變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法

變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試的條件、方法、數(shù)據(jù)分析及處理。本標(biāo)準(zhǔn)適用于變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB26860電力安全工作規(guī)程發(fā)電廠和變電站電氣部分DLT1540-2016油浸式交流電抗器（變壓器）運行振動測量方法術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)測試Vibroacoustictestfortransformeron-loadtap-changer變壓器有載分接開關(guān)工作狀態(tài)的一種測試方法。通過振動加速度傳感器采集變壓器有載分接開關(guān)操作時產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號及電流傳感器采集變壓器有載分接開關(guān)切換動作時驅(qū)動電機電流信號，對采集到的信號進(jìn)行分析，判斷變壓器有載分接開關(guān)的狀態(tài)。3.2包絡(luò)分析Envelopeanalysis將振動聲學(xué)信號的時域波形轉(zhuǎn)換為包絡(luò)線后，對有載分接開關(guān)運行狀態(tài)進(jìn)行分析的方法。3.3振動高低頻曲線疊加分析Highfrequencyvibrationcurvesuperpositionanalysis將有載分接開關(guān)切換過程中產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號按照一定的頻率范圍進(jìn)行高頻和低頻分離處理，根據(jù)不同的故障類型產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號的高、低頻分量的差異來判斷有載分接開關(guān)的運行狀態(tài)的方法。3.4特征參數(shù)指標(biāo)分析Characteristicparameterindexanalysis提取有載分接開關(guān)電流及振動聲學(xué)信號中的重要參數(shù)指標(biāo)數(shù)值，主要包括電流最大值、電流平均值、振動低頻最大幅值、振動高頻最大幅值等，通過閾值比較等方式對有載分接開關(guān)運行狀態(tài)進(jìn)行分析的方法。測試條件安全要求4.1.1應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行GB26860和發(fā)電廠、變（配）電站巡視的要求。4.1.2現(xiàn)場測試過程中應(yīng)有專人監(jiān)護(hù)，監(jiān)護(hù)人在測試期間應(yīng)始終行使監(jiān)護(hù)職責(zé)。4.1.3應(yīng)確保操作人員及測試儀器與電氣設(shè)備的高壓部分保持足夠的安全距離。4.1.4測試現(xiàn)場出現(xiàn)明顯異常時（如異常聲響、電壓波動、系統(tǒng)接地等），應(yīng)立即停止工作并撤離現(xiàn)場。環(huán)境要求4.2.1環(huán)境溫度：-10℃～＋50℃。4.2.2相對濕度：不宜超過80%。4.2.3周圍宜無影響現(xiàn)場測試的振動干擾源。被測設(shè)備4.3.1被測有載分接開關(guān)所在設(shè)備箱殼應(yīng)清潔干燥、接地良好。4.3.2停電測試時，應(yīng)確保被測有載分接開關(guān)所在設(shè)備處于停運狀態(tài)，有載分接開關(guān)應(yīng)能夠電動調(diào)檔。4.3.3在線測試應(yīng)結(jié)合運行設(shè)備調(diào)檔同步進(jìn)行。測試方法測試前準(zhǔn)備5.1.1核對被測設(shè)備運行編號，查看并記錄設(shè)備銘牌。5.1.2測試儀器開機檢查，電量應(yīng)充足。5.1.3在被測設(shè)備上選擇平坦、光滑、無污穢的金屬外殼表面作為加速度傳感器安裝測試點。測試步驟5.2.1將測試儀可靠接地，接地時應(yīng)先接接地端再接儀器端。5.2.2安裝加速度傳感器，先將傳感器底座固定在變壓器有載分接開關(guān)的側(cè)面外壁上（一般選擇在距離頂部，平行于垂直傳動桿往下15~20cm之間），再將傳感器與底座相連。5.2.3安裝電流傳感器，將電流傳感器安裝在有載分接開關(guān)驅(qū)動電機電源線任意一相。5.2.4將加速度傳感器和電流傳感器通過測試電纜接入測試儀。