电力变压器振动监测的测点位置选择

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变压器局部放电的在线监测

监测信号的A/D转换
对于70～180kHz的被测局部放电信号应采用高速采样系统。一般采样频率应为信号频率的10倍以上，即700～1000kHz。
第二节变压器局部放电的在线监测三、局部放电信号的传输
电缆模拟信号传送
一根信号电缆传送一通道信号；多通道信号需多根电缆或采用多芯电缆传送。
第二节变压器局部放电的在线监测一、概述
变压器局部放电的在线监测方法－非电测法
声测法是利用局部放电时发出的声波来进行测量，常和脉冲电流法配合使用，是局部放电的重要监测手段。特点：基本上不受现场电磁干扰的影响，信噪比高，可以硬定放电源的位置。缺点：灵敏度低且不能确定放电量。
第二节变压器局部放电的在线监测一、概述
第二节变压器局部放电的在线监测二、局部放电信号的检测
声测法信号检测
局部放电声波的检测频率
声波是一种机械振动波，它是当发生局部放电时，在放电区域中分子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上产生了一种压力所引成。
局部放电由一连串脉冲形成，由此产生的声波也是由脉冲形成。频谱为10～107Hz数量级范围。
模式识别的过程实际上是信息压缩的过程，—般包括学习和识别两个过程。
第二节变压器局部放电的在线监测七、放电模式的识别
第一步是学习过程，首先从变压器提取有典型意义的几种放电模型，通过试验，获得局部放电数据，包括放电图象或数据采集结果，从这些所获得的数据中提取特征，包括时域特征或统计特征。根据这些特征构成特征空间，利用某种算法依据一定规则，将特征空间根据不同的放电模型进行划分，从而形成特征库。第二步是识别过程，对于未知的放电类型，在获取数据和提取特征后，依据同样的规则与已存在的特征库在限定条件下进行匹配，从而判断出放电的类型。

500kV变压器异常噪声及振动的原因分析及解决措施

500kV变压器异常噪声及振动的原因分析及解决措施摘要：变压器作为电力网络环节中最为关键的环节，决定了电力网络能否稳定安全运行。

变压器在工作中最常见的问题是异常噪声及振动，因此本论文针对此现象展开了探究。

首先通过依次分析变压器的各组成部分来确定原因，然后制定了周密详细的噪声及振动测试方案。

通过测试、分析及实验，发现电压和电流对变压器异常噪声及振动得影响大小。

最后，针对文中分析出的各种原因提出了相应的处理办法和监测建议。

关键词：变压器;噪声;振动;解决方法引言变压器作为电力网络中最重要的设备之一，对电力网络的安全稳定的运行有着至关重要的影响。

变压器异常噪声及振动是变压器非正常运作的体现，特别是在500KV的超高压电网中，如果变压器发生故障，造成的人力物力损失将是巨大的。

除此之外，变压器的噪声问题也是现今社会关注的环境问题，因此分析500kV变压器异常噪声及振动问题的原因，并提出有用的解决措施是值得研究的课题。

本研究就500kV变压器异常噪声及振动的原因进行深入调查，对变压器的噪声声源进行分析，对它的振动进行检测，最后提出有实用价值的解决方法。

1.噪声及振动原因分析变压器噪声是由本体结构设计、选型布局、安装、使用过程中，变压器本体及冷却系统产生的不规则、间歇、连续或随机引起的机械噪声及空气噪声总和。

噪声除了对环境污染外，对人类的健康影响也很大，因此现今社会都把变压器噪声水平的高低，作为衡量变压器生产厂家设计和制造水平的指标，其中变压器的振动与噪声往往是密不可分的。

常见变压器的主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），变压器的冷却系统也是必备的。

由此分析可得变压器的噪声声源主要来自变压器冷却器、变压器的铁芯和线圈绕组三个方面。

变压器冷却系统在工作时冷却风扇会产生噪声，风扇速度、外形、数量等都会一定程度上影响噪声的大小。

变压器的铁芯通常由硅钢片叠装而成，在工作时的铁芯励磁时硅钢片磁致伸缩会引起铁芯振动和噪声，硅钢片的叠装连接和接缝处会因为励磁过程中磁通分布不均匀造成漏磁，产生侧面的电磁吸引力使铁芯产生振动和噪声。

