Page 116 - 《应用声学》2022年第5期
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4.3 变压器绕组机械故障实验分析 5 结论
为验证故障仿真结果的有效性，本文对上述变
本文基于磁场 -力场 -声场的多物理场耦合有
压器开展绕组松动故障实验。实验变压器及测点布
限元的计算方法，对变压器的绕组振动噪声特性进
置与验证实验一致，变压器正常情况下，三相绕组
行全过程的仿真分析。得到如下结论：
均为正常状态，三相绕组前后螺杆均为额定预紧力
(1) 变压器正常工况的绕组振动及声场计算结
(100% 预紧力)，完成测试后，将变压器使用龙门吊
果与短路实验中振动传感器以及声音传感器测试
吊出，放油静置后，利用扭力扳手将 C 相绕组前后
数据吻合良好，有效验证了本文建立的多物理场耦
螺杆松动，后装机静置一段时间进行数据测量。松
合的变压器模型的正确性。基于本模型对变压器 3
动程度设置为 75% 和50%两种，分别研究变压器绕
种常见的机械故障进行仿真和分析。
组在轻微松动与严重松动下的声纹特性，如图 12
(2) 变压器绕组在正常工况下振动的主频率为
所示。
100 Hz，但存在着少量的 50 Hz、200 Hz、及 300 Hz
等 50 Hz 的偶数倍谐波分量。声信号在正常工况下
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的主频为 100 Hz 和200 Hz 两个，存在交替现象，也
存在着少量的 300 Hz 及 400 Hz 等 50 Hz 的倍频谐
C B A 波分量。相比较振动信号而言，200 Hz 频率信号占
比明显提高。
(3) 变压器绕组在故障状态下的声音时域信号
图 12 绕组松动故障实验 对比正常工况下，具有不稳定的特征。当发生故障
Fig. 12 Winding loose failure test 时，声音信号主频转变为 200 Hz，且主导地位愈加
如图 13 所示，随着绕组机械故障程度的加深， 明显，100 Hz 相对稳定，存在少量减少，而 200 Hz
声音信号的幅值逐渐增大，正常工况下为 100 Hz 和 频率分量变化明显，严重故障时的幅值为正常工况
200 Hz 两个主频，而随着故障程度的加深，主频变 下的数倍，可作为变压器声纹故障诊断的重要特征
为200 Hz，且主导地位愈加明显。100 Hz 保持相对 频率。
稳定，存在少量减少，200 Hz变化最为明显，严重故
障时的幅值为正常工况的 2 倍，与仿真结果变化趋
参 考 文 献
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