5.2.5確認(rèn)測試電纜連接可靠無誤后，合上測試儀器電源開關(guān)，正確設(shè)置測試儀器各項參數(shù)。5.2.6停電測試時，在調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)檔位升降過程中，采集振動聲學(xué)信號和驅(qū)動電機電流信號，并儲存數(shù)據(jù)；在線測試時，調(diào)檔過程中觸發(fā)儀器自動測試，采集有載分接開關(guān)動作過程中的振動聲學(xué)信號和驅(qū)動電機電流信號，并存儲數(shù)據(jù)。5.2.7測試結(jié)束后，關(guān)閉測試儀器電源，拆除測試電纜及傳感器，恢復(fù)現(xiàn)場。測試數(shù)據(jù)分析及處理包括包絡(luò)數(shù)據(jù)分析、振動高低頻曲線疊加分析、奇偶檔位分析、縱向數(shù)據(jù)分析、特征參數(shù)指標(biāo)分析等。數(shù)據(jù)分析流程如圖1所示，具體方法及要求參見附錄A。圖1數(shù)據(jù)分析流程有載分接開關(guān)正常動作一般分為四個階段（如圖2所示）。T1階段：涌流階段，此階段電流信號包絡(luò)在剛啟動時出現(xiàn)較短的高峰電流；T2階段，選擇器操作階段，此階段振動聲學(xué)信號包絡(luò)和電流信號包絡(luò)曲線表現(xiàn)穩(wěn)定，波動較??；T3階段，切換開關(guān)動作階段，振動聲學(xué)信號包絡(luò)出現(xiàn)較大的振動幅值；T4階段，制動器動作階段，電流信號包絡(luò)在開關(guān)動作后，持續(xù)一段時間而衰減到零值。圖2正常動作的電流及振動包絡(luò)曲線注：圖2上曲線為驅(qū)動電機電流信號包絡(luò)，中曲線為振動聲學(xué)信號高頻包絡(luò)，下曲線為振動聲學(xué)信號低頻包絡(luò)常見干擾源變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試的常見干擾源主要由鐵心和繞組的振動、變壓器的電磁環(huán)境等因素引起。具體常見干擾源見附錄B。附錄A（資料性附錄）變壓器有載分接開關(guān)測試振動聲學(xué)測試數(shù)據(jù)分析A.1包絡(luò)數(shù)據(jù)分析包絡(luò)分析包括振動聲學(xué)信號結(jié)合驅(qū)動電機電流信號包絡(luò)曲線分析、振動聲學(xué)信號包絡(luò)曲線分析和驅(qū)動電機電流信號包絡(luò)曲線分析三種分析方法。問題典型圖譜描述說明處理建議開關(guān)滑檔故障圖A.1開關(guān)滑檔故障表現(xiàn)為在非過渡檔位切換時，電流信號連續(xù)出現(xiàn)長達(dá)幾個周期，且振動聲學(xué)信號同時連續(xù)出現(xiàn)兩次及以上開關(guān)切換。如圖A.1所示。注：上圖為電流包絡(luò)信號曲線；下圖為振動聲學(xué)信號包絡(luò)曲線。變壓器立即停止運行，并安排檢修切換過晚圖A.2切換過晚表現(xiàn)為在電機電流制動或停止時，切換開關(guān)才剛切換或還未切換動作。如圖A.2所示。注：下圖第1個脈沖為正常切換時間的振動聲學(xué)信號，第2個脈沖為切換過晚的振動聲學(xué)信號。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡快安排檢修處理。糾正調(diào)整，重新組裝控制箱輸出處的聯(lián)軸器。制動異常圖A.3制動異常表現(xiàn)為制動電流延長的時間太長，通常制動時間不超過1秒。如圖A.3所示。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡快安排檢修處理。調(diào)整并修理制動系統(tǒng)。驅(qū)動機構(gòu)潤滑不足或卡澀圖A.4圖A.5驅(qū)動電機潤滑不足或卡澀表現(xiàn)為振動包絡(luò)信號出現(xiàn)了有規(guī)律的振蕩包絡(luò)小波（如圖A.4所示）或者電流信號出現(xiàn)了較大幅值振蕩波動（如圖A.5所示）。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡快安排檢修處理。潤滑驅(qū)動機構(gòu)。更換磨損部件?？刂评^電器故障圖A.6電機電流信號在啟動和停止階段電流信號會出現(xiàn)異常波動，如圖A.6所示。調(diào)整或更換故障繼電器。A.2振動高低頻曲線疊加分析有載分接開關(guān)動作過程中產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號可分為高頻部分及低頻部分，對于不同的故障類型產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號的高、低頻分量是有差異的，主要的表現(xiàn)就是在觸頭系統(tǒng)正常的情況下產(chǎn)生的高、低頻信號波形是相似的或者波形的重合度很好，而在長期的動作過程中存在異?