电力变压器在线监测与故障诊断

PART THREE
基于信号处理的方法：利用信号处理技术，提取故障特征并进行分类。基于知识的方法：利用专家系统、模糊逻辑等知识库技术进行故障诊断。
基于模型的方法：建立电力变压器数学模型，通过模型参数的变化进行故障诊断。
基于人工智能的方法：利用神经网络、深度学习等技术进行故障诊断。
原理：通过分析变压器油中溶解气体的成分和浓度来判断变压器的故障类型和严重程度。
干扰因素多：电力变压器运行环境复杂，存在多种干扰因素，对在线监测设备的稳定性和准确性造成影响。
设备老化和维护问题：电力变压器设备老化、维护不当等问题，导致在线监测设备易出现故障，影响监测效果。
数据分析难度大：电力变压器产生的数据量庞大，准确分析这些数据对技术和算法要求极高，目前还存在一定难度。
PART FOUR
应用场景：介绍电力变压器在线监测与故障诊断的应用领域，如电力系统、石油化工等。
案例概述：列举几个电力变压器在线监测与故障诊断的典型案例，包括监测方案、故障诊断方法、实施效果等。
应用背景：介绍油中溶解气体监测在电力变压器在线监测中的重要地位和作用。
监测原理：简述油中溶解气体的产生机理和监测方法。
案例背景：某变电站主变压器出现异常振动，需要进行在线监测与故障诊断。
监测方案：采用振动分析技术，对变压器的振动信号进行实时采集和分析。故障诊断：通过分析振动信号，诊断出变压器存在局部放电故障。处理措施：及时停运变压器，进行维修和更换部件，确保设备正常运行。
PART FIVE
监测技术不成熟：目前电力变压器在线监测技术尚未完全成熟，无法准确判断所有故障。
优点：能够早期发现变压器内部的潜在故障。
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MYS-9800风电变压器在线状态监测系统说明书

如果产品与说明书有不符之处，请您及时与我们联系。

更多产品信息，请访问互联网：MYS－9800风电变压器状态监测系统说明书目录1 风电机组变压器维护现状及意义 (2)2 风电机组变压器状态监测系统监测原理 (2)2.1 振动检测 (2)2.2 局放检测 (3)3 风电机组变压器状态监测系统架构 (6)4 风电机组变压器监测系统功能 (6)5 系统性能指标与软件功能 (6)5.1 性能指标 (6)5.2 软件功能 (8)6 工程安装简介 (10)6.1 主机安装 (10)6.2 传感器安装 (11)7 需要采购单位协助的工作 (12)8 系统选型及典型配置（单台） (13)1风电机组变压器维护现状及意义近年来，风电机组朝着大兆瓦、海上机组方向发展，随着电网系统容量和短路电流的不断增大，电网接连发生因变压器近区出口短路、抗短路能力不足造成设备损坏的事故，对电网安全运行构成严重的威胁。

风电机组变压器是电力生产中非常重要、昂贵的设备；在电力生产中实时了解变压器的绝缘运行状态是十分必要的。

根据变压器历年的统计资料表明，绕组与铁心是发生故障较多的部件。

因此，积极开展变压器绕组及铁心状况的诊断工作，及时发现有故障隐患的变压器，并有计划进行吊罩验证及检修，可以减少运行成本，延长设备寿命，预防变压器突发事故的发生，带来良好的经济和社会效益。

随着电力系统自动化水平的提高，越来越多的变电站引入了变压器在线监测装置。

目前在线监测项目主要包括绝缘油中气体在线监测、局部放电在线监测、介质损坏因数在线监测等。

电力变压器声学指纹监测系统的应用

电力变压器声学指纹监测系统的应用发布时间：2022-09-14T06:50:37.363Z 来源：《中国电业与能源》2022年5月9期作者：黎昊，靳征，王滕藤，刘超，焦新敬[导读] 本文介绍了电力变压器声学指纹监测系统的原理、组成及诊断方法，该系统能对电力变压器的典型异常状态进行监测预警，有效判断设备的健康运行水平。

