专利名称：一种高压电抗器振动测试方法
技术领域：
本发明涉及一种高压电抗器振动测试方法，特别是涉及输配电技术领域。
背景技术：
(超)高压并联电抗器是(超)高压远距离输变电系统中的重要设备，其主要作用是补偿长线电容效应，提高功率因数而改善供电质量、限制电压升高，保护用电设备， 减少线路损耗并维持无功平衡。随着我国跨区长距离的输变电工程的建设，电压等级的不断提高，输电线路的充电电容显著增大，(超)高压电抗器在系统中的应用越来越广泛。为补偿线路充电功率，抑制系统工频过电压，保证系统安全稳定运行，(超)高压并联电抗器在 (超)高压电网中是必不可少的设备。运行中的电抗器由于各种原因都会产生振动，西北、东北、华中、华东等电网中均有电抗器由于长期振动而引起故障事例。随着电网容量增大和输电线路电压等级的提高， 750kV输电线路将成为西北电网的主网架，而超高压电抗器(电压等级750kV)作为电网运行的重要设备，其振动大小直接关系到电网的安全稳定运行。如位于青海省民和县的交流 750kV官亭变电站750kV # 2并联电抗器振动超过考核标准，威胁到电抗器的安全运行曾返厂更换。但是，目前对电抗器振动测试的技术要求和测试方法、测点的选取及位置布置方式等缺乏统一的规范。特别是地处高海拔地区的(超)高压电抗器的振动测试技术研究已成为 (超)高压电网发展的迫切需要。电力电抗器的振动研究，国外已从上世纪九十年代中后期开始进行，国内学者、电力研究院近期才开始这方面的工作，但资料较少，数据量有限，而对振动进行检测的设备， 目前只有对机械振动进行测试的振动分析测试仪和手持式振动测试仪。采用对机械振动进行测试的208 (或408)振动分析测试仪及手持式振动测试仪，对电抗器振动尤其是对高海拔地区运行的750kV超高压电抗器振动测试方法，尚未见记载。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种对现场正在运行的(超)高压电力电抗器外壳表面振动进行测试、分析电抗器内部激振源产生的部位、机理及振动特性，用于指导电抗器的状态检修的(超)高压电抗器振动测试方法。本发明一种高压电抗器振动测试方法包括如下步骤
1)测点选取及位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在A、B、 C三相的电抗器外壳表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定20 50个振动监测占.
2)测试步骤是指通过振动测试仪对电抗器外壳表面各测点进行振动测试的过程，将测试仪对各测点的振动数据进行监测与采集；分别测量各测点X、Y、Z三个方向的振动参数，并记录测量数据；
3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源并提出检查、处理建议的过程，依据对电抗器表面振动测试数据，分析电抗器内部激振源产生的部位、机理及振动特性，用于指导电抗器的状态检修。 本发明一种高压电抗器振动测试方法与现有技术相比较有如下有益效果本发明是一种对目前尚无人涉足的高海拔地区(超)高压750kV电抗器振动采用原本是用于旋转机械振动测试的美国本特利208 (或408)振动分析测试仪及手持式振动测试仪进行振动测试的方法，由于旋转机械的振动与旋转速度、不平衡质量及轴承缺陷等因素有关，其测试点固定，只需将测试传感器直接固定在振动部件轴承上或轴颈处即可测量到振动值，振动机理以质量不平衡和动刚度不足为常见。而电气设备则不同，电抗器为静止部件，电抗器器身表面的振动与电抗器绕组及铁心的压紧状况、绕组的位移和变形密切相关。首先电抗器由于铁芯柱的分段，各段分别产生磁极，使铁芯饼之间存在着磁吸引力，这些磁吸引力会引起振动和噪声；其次由铁芯饼、垫块和铁轭组成的系统还会出现机械共振现象，从而造成电抗器的振动和噪声的进一步增大；一个显著特点是电抗器振动随着电抗器容量和电压等级的提高表现更加突出；还有高压电抗器内、外部结构的不对称，造成各部位振动差异很大。 这种由于电抗器内部元件(绕组和铁芯)产生的电磁激振力，先传递到充满电抗器内部的绝缘油，再通过电抗器绝缘油传递到电抗器外壳。本方法引用测试旋转机械振动的208振动分析测试仪通过测试高压电抗器外壳表面振动，分析查找电抗器内部制造缺陷、安装质量问题、运行故障等原因造成的激振源，是一种间接测试方法，因此对电抗器外壳表面振动的测试必须采用多测点、多方位布置，通过多方位多测点测试，对测试数据全面进行分析；如果振动源是因电抗器基础底座联接强度不足引起，也需对底座进行多方位多测点测试。本发明测量各测点X、Y、Z三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，记录测量数据并依据对电抗器外壳表面振动测试数据，分析确定电抗器激振源产生的部位、 机理及振动特性，不仅用于指导高压电抗器的状态检修，而且对高压电抗器生产厂家也提出了指导性意见，提高了生产厂家产品质量。更重要的是为下一步制定电气设备振动测试标准提供了有利依据。
本发明一种高压电抗器振动测试方法有如下附图
