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电子变压器声级测量的负载条件

来源:http://www.workrewired.com 作者:电工电气 人气:82 发布时间:2020-01-18
摘要:lwa. in = lwa.in + 401gin/it 直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态。流经绕组的直流电流成为变压器励磁电流的一部分,该直流电流使变压器铁心产生偏磁,改变了变压器的工作点,使原

lwa. in = lwa.in + 401gin/it

直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态。流经绕组的直流电流成为变压器励磁电流的一部分,该直流电流使变压器铁心产生偏磁,改变了变压器的工作点,使原来磁化曲线工作区的一部分移至饱和区,导致变压器工作性能异常。

gb1094.10-2003中规定了额定电流时的声级测量方法是被试电子变压器一个绕组短路,另一个绕组施加额定频率的正弦波电压,绕组分接置于主分接位置,逐渐升高电压直至达到额定电流后进行测量。

1.1 变压器的振动

如果lwa.in低于声功率级保证值8db或更多时,不需进行额定电流下声级测量。

2 变压器直流偏磁案例分析

二、额定电流和阻抗电压

图1 变压器振动原理示意图

lwa.in≈39+181gsr/sp

2.3 噪声异常原因分析

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由前文分析可知,直流偏磁可以导致噪声声级明显增加。噪声声级增加值、直流偏磁电流与空载电流之比的关系如图2所示。

#2019成都国际车展#hga025手机版,电子变压器声级测量时,负载条件应由制造单位和用户在订货时协商确定。一般分接开关应置于主分接位置。在gb1094.10-2003中电子变压器的负载条件一般分为两种。

2.2 噪声声级修正

对于某些电子变压器,由于试验条件受限时,可降低电流进行试验。如果测量在降低电流下进行,额定电流下的声功率级由下式换算:

由于磁致伸缩的变化周期是电源频率的半个周期,变压器正常工作时,励磁电流在正负半周是对称的,交流励磁磁通在正负半周是对称的,因而磁致伸缩位移在磁通变化的一个周期内也是对称的。所以,磁致伸缩引起的变压器本体的振动噪声是以两倍的电源频率为基频。

对于带或不带冷却设备的试品,进行测量的时候,均应在空载状态下以额定频率的正弦波或实际正弦波的额定电压进行励磁。如果电子变压器安装了电抗器式有载分接开关,且电抗器在某些分接位置处于励磁状态,则电子变压器的声级测量应在其分接位置符合这一情况,且尽可能在接近主分接的位置进行,励磁电压应与使用的分接位置对应。

3 改进措施

为了决定是否进行负载电流下的声级测量,额定电流下声功率级可由下式粗略估算:

结合上文中噪声声级增加与直流电流间的关系图像,可知噪声升级增加约13db。实际测量结果,中性点不接地运行时噪声为69db,中性点接地后噪声增加到85.1db,实际增加16.1db,噪声声级理论增加值与实际增加值基本一致。

面声功率级(db);in为额定电流(a);it为实际测量电流(a)。

图4 该站主变噪声幅-频分析

一、额定电压和空载电流

综上所述,在直流偏磁情况下,变压器的振动会变得更加复杂,出现一系列高次和奇次谐波。

该式仅当ir≥70%in时适用。

国外对变压器振动噪声监测研究工作起步比较早。从20世纪30年代以来,美国、芬兰、加拿大、日本等国家相继展开对变压器直流偏磁引起的噪声加剧以及对电网运行影响的研究。2001年以来,国内一些高校以及电力生产、设计等研究单位结合江苏武南和岭澳核电站等偏磁饱和情况也做了大量研究工作。其中,武南变电站受直流偏磁的影响主变噪声曾严重增大,噪声频谱中也出现了较为明显的奇次谐波。

式中,lwa.in为额定电流下的a计权表面声功率级(db);lwa.it为实际测量电流下的a计权表

总结

式中,lwa.in为电子变压器在额定电流、额定频率和阻抗电压下的a计权声功率级(db);sr为电子变压器额定容量(mva),对于自藕变压器,sr为等效双卷容量;sp为基准容量,sp=1mva。

它通过两条途径传递给油箱,一条是固体途径传递——铁心的振动通过垫脚传至油箱;另一条是液体途径——铁心的振动通过绝缘油传至油箱。绕组的振动是由电磁力引起的,主要通过绝缘油传至油箱。风扇等冷却装置的振动通过固体的途径也会传至变压器油箱。变压器箱体的振动与噪声传递原理示意图如图1所示。

中船重工集团公司第722研究所、陆军工程大学的研究人员柳林、尤方圆、余汪洋、杨勇、王军,在2019年第7期《电气技术》杂志上撰文,主要针对电力变压器在直流偏磁情况下的运行特性进行研究与分析。

2月2日、5日、11日、13日以及3月5日数据监测结果见表1。

3)噪声频谱与直流偏磁噪声典型频谱一致

1)变压器设计结构的可靠性分析

借鉴以往的研究,本文通过对某新投运变电站变压器的噪声异常现象的分析论证,详细阐述了直流偏磁下变压器的振动噪声特征,并提出整改建议,为后续的研究工作提供参考。

在我国电网的建设中,有很多主干线路具有东西走向、长距离、大容量的特点,这种输电线路易受到磁暴的影响,引发地磁感应电流,产生直流偏磁。另外,双极的不平衡运行和单极大地回线方式也会使得变压器绕组中流入直流电流,发生偏磁现象。因此,大型电力变压器经常受到诸如地磁电流、直流输电单极运行的影响,产生直流偏磁,威胁着电网的安全稳定运行。

首先,从变压器振动的基本原理和偏磁原理出发,分析了直流偏磁情况下变压器的振动机制和基本特征;然后,结合某新投运变电站两台220kv变压器的噪声监测数据进行电力变压器直流偏磁机制的分析与频谱特征的提取,分析结果验证了偏磁机制下变压器振动噪声的基本特征;最后,本文针对这一现象提出改进建议。

变压器的振动噪声主要取决于铁心和绕组的振动。振动信号以不同的途径传向变压器身。铁心的振动是由硅钢片的磁致伸缩效应引起的。所谓磁致伸缩就是铁心在励磁时,沿磁力线方向硅钢片的尺寸要增加,而垂直于磁力线方向硅钢片的尺寸要减小。

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