黎昊，靳征，王滕藤，刘超，焦新敬国网山东省电力公司超高压公司山东济南 250000摘要：本文介绍了电力变压器声学指纹监测系统的原理、组成及诊断方法，该系统能对电力变压器的典型异常状态进行监测预警，有效判断设备的健康运行水平。

关键字：变压器在线监测声学指纹0 概述变压器运行过程中在电磁场的作用下将产生声音与振动。

声音的幅值、时域波形、频谱特性与其运行电压、电流、机械状态、励磁状态、绝缘状态等密切相关。

因此，特高压变压器的声音信号与其运行状态存在必然联系。

现有智能运检技术仍然存在状态评价诊断能力不强、设备状态评价诊断手段不足、诊断系统种类繁多、系统集成不足，不能进行多方面数据综合评估等问题。

因此，开展特高压变压器声纹监测系统研究，符合电网智能运检技术发展以及现场设备安全运行需求。

本文将通过声音传感器及布置、声纹数据处理、变压器声纹特征提取、变压器故障诊断四个部分介绍声音指纹监测系统在变压器监测中的应用。

1 声音传感器及布置变电站内主设备声音频率主要分布在20Hz至20kHz范围内均，变压器声音能量一般集中分布在100Hz及其一系列谐频上，而且随着频率的提高，能量分布逐渐减少。

由于变压器内部结构的复杂性，振动经过结构传递到油箱表面后，其模态非常复杂，油箱表面不同位置辐射的振动噪声并不相同。

因此，为了提高测量结果的有效性，需要在变压器周围设置多个噪声检测点。

另外，由于变压器噪声检测点数量较多，为了能够实时检测、尽可能还原真实信号，需要采用高精度、高采样率、低噪声、多通道的数据采集卡。

按照换能方式的不同，传声器可分为电容式、压电式等类型，变压器周围不同位置噪声水平存在较大差异，根据GB/T 1094.10-2003《电力变压器第10部分：声级测定》标准要求，在实际测试过程中，在变压器每个侧面布置1个传声器。

电力变压器的温度监测与预警系统设计

电力变压器的温度监测与预警系统设计随着能源需求的不断增长，电力变压器在电力系统中起到了至关重要的作用。

作为电力传输和分配中的关键设备，电力变压器的正常运行对电力系统的稳定性和可靠性至关重要。

然而，由于变压器长时间高负荷运行或环境条件恶劣，其温度升高可能导致故障甚至灾难性的事故发生。

因此，设计一个可靠的温度监测与预警系统对于电力变压器的安全运行至关重要。

一、温度监测系统的原理与设计1.1 温度传感器的选择与布置温度传感器是温度监测系统中的核心部分，其选择直接决定了系统的准确性和可靠性。

常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器等。

根据实际需求和经济性考虑，可以选用合适的温度传感器。

在电力变压器的设计中，应合理布置温度传感器，以确保对变压器内部不同位置的温度进行监测。

传感器的布置应包括变压器的油温、线圈温度和铁芯温度等重要部位，并保证数据准确性和及时性。

1.2 数据采集与传输数据采集是监测系统中的重要环节。

为了准确获取温度数据，可使用模拟量温度传感器与采样电路结合，将温度信号转化为数字信号。

采集的数据经过处理后，可通过不同的通信方式传输到监测中心，如RS485总线、以太网等。

为了提高数据传输的可靠性和稳定性，在系统设计中应考虑采用冗余设计和容错机制，以防止数据传输的中断和错误。

1.3 数据处理与存储传感器采集到的温度数据在系统中需要进行处理和存储。

数据处理的主要工作包括数据滤波、数据校正和数据分析等。

通过滤波和校正，可以排除传感器噪声和误差，确保数据的准确性和一致性。

同时，通过对数据的分析，可以提取有用的信息，如温度的变化趋势、异常值等。

处理后的数据可存储在数据库中，以便日后的数据分析和备份。

为了保护数据的完整性和安全性，应考虑数据备份和冗余存储的设计。

二、温度预警系统的设计与实现2.1 温度预警模型的建立温度预警模型的建立是预警系统设计的核心部分。

根据变压器的工作特点和历史数据，可以采用统计学方法或机器学习算法建立预警模型。

基于盲源分离算法的有载分接开关振动监测技术研究

基于盲源分离算法的有载分接开关振动监测技术研究收稿日期：２０２１－１２－２４作者简介：蒋西平（１９９０－），工程师，主要从事高压设备状态监测技术研究。

蒋西平，王　谦，李永福，龙英凯（国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆４０１１２３）摘　要：随着电网调节任务日趋繁重，设备运行工况愈加复杂，有载分接开关（ＯＬＴＣ）故障频发且呈上升趋势，严重影响电网系统安全稳定的运行。