图1为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器壳体东侧测点布置结构示意2为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器壳体西侧测点布置结构示意3为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器壳体南侧测点布置结构示意4为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器壳体北侧测点布置结构示意5为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器基础底座测点布置结构示意6为本发明一种高压电抗器振动测试方法各测点测量方向示意图； 图7为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器内部铁芯结构示意图； 图8为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器内部铁芯饼结构示意图； 图9为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器器身结构示意图； 图10为本发明一种高压电抗器振动测试方法电抗器外观结构示意图； 图11为本发明一种高压电抗器振动测试方法208振动测试仪结构示意图； 图12为本发明一种高压电抗器振动测试方法手持式振动仪结构示意图；图13为本发明一种高压电抗器振动测试方法A相8测点Z方向瀑布图； 图14为本发明一种高压电抗器振动测试方法A相8测点Z方向频谱图； 图15为本发明一种高压电抗器振动测试方法A相观测点Z方向瀑布图； 图16为本发明一种高压电抗器振动测试方法A相观测点Z方向频谱图； 图17为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相6测点Z方向瀑布图； 图18为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相6测点Z方向频谱图； 图19为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相7测点Z方向瀑布图； 图20为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相7测点Z方向频谱图； 图21为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相8测点Z方向瀑布图； 图22为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相8测点Z方向频谱图； 图23为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相9测点Z方向瀑布图； 图M为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相9测点Z方向频谱图； 图25为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相11测点Z方向瀑布图； 图沈为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相11测点Z方向频谱图； 图27为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相13测点Z方向瀑布图； 图观为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相13测点Z方向频谱图； 图四为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相30测点Z方向瀑布图； 图30为本发明一种高压电抗器振动测试方法B相30测点Z方向频谱图； 图31为本发明一种高压电抗器振动测试方法C相6测点Z方向瀑布图； 图32为本发明一种高压电抗器振动测试方法C相6测点Z方向频谱图； 图33为本发明一种高压电抗器振动测试方法C相8测点Z方向瀑布图； 图34为本发明一种高压电抗器振动测试方法C相8测点Z方向频谱图； 图35为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后A相30测点Z方向振动趋势图； 图36为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后B相11测点Z方向振动趋势图； 图37为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相观测点Z方向振动趋势图； 图38为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后A相30测点Z方向典型频谱图； 图39为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相11测点Z方向典型频谱图； 图40为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相观测点Z方向典型频谱图； 图41为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相四测点Z方向典型频谱图； 图42为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相3测点Z方向典型频谱图； 图43为本发明一种高压电抗器振动测试方法处理后C相4测点Z方向典型频谱图。其中1、电抗器外壳；2、测试点；3、基础底座；4、电抗器内铁芯；5、铁芯底座；6、
铁饼；7、绝缘块；8、绝缘包裹层；9、振动测试仪；10、振动测试仪传感器；11、手持式振动测
试仪；12、手持式振动测试仪传感器；13、传感器磁座；14、传感器探针。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明一种高压电抗器振动测试方法技术方案作进一
