Улучшенное эмпирическое вейвлет-преобразование (EWT) и его применение в нестандартных ситуациях.

Том 12 научных докладов, номер статьи: 17533 (2022 г.) Цитировать эту статью

1002 доступа

Подробности о метриках

Резонансная частота трансформатора содержит информацию, связанную с его структурой. Легче определить резонансную частоту в сигнале вибрации во время ударного испытания и включения питания, чем при работе трансформатора, поскольку вибрацию, вызванную током нагрузки, не нужно учитывать во время ударного испытания и включения питания. Следовательно, для борьбы с этими двумя нестационарными вибрациями необходим метод анализа с простым расчетом, высокой скоростью расчета и простым мониторингом в реальном времени. Мониторинг вибрации позволяет оценить состояние трансформатора в режиме реального времени, повысить надежность электроснабжения и обеспечить раннее предупреждение на ранней стадии неисправностей. В этой статье предлагается новый метод сегментации частотной области. Этот метод позволяет эффективно обрабатывать сигнал вибрации трансформатора и определять его резонансную частоту. На трансформаторе установлено одиннадцать различных состояний нагрузки. Метод, предложенный в этой статье, позволяет извлечь резонансную частоту трансформатора из испытательного сигнала ударов. По сравнению с исходным методом эмпирического вейвлет-преобразования этот метод позволяет более эффективно разделить частотную область, имеет более высокое частотно-временное разрешение, а время работы модифицированного метода сокращается с 80 до 2 с. Универсальность этого метода доказана экспериментами на трех различных типах трансформаторов.

В связи с повышением требований к стабильности электропитания проводится все больше исследований по оценке работоспособности трансформаторов. Общие методы диагностики неисправностей трансформатора включают регулярный осмотр, анализ растворенных газов1, мониторинг вибрации2,3, мониторинг частичных разрядов4, ультразвуковые измерения5, анализ частотной характеристики6 и другие методы. По сравнению с другими методами измерение вибрации имеет преимущества удобной установки, меньшего воздействия на окружающую среду и низкой стоимости. Он применим практически ко всем типам трансформаторов.

Вибрация трансформатора в основном возникает из-за магнитострикции и магнитных сил. Благодаря мониторингу вибрации трансформатора в режиме реального времени будет установлена ​​связь между аномальной вибрацией и внутренними неисправностями трансформатора, что поможет своевременно организовать профилактическое обслуживание и увеличить срок службы трансформатора. Например, когда стяжной болт сердечника трансформатора ослаблен, то есть изменяется воздушный зазор между железным сердечником, это значительно увеличивает вибрацию трансформатора7, кроме того, ослабленные болты также снижают способность трансформатора противостоять внешним ударам. Ухудшение механических характеристик трансформатора отслеживалось посредством многоканального измерения вибрации в8. In9 данные о вибрации устройства РПН трансформатора получаются для выявления ранних неисправностей оборудования, а самоорганизующееся отображение (SOM) используется для онлайн-оценки состояния устройства РПН. В10 был изучен метод контроля деформации обмотки по вибрации коробки трансформатора, этот метод учитывает вибрацию, создаваемую различными частями трансформатора, и анализирует влияние температуры на генерацию, наложение и передачу вибрации.

Частота вибрации трансформатора зависит от резонансной частоты и внешнего возбуждения. Внешнее возбуждение в основном включает в себя напряжение, ток и рабочую среду, эти факторы можно измерить во время работы трансформатора. Резонансная частота — это внутренний фактор, определяющий частоту вибрации трансформатора. Оно определяется конструкцией трансформатора и не меняется при изменении внешнего возбуждения. Его можно получить методом удара молотком. Чем ближе составляющая вибрации к резонансной частоте, тем больше вероятность того, что она вызовет резонанс трансформатора. Резонанс очень вреден, что приведет к сильной вибрации трансформатора, что приведет к ослаблению болтов и падению подушек. Кроме того, структуру можно отслеживать путем мониторинга резонансной частоты трансформатора, а диагностику неисправностей трансформатора можно осуществлять путем анализа изменения структуры трансформатора. В работе11 резонансная частота трансформатора рассчитывалась псевдоспектральным методом. В работе12 установлена ​​связь частоты вибрации трансформатора с гармониками напряжения и тока. Влияние вибрации на работу большого трансформатора и меры по снижению вибрации во избежание резонанса при возбуждении электромагнитной силой были изучены в13, а также был разработан прототип силового трансформатора с очень низким уровнем шума, полной нагрузочной способностью 200 МВА и уровнем шума менее 65 дБ. Нелинейная модель трансформатора была построена с помощью нейронной сети Фурье, состоящей из нелинейных элементов и линейного динамического блока, а эффект прогнозирования вибрации и извлечения параметров системы был проверен путем тестирования на нескольких силовых трансформаторах14.