机械性故障为ＯＬＴＣ的主要故障，振动监测为其常用故障监测手段之一。

在ＯＬＴＣ切换过程中，振动采集装置采集到的信号存在大量噪声。

本文采用一种盲源信号分离方法，基于２２０ｋＶ电力变压器的不同运行方式下的振动波形仿真分析表明，该方法能将ＯＬＴＣ振动信号准确无误、有效地分离出来，提高振动故障监测识别装置的准确率。

关键词：盲源分离；有载分接开关；振动监测；相似系数中图分类号：文献标识码：Ａ文章编号：１００８８０３２（２０２１）０５０１０４电力变压器作为电网重要的电力变换设备，其稳定运行直接关系到电力系统的安全。

有载分接开关（ＯＬＴＣ）是变压器内部唯一可动的部件，其准确、及时动作，不仅可以改善电压偏移，提高电能质量，还能改变电力系统潮流分布，增加电网调度的灵活性。

伴随ＯＬＴＣ动作次数的增多，其故障率也相应增加，直接威胁到变压器的寿命。

据统计数据表明［１］，ＯＬＴＣ的故障约占变压器故障的３０％，机械性故障是ＯＬＴＣ的主要故障类型，如分接开关与电动机构不匹配，切换开关时间延长，分接开关滑挡等［２－５］。

机械振动信号中包含着大量的ＯＬＴＣ状态信息，利用振动信号来监测ＯＬＴＣ的机械状态是行之有效的。

在变压器运行状态下，变压器的本体（绕组和铁芯等）、冷却装置存在固有振动，以及现场存在各种噪声信号。

因此，在ＯＬＴＣ切换过程中，被振动采集装置收集的信号存在大量噪声。

本文采用的一种盲源信号分离方法，能将有载分接开关振动信号准确无误、有效地分离出来，提高振动故障监测识别装置的准确率。

电力变压器铁心振动特性分析

ＺｅｇＪｎＷａｇＪｎｄＧｕｉＺｏｉｎｉｇｈｎｉｇｎｉｇｉｏＪｅｈｕＪａｐｎ
（．ｈｊｎｎｖｒｉ，ｎｚｏ１０７Ｃｉａ２ＰｗｅＢｒａｆｈｏｉｇｉ，ｈｏｉｇ３２０，ｈｎ）１ＺｅａｇＵｉｅｓｙＨａｇｈｕ３０２，ｈｎ；．ｏｒｕｅｕｏＳａｘｎｔＳａｘｎ１００ＣｉａｉｔＣｙ
电力变压器铁心振动特性分析木
郑
摘
婧王婧顿郭洁周建平
（．１浙汀大学生物医学工程及仪器科学学院仪器科学与工程系，杭州３０２；．１０７２绍兴市电力局，绍兴３２０）１００要：作为电力变压器的主要部件，变压器铁心的振动信号主要与铁心紧固状况、绝缘程度密切相关，具有较强的非线
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＴｈｅｖｉｒｔｏｉｎａｆｌｒｅｐｗｅｒｎｓｏｍｅｏｅｉｏｒｌｔｖｉｏｄｔｏｆｃｒｏｐｅ－ｂａｉｎｓｇｌｇｏｒｔａｆｒｒｃｒｓｃｒｅａｉｅｗｔｔｃｎｉｉｎｓｏｏｅｃｍｒｓｏａｈｈｅ
ｔ — ｅｕｎｙａａｙｉｍｅｈｄＨｉｅｔａｇＴａｓｏｍ（ｉｆｑｅｃｎｌｓｔｏ，ｌｒ－ｎｒｎｆｒＨＨＴｉｉｔｄｃｄｉｔａｓｏｅｏｅｖｂａｉｎａａｙｉｍｅｒｓｂＨｕ）ｓｎｒｕｅｏｔｎｆｒｒｃｒｉｒｔｎｌｓｏｎｒｍｏｓ
１引言
对运行中的电力变压器实现在线监测及故障诊

