Page 114 - 《应用声学》2022年第5期

790 2022 年 9 月

将仿真数据从仿真软件中导出，瞬态分析所得 模型在变压器声音信号特征分析上的准确性，对比
结果为时域数据，因此对所得的振动加速度做快速 振动信号频谱分布特征，声音信号中的200 Hz分量
傅里叶变换(Fast Fourier transform, FFT)，得到主 占比明显提高。
要谐波的幅值，对于存在的干扰信号进行滤波，去除
4 绕组机械故障仿真与分析
幅值较小的谐波干扰，突出主要成分。如图 8 所示，
对比仿真数据与实测数据，振动加速度的瞬时波形 4.1 变压器绕组机械故障模拟
为周期波、非正弦，不同位置的振动加速度频率分 仿真几何模型在保证变压器绕组圈数不变的
量不相同，频率分量主要集中在低频段，且 100 Hz 情况下，对变压器绕组松动、绕组变形及绕组绝缘
的谐波分量最为突出，其次为 200 Hz 的频率分量， 脱落等故障进行模拟仿真。

其他50 Hz的倍频分量也存在少量分布。 如图 10(a) 所示，变压器绕组绝缘脱落会对变
如图 9 所示，对比声音信号的实测数据与仿 压器安全稳定运行造成巨大影响，本文通过改变变
真数据，分析得到声音信号主要集中于 100 Hz 和 压器 B 相绕组的匝数来模拟变压器绕组绝缘脱落
200 Hz 等频率分量，并且存在交替现象，验证了此 故障。

ࠄ฾஝૶ ͌ᄾ஝૶
ҫᤴए/(mSs -2 ) -0.02 0 -0.05 0 -0.02 0
0.05
0.04
0.02
0.02
-0.04
0.06
0.06
0
0.04
0.06
0.02
௑ᫎ/s 0.08 0.10 0 0.02 0.04 ௑ᫎ/s 0.08 0.10 0 0.02 0.04 ௑ᫎ/s 0.08 0.10
FFTԫ૱ 0.04 0.06 0.06 0.02 0.02
ҫᤴए/(mSs -2 ) 0.03 0.03 0.04 0.04 0.01 0.01
0.04
0.02
0.02
0.02
0.02
0.01
0.01
0
0
0
400
400
400
400
400
400
ᮠဋ/Hz 800 0 0 ᮠဋ/Hz 800 0 0 ᮠဋ/Hz 800 0 0 ᮠဋ/Hz 800 0 0 ᮠဋ/Hz 800 0 ᮠဋ/Hz 800
(a) ฾ག1 (b) ฾ག2 (c) ฾ག3
图 8 振动信号实测与仿真对比图
Fig. 8 The measured and simulated frequency spectrum of the vibration signal
ࠄ฾஝૶ ͌ᄾ஝૶
4 3 3
ܦԍ/10 -3 Pa 3 2 1 2 1 2 1
0 0 0
0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
4 3 4
ܦԍ/10 -3 Pa 3 2 2 1 3 2
0 1 0 1 0
0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 1000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) ฾ག1 (b) ฾ག2 (c) ฾ག3
图 9 声音信号实测与仿真频谱图
Fig. 9 The measured and simulated frequency spectrum of the sound signal