；蛘吖收系那闆r下高、低頻信號波形會有比比較明顯的差異性。問題典型圖譜描述說明處理建議觸頭磨損或開關(guān)磨損圖A.8觸頭或開關(guān)磨損表現(xiàn)為高頻與低頻振動聲學(xué)信號幅值差值較大，重合度較差，如圖A.8所示。注：上圖為正常的振動高、低頻包絡(luò)重合曲線，下圖為異常的振動高、低頻包絡(luò)重合曲線。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其變化趨勢。A.3奇偶檔位分析有載分接開關(guān)切換動作時，在同一個動作方向上的奇數(shù)檔位和偶數(shù)檔位產(chǎn)生的振動聲學(xué)信號在時間上是對稱的，因此可運用包絡(luò)疊加功能對同一個動作方向的奇偶檔位測試數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加比較，從而判斷有載分接開關(guān)運行狀況。問題典型圖譜描述說明處理建議切換圖譜不對稱圖A.10切換圖譜不對稱表現(xiàn)為奇、偶兩個不同檔位的振動包絡(luò)信號曲線疊加在時間上不對稱，如圖所示A.10。注：上圖為正常的奇、偶檔位包絡(luò)重合曲線；下圖為異常的奇、偶檔位包絡(luò)重合曲線。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢，以判斷問題情況。檢修或更換故障部件。A.4縱向數(shù)據(jù)分析縱向數(shù)據(jù)分析就是對同一臺有載分接開關(guān)的不同時間的測試結(jié)果進(jìn)行比較分析，從而得出有載分接開關(guān)的運行狀況。需要電力工作人員周期性的對有載分接開關(guān)進(jìn)行測試，并將每次測試的結(jié)果存檔備份，以便于分析不同時間內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)的變化，從而判斷設(shè)備的運行狀況。問題典型圖譜描述說明處理建議手輪開關(guān)超前磨損圖A.111)運行正常的有載分接開關(guān)，在前后幾次測量的圖譜曲線疊加相識度較高，重合度較好，如圖A.11所示。2)手輪開關(guān)超前磨損表現(xiàn)為前后兩次測量的振動包絡(luò)曲線疊加相識度低，幅值差值較大，如圖A.12所示。注：上曲線修理后正常振動包絡(luò)曲線，幅值較大；下曲線為手輪開關(guān)超前磨損的振動包絡(luò)曲線，幅值較小。適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢，以判斷問題情況。檢修或更換故障部件。圖A.12A.5特征參數(shù)指標(biāo)分析通過分析數(shù)據(jù)報表中的重要參數(shù)指標(biāo)的數(shù)值，主要包括電流最大值、電流平均值、振動低頻最大值、振動高頻最大值等，可方便運行人員觀測有載分接開關(guān)工作狀態(tài)，直觀的對運行狀態(tài)做出評價。數(shù)據(jù)參數(shù)測量幅值X（設(shè)前次測量幅值X0）描述說明處理建議電流最大值|(X-X0)/X0|×100%≤30%未發(fā)現(xiàn)明顯的差異按原計劃周期進(jìn)行巡檢。（1-60%）X0＜X＜（1-30%）X0或（1+30%）X0＜X＜（1+60%）X0存在明顯的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；X≤（1-60%）X0或X≥（1+60%）X0存在較大的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；每3個月巡檢一次，關(guān)注其發(fā)展趨勢。電流平均值|(X-X0)/X0|×100%≤20%未發(fā)現(xiàn)明顯的差異按原計劃周期進(jìn)行巡檢，并關(guān)注其發(fā)展趨勢。（1-50%）X0＜X＜（1-20%）X0或（1+20%）X0＜X＜2X0存在明顯的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢。X≤（1-50%）X0或X≥2X0存在較大的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；每3個月巡檢一次，關(guān)注其發(fā)展趨勢。振動低頻和高頻最大值|(X-X0)/X0|×100%≤30%且|X-X0|≤5g未發(fā)現(xiàn)明顯的差異按原計劃周期進(jìn)行巡檢，并關(guān)注其發(fā)展趨勢。