2023电力变压器加速度法振动检测技术规范

电力变压器加速度法振动检测技术规范II目 次范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1检测原理 2装置构成 2技术要求 2检测方法 3分析判断 4附录A（规范性附录）振动检测的分析判据 5附录B（资料性附录）传感器布置要求 7附录C（资料性附录）变压器振动测试情况归档卡格式 8附录D（资料性附录）振动检测案例 10PAGEPAGE12电力变压器加速度法振动检测技术规范本标准适用于110kV及以上电压等级的油浸式电力变压器。规范性引用文件GB/T2900.15 电工术语变压器、互感器、调压器和电抗器术语和定义GB/T2900.15界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1安装谐振频率mountingresonantfrequency加速度传感器牢固地安装在一个有限质量物体上时的谐振频率。3.2振动基频vibrationfundamentalfrequency被试变压器中电压频率的2倍。3.3振动主频vibrationmainfrequency振动频谱中最高振幅对应的频率。3.4频率比重frequencyratio表征某频率的分量所占比重的参数。注：频率比重的计算公式参见附录A。3.5基频比重vibrationmainfrequencyratio表征振动基频所占比重的参数。注：基频比重的计算公式参见附录A。3.6振动熵vibrationentropy注：振动熵的公式参见附录A。检测原理装置构成变压器加速度振动检测装置基本构成如图1所示，包括振动加速度传感器、信号调理单元、数据采集单元和终端计算机以及控制分析软件。图1加速度振动检测装置基本构成技术要求传感器电力变压器加速度振动检测宜选用压电式加速度传感器，要求如表1所示。表1传感器参数名称加速度传感器分辨率<500μga量程±50g频带（±3dB）0.5Hz~10kHz安装谐振频率>20kHz对地绝缘电阻>100MΩ工作温度-25℃~80℃防水等级IP55ag为重力加速度。数据采集单元电力变压器加速度振动检测一般采用多通道同步采集单元，要求如表2所示。表2采集单元参数名称指标要求差分通道≥6模拟输入分辨率24bits最大电压范围-5V~5V采样频率≥20kHz激励电流2mA动态范围≥100dB信号调理抗混叠滤波器，电流激励连接方式BNC工作温度-25℃~55℃检测方法检测条件检测条件一般应满足以下要求不应在雷电、雨雪等天气开展检测；AC220V±10%/50Hz±1%电源，或根据实际情况通过电池为检测仪供电；检测现场不得有明显产生振动的工作。传感器布置传感器布置一般需满足以下要求：宜选用双层屏蔽电缆，电缆屏蔽应可靠接地；B；传感器安装根据具体情况可选用黏结剂、磁铁或螺栓连接等方式；测试过程中，加速度传感器与被测变压器接触良好，且水平垂直方向均不出现滑动；1路加速度传感器；3路加速度传感器；1/4B。数据采集与处理数据采集数据采集1次/min，采集时长至少2s，每次至少采集3个样本。数据处理1Hz。测试现场数据记录分析判断分析判断原则分析判断流程分析判断流程一般需满足以下要求：故障诊断由主判据来实现，而故障的识别分类则由各辅助判据来实现；A。分析判断结论分析判断结论一般需满足以下要求：根据振动信号频谱中是否存在奇次谐波，将不对称运行同其它绕组和铁心的机械故障区分；D的案例。附录A（规范性附录）主判据频率比重主要表征频率f处的谐波分量所占比重（从能量的角度计算，一般认为变压器箱体振动频率以电源频率的两倍为振动基频，根据变压器振动信号的特性，其频率范围基本处于100Hz~1200Hz的频率区间内。频率比重按照式（A.1）计算：fPfS2/f

1200S2Sf

（A.1）式中：Pf——频率比重；f——频率；

f100Sf——振动频谱中频率f处所对应的振幅，通过傅立叶变换计算，频率步长为100Hz。选择振动熵作为变压器故障诊断的主要依据。振动熵按照式（A.2）计算：式中：H——振动熵；Pf——频率比重；

1200H Pflog2Pff100

（A.2）f——频率。振动熵主要表征频谱中频率成分的复杂性，该值越低时，频谱中能量越集中在某些特征频率，该值越高则表明频谱中的能量越分散实际测试中在对振动信号进行分析时需根据历史数据的年限对振动熵进行修正，振动熵变化为+0.08/年。正常变压器振动熵处于0-3的区间内，测试数据超过临界值3，即认为该台变压器可能存在故障隐患。辅助判据振动信号分析法中所需辅助判据主要有：主频率、奇次谐波、以及基频比重。主频率为振动频谱中振幅最高的频率。基频比重按照式（A.3）计算：Pbf

S2fS2

1200S2Sf

（A.3）f100式中：Pbf——基频比重；f——频率；Sf——振动频谱中频率f处所对应的振幅。基频比重主要表征基频频率f100Hz处的谐波分量所占比重（从能量的角度计算，一般认为变压器箱体振动频率以电源频率的两倍为基频，根据变压器振动信号的特性，其频率范围基本处于100Hz~1200Hz的频率区间内。实际测试中在对振动信号进行分析时需根据历史数据的年限和负载电流对基频比重进行修正，基频比重与运行年限的变化为+0.08/年，负载电流每增加10%额定电流，基频分量增加0.15。故障诊断流程基于加速度振动信号分析的变压器故障诊断流程见图A.1。图A.1基于振动信号分析的变压器故障诊断流程附录B（资料性附录）传感器布置要求传感器的测试电缆为避免相对运动应符合图B.1，在变压器油箱表面的安装应符合图B.2。错误错误正确电缆在振动最小处离开试件固定电缆图A.2固定电缆避免相对运动示意图图A.3传感器在变压器油箱表面的安装附录C（资料性附录）变压器振动测试情况归档卡格式变压器振动测试所需试验记录和情况归档参照表C.1。表C.1变压器振动测试情况归档卡格式（型号电压等级容量额定电流连接组制造厂出厂序号出厂年月投运日期测试条件年、月、日、时测试大气条件测试站点海拔运行工况负载电流/A运行电压/kV有功功率/MW功率因数顶层油温/℃绕组温度/℃振动测试结果振动基频分量主频率值/Hz负载电流标幺值归一化后振动幅值有无奇次谐波有无高次谐波（>100Hz）有无直流分量分析意见续表C.1设备其他情况记录其他检查性试验检修情况故障记录附录D（资料性附录）振动检测案例变压器参数本次振动检测变压器参数如表D.1所示。表D.1变压器参数型号SFSZ9-50000/110相数3额定容量/kVA50000额定频率/Hz50额定电压/kV110±8*1.25%/10.5连接组别YNd11使用条件户外出厂时间2009.3冷却方式ONAF/ONAN100%/65%测点位置分布图C.1高压侧测点图C.2低压侧测点变压器检测结果采用变压器振动测试系统，对主变压器油箱侧面的振动信号进行研究，部分测点的振动频谱如图D.3所示。图C.3主变部分测点振动频谱图对应振动特征值如表D.2所示。表D.2主变振动特征值测点2345650Hz幅值/g0.0035880.0002440.0011450.0033790.00017450Hz比重0.1649230.000180.0023360.0364943.27E-05基频幅值/g0.0272560.0425890.0985150.0788020.031739基频比重/%9.5161045.47155517.2940119.