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电力变压器振动监测的测点位置选择
发表时间：2018-08-01T10:14:06.320Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：李少聪[导读] 摘要：电力变压器体积较大，工作时内部绕组各点的振动皆不相同，由于油箱结构的不一致性和绕组振动传播过程的复杂性，油箱表面上的振动并不都能有效地体现变压器绕组的状况，因此对油箱表面的振动信号进行研究分析，合理地选择振动测点位置对实现电力变压器振动在线状态监测和故障诊断是至关重要的。

（国网河北省电力有限公司平乡县供电分公司河北邢台 054500）摘要：电力变压器体积较大，工作时内部绕组各点的振动皆不相同，由于油箱结构的不一致性和绕组振动传播过程的复杂性，油箱表面上的振动并不都能有效地体现变压器绕组的状况，因此对油箱表面的振动信号进行研究分析，合理地选择振动测点位置对实现电力变压器振动在线状态监测和故障诊断是至关重要的。

本文分析了电力变压器振动监测的测点位置选择。

关键词：电力变压器；振动监测；测点位置；
电力变压器是电力系统中的主要设备之一，是电力系统安全、可靠运行的保证。

铁心异常和绕组变形在变压器故障中占有很大的比例，因此，在线监测电力变压器铁心和绕组的工作状况成为电力变压器监测的一个主要内容。

1 振动原理
电力变压器将一种等级的电压转成另外一种等级的电压，利用它可以把不同电压的电网连接在一起，因而其运行状况的好坏直接影响到整个电网能否正常运行。

变压器在长期运行过程中，受外界环境因素的影响，不可避免地会出现各种故障，从而影响变压器正常工作，如未能及时发现并采取适当的修复措施，则缺陷会不断发展，从而引发事故。

对变压器实施监测可以明显地减少这些事故的发生和降低损失。

近年来，随着我国电力工业向大电网、大容量和高电压的方向发展，电力变压器的单相容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断地提高，这就对变压器的监测提出了更高的要求。

变压器振动是由于变压器本体(铁芯、绕组等的统称)的振动及冷却装置的振动产生的。

在振动信号频率小于100 Hz范围内，集中的是由冷却系统引起的基本振动。

本体的振动则以100 Hz为基频，伴有其他高次谐波成分。

铁芯的振动主要由于硅钢片的磁致伸缩效应，而绕组的振动由负载电流通过绕组时，在绕组间、线饼间、线匝间产生的电磁力引起。

油压、振动子系统的相互作用对油箱表面振动特性的影响，油箱表面的振动有多个共振频率，油压会降低其固有频率而提高其结构阻尼，绕组和铁芯传递至油箱表面的振动特性受铁芯。

绕组系统的模态特征和油箱多个共振特征的影响。

此外，绕组振动也有一部分经铁芯及其紧固件传至油箱壁，这部分振动主要反映在油箱底部区域。

油箱表面的振动不仅与振动源(变压器本体的振动)和振动传递相关，还受油箱体本身机械结构特性的影响。

油箱体本身基本上属于线性结构，而且其低阶模态的自然频率远低于绕组和铁芯振动的频率，不会改变由绕组和铁芯传递到油箱的振动特性。

油箱体结构除大部分由平板组成外，还包含有加强筋及其他不规则结构，这些复杂的结构具有非线性特性。

在加强筋结构中，加强筋明显影响了振动能量的正常传递路径，对比平板结构能量出现了一定的反射。

2 电力变压器振动监测的测点位置选择
2.1 监测系统由信号采集处理器(简称前置机)和上位处理器(简称上位机)两部分组成，前置机通过以太网或串口与上位机相连接。

前置机主要实现信号的调理、数据采集并同时进行数据的初步处理及实时数据存储。

上位机可通过以太网登录前置机系统界面，查看当前实时监测的情况。

三相结构变压器在三相负载运行情况下，油箱壁上的振动是各绕组振动通过绝缘油等介质传递、衰减在油箱壁上叠加的结果，油箱壁上的绕组振动加速度可以表示为：，式中：KA、KB、Kc为各相绕组振动的传递系数。