步描述。如图1 图12所示，本发明一种高压电抗器振动测试方法包括如下步骤1)测点选取和位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在A、B、 C三相的电抗器外壳1表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定20 50个振动监测点2 ；如图1 图5所示，测点设置根据电抗器外壳大小在20 50个之间；
2)测试步骤是指通过振动测试仪9、11对电抗器外壳1各测试点进行振动测试的过程，使用测试仪9、11对各测点的振动数据进行监测与采集；测量各测点X、Y、Z三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，并记录测量数据；
3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源并提出检查、处理建议的过程，依据对电抗器外壳表面振动幅值、振动频率及频谱，分析电抗器激振源产生的部位、机理及振动特性，提供检查、处理建议并用于指导电抗器的状态检修。所述的振动测试仪是采用208振动分析测试仪9及手持式振动测试仪11对电抗器X、Y、Z三个方向进行振动监测。如图6所示。所述的采用208振动分析测试仪及手持式振动测试仪对电抗器Χ、Υ、Ζ三个方向进行振动监测是分别采用振动测试仪传感器10或手持式振动测试仪传感器12朝向X方向即将振动测试仪传感器10或12紧贴电抗器外壳1表面的测点2，振动测试仪传感器磁座13 朝上或朝下进行测试，手持式振动测试仪传感器探针14朝上或朝下进行测试，如图6、图11 所示；朝向Y方向即将振动测试仪传感器10或12紧贴电抗器外壳1表面的测点2，振动测试仪传感器磁座13按水平方向朝左或朝右进行测试，手持式振动测试仪传感器探针14按水平方向朝左或朝右进行测试，如图6、图11所示；朝向Z方向即将振动测试仪传感器10的磁座或传感器探针14按Z方向紧贴电抗器外壳1表面的测点2，并保持传感器10垂直于电抗器外壳表面进行测试。为防止208振动分析测试仪9测试数据失真，同时采用手持式振动测试仪11跟踪测试，相互比对振动幅值，确保测试数据准确无误。实施例1。本发明一种高压电抗器振动测试方法包括如下步骤
1)测点选取和位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在Α、Β、 C三相的电抗器外壳1表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定20个振动监测点 2 ；
2)测试步骤是指通过振动监测仪9、11对电抗器外壳1各测试点进行振动测试的过程，使用监测仪9、11对各测点的振动数据进行监测与采集；测量各测点Χ、Υ、Ζ三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，并记录测量数据；
3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源并提出检查、处理建议的过程，依据对电抗器外壳表面振动幅值、振动频率及频谱，分析电抗器激振源产生的部位、机理及振动特性，提供检查、处理建议并用于指导电抗器的状态检修。所述的监测仪是采用208振动分析测试仪9及手持式振动测试仪11对电抗器X、 Y、Z三个方向进行振动监测。所述的采用208振动分析测试仪及手持式振动测试仪对电抗器Χ、Υ、Ζ三个方向进行振动监测是分别采用振动测试仪传感器10或手持式振动测试仪传感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向进行测试。实施例2。本发明一种高压电抗器振动测试方法一种高压电抗器振动测试方法包括如下步骤
1)测点选取和位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在A、B、 C三相的电抗器外壳1表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定42个振动监测点 2 ；
2)测试步骤是指通过振动监测仪9、11对电抗器外壳1各测试点进行振动测试的过程，使用监测仪9、11对各测点的振动数据进行监测与采集；测量各测点X、Y、Z三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，并记录测量数据；
3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源并提出检查、处理建议的过程，依据对电抗器外壳表面振动幅值、振动频率及频谱，分析电抗器激振源产生的部位、机理及振动特性，提供检查、处理建议并用于指导电抗器的状态检修。所述的监测仪是采用208振动分析测试仪9及手持式振动测试仪11对电抗器X、 Y、Z三个方向进行振动监测。所述的采用208振动分析测试仪及手持式振动测试仪对电抗器Χ、Υ、Ζ三个方向进行振动监测是分别采用振动测试仪传感器10或手持式振动测试仪传感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向进行测试。实施例3。本发明一种高压电抗器振动测试方法包括如下步骤
1)测点选取和位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在Α、Β、 C三相的电抗器外壳1表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定50个振动监测点 2 ；
2)测试步骤是指通过振动监测仪9、11对电抗器外壳1各测试点进行振动测试的过程，使用监测仪9、11对各测点的振动数据进行监测与采集；测量各测点Χ、Υ、Ζ三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，并记录测量数据；
