电力变压器振动产生机理及影响因素研究王权

王权

（国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司江苏省盐城市224100）

摘要：社会经济的快速发展，对电力变压器的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对其振动产生机理及影响因素展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的效果。本文首先介绍了变压器噪声原理，分析了变压器异常噪声及振动情况，并研究了异常噪声与振动的处理。望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。

关键词：电力变压器；振动；机理；影响因素

1前言

在电力变压器的应用中，其振动问题的应对是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。

2变压器噪声原理

变压器出现异常噪声是多种因素共同作用的结果，具体主要是由于变压器内部铁质的磁致发生了变形、油罐和磁屏的电流碰撞等因素而产生的。其中有关铁芯的原因主要是由于结构因素，铁芯的内部结构主要为硅钢，在电流运转过程中，在交变磁场中一旦有微小的变动就会产生磁致的变形，在不规律的变形变化中铁芯会随着电流的交互产生周期性运动。而磁致收缩的变化周期与电流本身的运转变化周期并不保持一致，电流的基本频率与内部铁芯的振动节奏相互错开，进而产生异常的噪声与振动，所以为了避免铁芯与电流的频率差异，在变压器的改良时就要充分考虑两者的结构性差异，尽量降低由于铁芯的质量、材质差异、元件规格等因素导致的异常噪声与振动。除了铁芯的频率差异，异常噪声与振动还与设备内部的连接情况有关，若在焊接过程中或者连接缝隙产生风洞，在设备运转过程中就会产生较大的异常噪声与振动。除此之外，还有些异常噪声与振动是变压器本身原因所导致的，比如有的干式变压器，当他工作运转时，强制风冷的冷却装置会与高速运转的高温电流产生摩擦，产生本体噪声与振动。这种噪声与振动与前面因素相比，影响程度较小，并且由于是变压器内部自身几乎不可避免的因素，所以并不构成一个影响电力系统正常运转的重要原因。

3变压器异常噪声及振动情况

1）变压器内部产生时而高亮时而低沉的“砰砰”的声音，通过声音的初步判断，加之电流表显示数据，我们可以初步判定这种情况是由于电流联通过程中导致电压过度负荷产生的。

2）设备内部产生“叮咚”的间断的敲打声音，并伴随这变压器的不停晃动，这时去检查电流表、压力表却显示没有重大异常，温度表和油位也没有异常情况。这时候就要先切切断电源，停止工作运转，打开变压器进行检查，查看内部构造是否出现问题，查看零件间连接是否紧密，是否有零件存在松动情况，是否是螺丝旋的不紧，是否是零件缺少润滑油，还是内部有遗漏的细小零件未取出。

3）变压器内部传出“噜噜”的水声，变压器振动剧烈，并且随着工作运转水声没有停止，仍在继续，这时原因就有可能是内部的绕组的问题，这时就要停止工作，打开变压器进行问题的排查。绕组之所以产生这样的问题原因主要在于电路自身的问题，比如开关与线路连接处存在接触不良的情况，在整个电路运转过程中，某些地方会因为接触不良出现区域短路的情况，这就会导致局部地区过度发热，损伤线路，使变压器温度过高，局部零件由于温度过高停止正常工作，最终导致变压器发出异常噪声与振动。此种情况下，应该全面的对变压器及整个线路进行细致排查，同时一定要注意安全。

4异常噪声与振动的处理

1）首先应该初步判断变压器的故障层级，如果变压器的噪音和异常振动情况较为明显，就有两种可能，一种是电路内部压力问题，电路压力过高导致电路无法承受，其次是由于变压器容量不足，负荷过大，由于谐波和直流偏磁现象的影响所导致变压器无法正常运行。这时就应该切断电源，停止工作运转，打开变压器，测试电路压力，查看电压表、电流表、温度表显示情况，全面排查线路，选择是更换局部问题电路还是降低输入电压，或者更换更大规格变压器及相应调压设备。

2）若变压器的噪声持续很强，振动极为明显，这时问题可能是由于内部的铁芯出现松动情况，此种情况下电压表、电流表一般都较为正常，此时应更换内部铁芯，并间隔几日之后进行复查。

3）若在运转过程中出现放电的“磁磁”声音，很大概率是因为变压器自身和外面的管套发生了局部放电，在夜晚或者是很不好的天气下，还会看到蓝紫色的火花，此时应该先切断电源，停止工作运转，找专业的电路维修人员进行检查、修理，若发现是变压器本身存在问题，就要更换外部管套，并且在几日之后一定要进行复查。

4）如果在异常噪声中夹杂“噗噗”的水声，很大可能是绕组存在问题，会导致机器设备过热，此时应切断电源，停止电力运转，打开变压器进行检查维修。

5）若异常的噪声中掺杂明显的细微爆炸声，很大可能是变压器的绝缘设备出现故障，可能是老化因素也可能是受潮损毁，此时应该立即停止变压器工作，对变压器的绝缘部分进行更换，几日之后进行复查，确保绝缘工作安全。

5电力变压器振动监测的发展方向

各个方面对于电力变压器的振动功能监测越来越重视，进行研究和测试，从而积累了经验，深入研究振动法监测电力变压器的灵敏性和可靠性。

5.1当前存在的不足之处

无论是针对铁心监测和绕组状况，振动发的的基础就是对时域和频谱曲线进行比较，比较同一台的电力变压器和同一种型号的变压器，和原始的整栋曲线进行比较，但是并没有针对电力变压器的铁西和绕组故障，没有进一步提出具体的判断依据。测试经验和研究的程度会起到很大的影响，针对我国当前的振动发检测电力变压器，还是处于试验室的研究阶段，在振动曲线上，进一步定位铁心和绕组故障，以及对其故障的类型，需要进一步的进行有效的研究。针对我国当前的电力变压器振动检测，主要还是数学分析以及分析检测数据占主导位置，没有具体的电力变压器的实际模型以及数学模型。这个方面的设计需要得到不断的加强。

5.2提高电力变压器振动监测水平的措施

针对电力变压器原始的铁心和绕组，需要建立出实际的振动数据库，将振动曲线的比较进行充分的应用，针对原始的数据，不仅是对振动数据进行有效的记录，对于当时的检测系统各个部门的装置以及检测软件进行详细的记录，对于具体的振动信号处理方法进行有效的记录，这些方面需要给予高度的关注。

铁心和绕组故障的定位需要得到进一步的加强，对于故障的类型需要得到进一步的判断，将其判断依据进行明确的建立。

将研究的方向和思路进行有效的拓展，针对实际模型还有数学模型的相关设计要不断得到加强。

当今我国的信息处理技术不断的发展，针对铁心和绕组的检测，逐渐开始朝着智能化的方向进行发展，在电力变压器的振动监测过程中开始应用模糊控制和神经网络控制和人工免疫等。随着现代信号处理技术的不断发展，需要逐渐积累测试经验，在振动信号当中，可以提取出更加丰富的信息，这样在智能判断铁心和绕组的过程中，就会具备有利的保证。

6结束语

总之，在当前各种条件下，电力变压器振动产生机理及影响因素工作实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。

参考文献

[1]王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状[J].高压电器.2016（21）：88-89.

[2]徐晨博，王丰华，黄华，金之俭.基于IEC61850的变压器振动监测信息建模与实现[J].电力系统自动化，2014，04：60-64.

[3]李莉，朱永利，宋亚奇.变压器绕组多故障条件下的振动信号特征提取[J].电力自动化设备，2014，08：140-146.