30%＜|(X-X0)/X0|×100%＜50%或5g＜|X-X0|＜10g存在明顯的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；適當(dāng)縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢。|(X-X0)/X0|≥50%或|X-X0|≥10g存在較大的差異結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進(jìn)行確定具體問題，并參照相應(yīng)的包絡(luò)分析結(jié)果建議；每3個月巡檢一次，關(guān)注其發(fā)展趨勢。附錄B（資料性附錄）常見干擾源B.1變壓器本體的振動變壓器本體的振動主要來源于：（1）硅鋼片的磁致伸縮引起的鐵心振動。（2）硅鋼片接縫處和疊片之間存在著因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力而引起鐵心的振動。（3）當(dāng)繞組中有負(fù)載電流通過時，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁引起線圈、油箱壁的振動。鐵心產(chǎn)生噪音的原因是構(gòu)成鐵心硅鋼片在交變磁場作用下，會發(fā)生微小變化即磁致伸縮，磁致伸縮使鐵心隨勵磁頻率變化做周期性振動，除此之外，漏磁場也能使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生振動。繞組產(chǎn)生振動原因是電流繞組中產(chǎn)生電磁力。近年來，由于鐵心堆疊方式的改進(jìn)和心柱及鐵軛都用環(huán)氧玻璃絲粘帶綁扎，硅鋼片接縫處和疊片之間的電磁吸引力引起的鐵心振動，比硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動要小得多，可以忽略。而變壓器的額定工作磁密通常取1.5~1.8T，國內(nèi)外研究和試驗均證明，在這樣的磁密范圍之內(nèi)，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁引起的振動比硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動要小得多，也可以忽略。因此變壓器本體的振動主要取決于鐵心的振動，而鐵心的振動可以看作是由硅鋼片的磁致伸縮引起的。B.2變壓器的電磁環(huán)境有載分接開關(guān)動作時變壓器如為帶負(fù)載運行狀態(tài)，變壓器工作中的電磁環(huán)境對電流傳感器采集到的驅(qū)動電機電流會產(chǎn)生一定的干擾。目????錄TOC\o"1-2"\h\z\u目????錄 1前????言 2變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法 31范圍 32規(guī)范性引用文件 33術(shù)語和定義 34測試條件 45測試方法 46測試數(shù)據(jù)分析及處理 57常見干擾源 6附錄A 7（資料性附錄） 7變壓器有載分接開關(guān)測試振動聲學(xué)測試數(shù)據(jù)分析 7A.1包絡(luò)數(shù)據(jù)分析 7A.2振動高低頻曲線疊加分析 10A.3奇偶檔位分析 11A.4縱向數(shù)據(jù)分析 12A.5特征參數(shù)指標(biāo)分析 14附錄B 16（資料性附錄） 16常見干擾源 16B.1鐵心和繞組的振動 16B.2變壓器的電磁環(huán)境 16前????言本標(biāo)準(zhǔn)首次制定。本標(biāo)準(zhǔn)由中國電力企業(yè)聯(lián)合委員會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國電力設(shè)備狀態(tài)維修與在線監(jiān)測技術(shù)標(biāo)委會歸口并解釋。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：本標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化管理中國中心（北京市白廣路二條一號，100761）。目????錄TOC\o"1-2"\h\z\u目????錄 1前????言 2變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法 31范圍 32規(guī)范性引用文件 33術(shù)語和定義 34測試條件 45測試方法 46測試數(shù)據(jù)分析及處理 57常見干擾源 6附錄A 7（資料性附錄） 7變壓器有載分接開關(guān)測試振動聲學(xué)測試數(shù)據(jù)分析 7