电力变压器机械振动测试技术

定　　价：78 元

丛书名：普通高等教育“十三五”规划教材普通高等院校工程实践系列规划教材

• 作者：钱国超 ... 等著
• 出版时间：2017/10/1
• ISBN：9787030546623
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:发(供)电部门和电气设备生产单位从事电气设备运维的技术人员以及电力科学研究院技术人员，高等院校、中专有关专业师生

• 中图法分类：TM41 
• 页码：240
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：B5
• 字数：(单位：千字)

内容简介

　　本书是一本系统介绍电力变压器机械振动测试技术的专著。本书结合电力变压器事故发生的过程、现象及解体检查综合分析的情况，系统综合地介绍了变压器振动的原理、绕组振动模态仿真测试，在线和离线振动测试原理及其实例以及隐患变压器的现场检修方案。《BR》　　本书分为六章，包括电力变压器的结构及其故障、振动机理及特性分析、振动模态仿真及离线振动试验研究、在线振动检测技术及应用和隐患变压器的检修处理方法。本书通过典型故障的试验、仿真计算等系统介绍了电力变压器振动的机理、测试方法以及检修方案，基本涵盖了电力变压器振动测试技术的研究与应用现状及发展方向。

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序 言

　　变压器是电力系统中最为重要的设备之一，其运行的稳定性和可靠性对于保证电力系统的安全意义重大。随着我国电网容量的日益增大，短路容量亦随之不断增大，作为电力系统核心设备的电力变压器的运行可靠性就显得越发重要，一旦出现事故，将会导致大面积停电及巨大的经济损失，后果较为严重。
　　从最近几年全国大型变压器发生事故的过程、现象及其解体检查综合分析，变压器绕组抗短路能力不足已成为变压器事故最主要的原因，严重影响着大型变压器运行的安全稳定。
　　然而电力变压器在运送和装配过程中不可避免会受到摩擦力的作用和机械碰撞，这些碰撞和摩擦会导致绕组变形（如轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等）；此外运行中的变压器在遭受突发短路后，其绕组可能首先发生松动或轻微变形。
　　大量的试验研究结果和现场运行经验表明，变压器绕组的变形具有累积效应。对于运行中的变压器，如果其绕组的松动和变形不能被及时发现和有效修复，在累积到一定程度后会导致变压器绕组的机械稳定性受到很大影响，其抗短路能力大幅下降，在遭受较小的冲击电流下也会引发较大事故。此外，运行中变压器油纸绝缘的老化也会使绕组发生渐进性的松散失稳现象，从而导致变压器的抗短路能力下降而使变压器存在潜在的事故隐患。因此，运行中的变压器在经历外部短路事故或运行一段时间后的例行试验与检修维护中，如何有效地检测变压器绕组的松动和变形现象，进而判断是否需要检修处理就显得尤为重要。
　　目前针对变压器绕组变形检测的方法主要有频响分析法与短路阻抗法，这两种方法都是采用电测方法，对变压器绕组发生较明显的变形情况较为适宜，但对绕组发生轻微变形，尤其是当变压器运行中受到短路冲击或长期自身振动而发生轴向压紧力减小松动时的情形并不敏感。变压器的绕组松动与变形等早期故障隐患的及时检测可有效避免变压器事故的发生。
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目 录

目录
前言
第1章 电力变压器结构及其故障 1
1.1 概述 1
1.2 电力变压器的基本结构 2
1.3 电力变压器的典型故障类型 4
1.3.1 变压器短路故障 5
1.3.2 变压器内部放电故障 5
1.3.3 变压器绕组故障 6
1.3.4 变压器铁芯故障 7
1.3.5 变压器分接开关故障 8
1.4 电力变压器故障检测技术 8
1.4.1 短路阻抗法 9
1.4.2 低压脉冲法 10
1.4.3 频率响应分析法 10
1.4.4 电容量变化法 12
1.4.5 超声波检测法 12
1.4.6 振动检测法 12
第2章 电力变压器振动机理及特性分析 15
2.1 电力变压器振动及传递途径 15
2.1.1 变压器振动来源 15
2.1.2 变压器振动传递途径 16
2.2 变压器铁芯振动机理 17
2.3 变压器绕组振动机理 20
2.3.1 变压器绕组辐向振动特性分析 20
2.3.2 变压器绕组轴向振动特性分析 22
2.3.3 变压器绕组振动仿真分析 26
2.4 变压器绕组及铁芯振动合成特性 43
2.4.1 负载电流的影响 44
2.4.2 功率因数的影响 44
2.4.3 温度的影响 46
第3章 电力变压器振动模态仿真及离线振动试验研究 50
3.1 变压器机械振动模态仿真计算 50
3.1.1 变压器绕组模态参数的有限元求解 50
3.1.2 变压器模态分析基本原理 51
3.1.3 谐响应分析基本原理 52
3.1.4 变压器绕组的有限元分析 57
3.1.5 典型故障下绕组机械动力学特性分析 61
3.2 电力变压器离线振动检测 66
3.2.1 变压器绕组振动频响法的原理 66
3.2.2 变压器绕组振动频响测试系统 67
3.3 变压器绕组扫频激振试验 69
3.3.1 试验内容 69
3.3.2 试验结果 71
3.4 变压器绕组扫频曲线特性分析 74
3.4.1 变压器绕组扫频试验重复性分析 74
3.4.2 变压器绕组扫频曲线特性分析 75
3.4.3 变压器绕组状态评估方法 77
3.5 电力变压器离线振动检测实例分析 81
3.5.1 建水3#主变振动频响测试 81
3.5.2 松柯1#主变振动频响测试 89
第4章 电力变压器在线振动检测技术及应用 102
4.1 变压器振动故障模拟试验及信号分析 102
4.1.1 模型变压器设计 102
4.1.2 异常振动缺陷的模拟技术 103
4.1.3 故障条件下变压器振动信号分析 106
4.2 盲源分离技术在变压器振动故障分析中的应用 116
4.2.1 盲源分离技术原理 116
4.2.2 分离效果的检验 120
4.2.3 绕组及铁芯振动仿真信号及其混合 121
4.2.4 仿真振动信号的分离效果分析 124
4.2.5 盲源分离算法在模型变压器上的应用 127
4.3 变压器异常振动故障诊断 134
4.4 电力变压器在线振动检测实例分析 136
4.4.1 电力变压器在线振动现场检测方案 136
4.4.2 现场测试数据 139
4.4.3 现场振动数据统计分析 166
第5章 隐患变压器的检修处理方法 174
5.1 返厂改造 174
5.2 串抗改造提高变压器抗短路能力 177
5.2.1 限流电抗器主要技术参数的选定原则 178
5.2.2 电抗百分值的选择 178
5.3 现场改造提高变压器抗短路能力 180
5.3.1 增加绝缘副压板方法 180
5.3.2 增加相间钎板方法 182
参考文献 184