的振動頻率,當(dāng)GIS發(fā)生異常時(shí),就有可能產(chǎn)生1個(gè)或者多個(gè)與本身固有頻率不同或者相關(guān)頻率的振動,及時(shí)準(zhǔn)確地檢測出這樣的異常頻率振動,對早期發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部潛在機(jī)械故障有重大意義。由機(jī)械振動的基本原理,可得:式中x——箱體表面振幅;A——箱體表面位移幅值;由上述公式可以看出在f=100Hz時(shí),a的量值比x大的多,相位領(lǐng)先180°。所以在振動檢測中,采用了加速度傳感器。本研究中所采用信號采集分析如圖1所示。將加速度傳感器固定于GIS殼體表面,取窺視孔、操作機(jī)構(gòu)、氣室中部等幾個(gè)位置作為測量點(diǎn)。采樣信號通過電流放大調(diào)理后進(jìn)行分頻。主要檢測1kHz以下,2～10kHz,40～80kHz3個(gè)頻段的振動信號。在振動綜合分析儀中對振動信號進(jìn)行頻譜,功率譜分析和統(tǒng)計(jì),檢測結(jié)果既用作分析診斷,也作該GIS的指紋圖譜留作運(yùn)行中比對。2hgis檢測結(jié)果分析當(dāng)考慮可能是HGIS內(nèi)部電磁結(jié)構(gòu)諧振產(chǎn)生了異常振動時(shí),為了證實(shí)這個(gè)電磁諧振的存在,確定其位置及特征規(guī)律,采用振動綜合分析儀進(jìn)行了普查分析。在特高壓交流長治站現(xiàn)場對氣室發(fā)生異響時(shí)、異響變化時(shí)、無異響發(fā)生時(shí)的HGIS氣室振動信號進(jìn)行對比分析,對發(fā)生異響的HGIS以及相同型號各個(gè)氣室位置進(jìn)行振動檢測,并對檢測結(jié)果進(jìn)行頻譜分析,功率譜分析,這樣可以得到缺陷的特征圖譜。再對比缺陷的特征圖譜與普查的HGIS圖譜,可以發(fā)現(xiàn)存在潛在故障的HGIS。對所有正常的HGIS的普查,可以得到不同型號HGIS運(yùn)行的特征圖譜,供運(yùn)行中監(jiān)測比對。如圖2所示,試驗(yàn)中振動加速度傳感器布置在HGIS每個(gè)獨(dú)立氣室的窺視孔、操作機(jī)構(gòu)、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷口附近罐體上,對所有特高壓HGIS主要?dú)馐疫M(jìn)行檢測,對已經(jīng)有異響的氣室重點(diǎn)檢測,找到振動最大點(diǎn)。3hgis振動測量本文所述研究對特高壓交流長治站運(yùn)行中的18相HGIS每個(gè)氣室分別進(jìn)行了振動檢測,檢測結(jié)果及分析如下。圖3為運(yùn)行中時(shí)有異常響聲的HGIS振動信號圖譜(上部為振動加速度波形,左下為振動加速度頻譜分析,右下為振動加速度功率譜分析;圖4,圖5,圖6類同);圖4所示為本次檢測發(fā)現(xiàn)的有潛在機(jī)械故障的HGIS振動信號圖譜;圖5所示為無異常HGIS振動信號圖譜;圖6所示為運(yùn)行中HGIS斷口振動信號圖譜。圖7所示為以所有運(yùn)行中無異常HGIS為樣本統(tǒng)計(jì)的振動幅值和次數(shù)關(guān)于頻率的相關(guān)圖。通過對不同相的同一位置HGIS振動測量,分析振動信號波形、頻譜和功率譜可以看出,所有正常的HGIS,無論是新東北電氣產(chǎn)品,還是西電產(chǎn)品,其正常振動特征頻率均為100Hz且幅值較小(傳感器輸出不超過1V);而出現(xiàn)異響或存在潛在異常的HGIS(均為西電同一型產(chǎn)品)均有200Hz振動特征頻率且幅值很大(傳感器輸出最大出可達(dá)到10V)。通過對無異常HGIS的振動普測還可以得出,HGIS的斷口振動存在50,100Hz2個(gè)特征頻率,但幅值均不大。綜上所述可以得到以下結(jié)論:所有正常運(yùn)行中的HGIS的振動特征頻率為100Hz,且幅值較小,這與現(xiàn)有的分析相符合。特高壓長治站除5072-1B,5053-2B,5073-2A外其余所有HGIS未發(fā)現(xiàn)異常。當(dāng)5072-IBHGIS發(fā)生異響時(shí),其振動特征頻率為200Hz,且幅值明顯變大。從頻譜和功率譜圖中都可以看出,200Hz信號是產(chǎn)生該異響的主要特征,并且在可聽響聲消失后,這個(gè)特征頻率只是減小而不是消失,表明異常現(xiàn)象并沒有消除,而是減弱到人耳無法辨識。對5053-2B,5073-2A兩相與5072-1B同一型號HGIS檢測發(fā)現(xiàn),該兩相HGIS同樣存在特征頻率均為200Hz的振動信號,可以判斷存在和5072-1B相同情況缺陷,缺陷程度可能相比較小。通過對HGIS的振動檢測,可以檢測出未產(chǎn)生明顯異?，F(xiàn)象的潛在故障。所有氣室振動幅度最大位置位于該氣室中間下部操作機(jī)構(gòu)四周,這個(gè)位置應(yīng)作為振動檢測的首選部位。從異常狀態(tài)的頻譜和功率譜圖對比,功率譜可以更清楚地表征HGIS異常狀態(tài),因而功率譜分析是振動診斷中相對更有效手段。HGIS斷口振動除了具有100Hz特征頻率外,存在1個(gè)50Hz特征頻率。4步定位異常在氣室內(nèi)的檢修由該次振動檢測數(shù)據(jù)的分析,現(xiàn)場可以基本斷定在5072-1B,5053-2B,5073-2A3個(gè)氣室內(nèi)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)異常狀況,且初步定位異常位于氣室內(nèi)隔離開關(guān)觸頭位置,建議相關(guān)單位立即停電檢修。在停電檢修中發(fā)現(xiàn),這3個(gè)氣室內(nèi)的隔離開關(guān)觸頭和導(dǎo)向環(huán)之間都存在不同程度的公差配合過大現(xiàn)象。檢修