《變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法》

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中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準

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變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試

方法

FieldVibroacoustictestmethodforMechanicalPerformanceof

TransformerOn-loadTap-changer

征求意見稿

（本稿完成日期：2018年9月17日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

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變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試方法

1范圍

本標準規(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。

本標準適用于變壓器有載分接開關(guān)振動聲學(xué)現(xiàn)場測試。

2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

3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)進行分析的方

法。

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4測試條件

4.1安全要求

4.1.1應(yīng)嚴格執(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，監(jiān)護人在測試期間應(yīng)始終行使監(jiān)護職責(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。

4.2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。

4.3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)檔同步進行。

5測試方法

5.1測試前準備

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。

5.2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。

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6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?。籘3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。

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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)

7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。

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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)長達幾個周期，且振動聲學(xué)信號同時連續(xù)出

變壓器立即停止運行，并

開關(guān)滑檔故障現(xiàn)兩次及以上開關(guān)切換。如圖A.1所示。

安排檢修

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。

圖A.1

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1)適當縮短巡檢周期，

切換過晚表現(xiàn)為在電機電流制動或停止時，切換開關(guān)關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡

才剛切換或還未切換動作。如圖A.2所示。快安排檢修處理。

切換過晚

注：下圖第1個脈沖為正常切換時間的振動聲學(xué)信號，第22)糾正調(diào)整，重新組裝

個脈沖為切換過晚的振動聲學(xué)信號?？刂葡漭敵鎏幍穆?lián)軸

器。

圖A.2

1)適當縮短巡檢周期，

關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡

制動異常表現(xiàn)為制動電流延長的時間太長，通常制動

制動異?？彀才艡z修處理。

時間不超過1秒。如圖A.3所示。

2)調(diào)整并修理制動系

統(tǒng)。

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圖A.3

1)適當縮短巡檢周期，

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)關(guān)注其發(fā)展趨勢,盡

驅(qū)動機構(gòu)潤滑圖A.4

了有規(guī)律的振蕩包絡(luò)小波（如圖A.4所示）或者電流快安排檢修處理。

不足或卡澀

信號出現(xiàn)了較大幅值振蕩波動（如圖A.5所示）。2)潤滑驅(qū)動機構(gòu)。

3)更換磨損部件。

圖A.5

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控制繼電器故電機電流信號在啟動和停止階段電流信號會出現(xiàn)異

調(diào)整或更換故障繼電器。

障常波動，如圖A.6所示。

圖A.6

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

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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

適當縮短巡檢周期，關(guān)注其

觸頭磨損或值差值較大，重合度較差，如圖A.8所示。

變化趨勢。

開關(guān)磨損注：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。

圖A.8

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

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切換圖譜不對稱表現(xiàn)為奇、偶兩個不同檔位的振動包1)適當縮短巡檢周期，

絡(luò)信號曲線疊加在時間上不對稱，如圖所示A.10。關(guān)注其發(fā)展趨勢，以

切換圖譜不

注：上圖為正常的奇、偶檔位包絡(luò)重合曲線；下圖為異常的判斷問題情況。

對稱

奇、偶檔位包絡(luò)重合曲線。2)檢修或更換故障部

件。

圖A.10

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

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1)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。

1)適當縮短巡檢周期，關(guān)

2)手輪開關(guān)超前磨損表現(xiàn)為前后兩次測量的振動包

手輪開關(guān)超圖A.11注其發(fā)展趨勢，以判斷

絡(luò)曲線疊加相識度低，幅值差值較大，如圖A.12所

前磨損問題情況。

示。

2)檢修或更換故障部件。

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。

圖A.12

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A.5特征參數(shù)指標分析

通過分析數(shù)據(jù)報表中的重要參數(shù)指標的數(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

|(X-X0)/X0|×100%≤30%未發(fā)現(xiàn)明顯的差異1)按原計劃周期進行巡檢。

（1-60%）X＜X＜（1-30%）X或1)結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進行確定具體問題，并參照相應(yīng)的

00存在明顯的差異

（1+30%）X＜X＜（1+60%）X包絡(luò)分析結(jié)果建議；

電流最大值00

1)結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進行確定具體問題，并參照相應(yīng)的

X≤（1-60%）X或

0存在較大的差異包絡(luò)分析結(jié)果建議；

X≥（1+60%）X

02)每3個月巡檢一次，關(guān)注其發(fā)展趨勢。

|(X-X0)/X0|×100%≤20%未發(fā)現(xiàn)明顯的差異1)按原計劃周期進行巡檢，并關(guān)注其發(fā)展趨勢。

1)結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進行確定具體問題，并參照相應(yīng)的

（1-50%）X＜X＜（1-20%）X或

00存在明顯的差異包絡(luò)分析結(jié)果建議；

（1+20%）X＜X＜2X

電流平均值002)適當縮短巡檢周期，關(guān)注其發(fā)展趨勢。

1)結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進行確定具體問題，并參照相應(yīng)的

X≤（1-50%）X或

0存在較大的差異包絡(luò)分析結(jié)果建議；

X≥2X

02)每3個月巡檢一次，關(guān)注其發(fā)展趨勢。

|(X-X)/X|×100%≤30%且

00未發(fā)現(xiàn)明顯的差異1)按原計劃周期進行巡檢，并關(guān)注其發(fā)展趨勢。

|X-X0|≤5g

1)結(jié)合包絡(luò)數(shù)據(jù)分析模式進行確定具體問題，并參照相應(yīng)的

30%＜|(X-X)/X|×100%＜50%或

振動低頻和高頻