在变压器三相负载平衡时，三相绕组振动在油箱壁上叠加的振动100 Hz成分幅值也应正比于负载电流的平方。

此外，绕组振动也有一部分经铁芯及其紧固件传至油箱壁，这部分振动主要反映在油箱底部区域。

为表征各测点振动的衰减特性，绕组振动的主要传递介质为绝缘油，油箱底部相比油箱壁高、低压侧振动能量小很多。

2.2 在实际的测试中，振动测点个数往往有限，需在油箱体表面选取较合适的测点位置，即能反映绕组振动特性的测点，它直接反映是否能体现绕组的振动特性，因此这是测点选择时需要首要关注的，获得相应振动信号和电流信号，如图1所示。

加强筋上的测点振动成分幅值与负载的相关度总体表现不高，说明反映绕组振动的能力相对较差，在布置测点时尽量避免；油箱底部的测点不仅振动平均能量低且振动较复杂，表现在振动100 Hz成分所占比重很小、高频谐波成分多等，不利于信号分析且较难体现绕组的振动，故布置测点时可以不考虑变压器底部；油箱壁平板结构上的测点，不仅振动能量大、振动主成分比率高，且振动100 Hz幅值与负载电流的正相关程度高，说明该区域振动可以体现绕组的振动特性，在布置测点时应着重考虑(避免油箱接缝处)。

建议在布置测点时可以考虑油箱壁对称结构位置，如在正对各相绕组区域的平板结构上部和下部均布置测点。

（图1）
2.3 箱壁上加强筋结构的测点虽然振动能量大，由于其结构复杂，反映绕组振动的能力较差，在布置测点时应尽量远离加强筋结构。

由于绕组振动主要由绝缘油传递至油箱壁，油箱底部振动小，且信号复杂，表现在100 Hz频率成分占的比率低，在布置测点时也应避免变压器底部。

油箱壁平板结构上的振动测点，除个别测点外(可能太靠近变压器底部、顶部或油箱壁接缝处)，大都能体现绕组的振动特性，表现在与负载电流有较高的相关性，振动衰减小且100 Hz频率成分所占比重高，在布置测点时应着重考虑该区域。

3 发展方向
目前，电力变压器的振动监测越来越受到各方面的重视，对其做了大量的试验研究和现场测试，总结了丰富的经验，尤其是对运用振动法监测电力变压器的灵敏性和可靠性进行了深入的研究和讨论。

但是，由于我国在这方面起步较晚，与国外仍有一定的差距，在测试和研究方向方面仍存在一些不足，这主要表现在以下几个方面。

（1）振动法无论是监测铁心还是绕组的状况一般是建立在比较时域或频谱曲线的基础上，同一台电力变压器或同种型号的变压器与其原始的振动曲线比较，但是针对电力变压器出现的铁心和绕组故障没有进一步提出判断依据。

（2）由于测试经验和研究程度的影响，我国振动法监测电力变压器仍然停留在试验室研究阶段，对于从振动曲线上对铁心和绕组故障的定位以及故障的类型需要进一步研究。

（3）我国的电力变压器振动监测的研究基本还停留在数学分析和对监测数据的分析上，缺乏电力变压器的实际模型和数学模型的设计。

因此，要提高电力变压器振动监测的水平，今后要做好以下几个方面。

（1）建立电力变压器原始的铁心和绕组的振动数据库，以便可以有效运用振动曲线的比较，原始数据库除了记录振动数据外，还要记录当时的监测系统各部分组成的装置、监测软件的程序以及振动信号处理方法等。

（2）进一步加强对铁心、绕组故障的定位和故障类型的判断以及建立明确的判断依据等。

本文采用电力变压器振动在线状态监测，现场实时采集实际运行变压器油箱表面的振动信号，结合变压器及其油箱的机械结构特性，提出了运用振动信号分析法有效监测变压器绕组机械结构参数状态的油箱表面振动监测位置选择方法。

参考文献：
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[3]姚森敬，欧阳旭东，林春耀．电力变压器绕组变形诊断分析[J]．电力系统自动化，2016，29（18）：95－98．。