3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源并提出检查、处理建议的过程，依据对电抗器外壳表面振动幅值、振动频率及频谱，分析电抗器激振源产生的部位、机理及振动特性，提供检查、处理建议并用于指导电抗器的状态检修。所述的监测仪是采用208振动分析测试仪9及手持式振动测试仪11对电抗器X、 Y、Z三个方向进行振动监测。所述的采用208振动分析测试仪和手持式振动测试仪对电抗器Χ、Υ、Ζ三个方向进行振动监测是分别采用振动测试仪传感器10或手持式振动测试仪传感器12朝向X方向、 朝向Y方向和朝向Z方向进行测试。采用本发明方法对交流750kV官亭变电站运行中的750kV #2并联电抗器A、B、C 三相本体振动进行测试、记录数据，并依据采集数据分析电抗器的振动状况，为分析和消除电抗器缺陷及故障提供依据。检测实例1.官亭变电所并联电抗器基本参数 1. 1 750kV官东线#2高抗基本参数
类型 户外式型 号 BKD2-100000/800-110 电压等级 800kV额定电压 800/ 额定频率 50Hz 相数 单相额定容量 IOOOOOkvar
额定电流 216. 5A 最高运行电压额定电抗噪 声总损耗冷却方式绝缘水平生产厂家 1.2主要附属设备参数冷却器 型号 瓦斯继电器 型号 产地 750kV套管 型号 800HC68
额定电流 800A LH变比重 量产 地波纹管储油柜
800kV 2145. 1 Ω 70dB 172. 8kff ONAN
S11550LI2100AC860/LI480AC200
特变衡阳公司
PC-3000-30/520
BF 80/10 德国
400/1 3900kg
英国传奇
型号BG 1200-直径Φ1269mm长度4000mm有效容积3500女口广口口自重1540kg制造厂家沈阳天工
IlOkV套管
型号 额定电流 LH变比重 量产 地 1. 3铁芯结构如图7 —图10所示
0T517-1 630A
200/1，400/1 156kg
英国传奇1.4试验所采用的仪器、设备
美国本特利208振动分析测试系统，COMPA笔记本电脑，ZXP-6B手持式振动测试仪，本次试验采用的所有仪器及传感器均在设备检定期内。1. 4试验方法
1. 4. 1测点选取和位置布置
1.4.1.1分别在A、B、C三台电抗器东、南、西、北四个侧面共设定32个振动监测点。如图1一图5所示；
1.4. 1. 2对各个电抗器的振动监测点分别用208振动分析测试仪和手持式振动测试仪进行X、Y、Z三个方向的振动监测。如图1 一图6所示；
1.4.2试验步骤
4. 2. 1作好试验前准备工作，设备具备试验条件。4. 2. 2作好仪器的检查及参数定义，并确认数据传输的正确可靠。4. 2. 3设备稳定运行条件下，对各测点垂直端面方向的振动数据进行监测与采集。4. 2. 4测量各测点X、Y、Z三个方向的振动参数，并记录测量数据。2试验数据
2.1 A相电抗器振动测试数据
2.1. 1 208测量的A相电抗器各测点Z方向的振动数据见表一。
权利要求
1.一种高压电抗器振动测试方法，其特征是所述的方法包括如下步骤1)测点选取和位置布置步骤是指对需测试的电抗器设定振动监测点的过程，在A、B、 C三相的电抗器外壳(1)表面按东、南、西、北四个侧面及电抗器底座共设定20 50个振动监测点(2);2)测试步骤是指通过振动测试仪(9、11)对电抗器外壳(1)各测试点进行振动测试的过程，使用测试仪(9、11)对各测点的振动数据进行监测与采集；测量各测点X、Y、Z三个方向的电抗器振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，并记录测量数据；3)数据分析和处理建议步骤是指对测试数据进行分析，找出振动源，并提出检查、处理建议的过程；即依据对电抗器外壳表面测得的振动幅值、振动频率及频谱等数据，分析电抗器激振源产生的部位、机理及振动特性，提供处理建议用于指导高压电抗器的状态检修。
2.如权利要求1所述的高压电抗器振动测试方法，其特征是所述的监测仪是采用208 振动分析测试仪(9)及手持式振动测试仪(11)对高压电抗器各测点X、Y、Z三个方向进行振动监测。
3.如权利要求1所述的高压电抗器振动测试方法，其特征是所述的采用208振动分析测试仪及手持式振动测试仪对高压电抗器外壳表面各测点X、Y、Z三个方向分别进行振动监测是采用振动测试仪传感器(10)或手持式振动测试仪传感器(12)朝向X方向、朝向Y 方向和朝向Z方向进行测试。
全文摘要
本发明涉及一种(超)高压电抗器振动测试方法，特别是涉及输配电技术领域。本发明一种(超)高压电抗器振动测试方法包括如下步骤1)测点选取和位置布置步骤；2)测试步骤；3)数据分析和处理建议步骤。本发明通过测量(超)高压电抗器外壳表面各测点X、Y、Z三个方向的振动随油温、负荷、环境温度变化的振动参数，记录测量数据并依据对(超)高压电抗器外壳表面振动数据，分析超高压电抗器内部激振源产生的部位、机理及振动特性，不仅用于指导超高压电抗器的状态检修，而且对(超)高压电抗器生产厂家也提出了指导性意见，提高了生产厂家产品质量。更重要的是为下一步制定电气设备振动测试标准提供了有利依据。
文档编号G01H1/00GK102200470SQ201110052508
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者巩志生, 张天锁, 张新春, 方侃, 李军, 李宝元, 李寿旻, 李生兰, 杨勇, 杨志良, 杨放南, 汤雄华, 王生渊, 甘广霖, 赵文强, 韦强, 韩兵, 马丽山, 马源良, 黄万全, 黄中华 申请人:青海电力科学试验研究院