本發明涉及電力設備技術領域，尤其涉及一種變壓器振動測試系統及方法。

背景技術：

變壓器是變電站內核心的電氣設備，對于特高壓變電站，變壓器的規模巨大，重量可達300噸～500噸，受吊車的起重能力限制，變電站內變壓器的移動就位無法通過用吊車吊裝完成。

現有的變壓器移動就位有兩種方式，第一種是將變壓器的套管拆除，將變壓器箱體內的變壓器油放出，以減輕重量，然后使用千斤頂和臨時軌道將變壓器移動就位；第二種是進行全裝變壓器移動就位，即使用專用的軌道和軌道轉運車，在不拆除套管且不放空變壓器油的情況下，通過千斤頂將變壓器移至專用轉運車內，通過專用軌道實現變壓器的移動就位。在以上兩種變壓器移動就位方式中，第二種方式由于其工序少，可以大幅度減小變壓器移動就位所需的時間，因此，在新建工程以及變電站運行后的搶修過程中，大多采用第二種變壓器移動就位方式。

然而，在使用第二種變壓器移動就位方式時，由于變壓器處于全裝狀態，套管等部件均未拆除，移動過程的振動將對變壓器的安全性產生影響，其中，變壓器套管是對振動特別敏感的部件，移動過程中的不利振動有可能使變壓器套管產生結構損傷或影響變壓器運行中套管的功能的發揮，并且，變壓器套管造價昂貴，對失效的套管進行更換也將產生巨大的經濟損失。因此，在變壓器的移動過程中，對其進行振動測試是非常必要的。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種變壓器振動測試系統及方法，用于在變壓器的移動過程中，對其進行振動測試，以得到變壓器在移動過程中的振動情況。

為達到上述目的，本發明提供一種變壓器振動測試系統，采用如下技術方案：

該變壓器振動測試系統包括：用于測量變壓器的振動數據的傳感器單元，以及用于自動采集和處理所述傳感器單元測量的振動數據的采集單元；所述傳感器單元安裝在所述變壓器上，所述采集單元的輸入端與所述傳感器單元的數據輸出端相連，所述采集單元的電源接口與用于向所述采集單元供電的附屬單元相連。

與現有技術相比，本發明提供的變壓器振動測試系統具有以下有益效果：

在本發明提供的變壓器振動測試系統中，用于測量變壓器的振動數據的傳感器單元安裝在變壓器上，則在變壓器的移動過程中，即可通過該傳感器單元測量變壓器的振動數據，然后通過采集單元，自動采集和處理傳感器單元測量的振動數據，即可得到變壓器移動過程中的振動情況，從而可根據該變壓器移動過程中的振動情況，判斷變壓器移動過程是否安全，進而保證全裝變壓器中套管等部件的安全，有助于實現變壓器的安全移動。

本發明還提供一種變壓器振動測試方法，采用如下技術方案：

該變壓器振動測試方法包括：

在變壓器上選取多個測試點，在所述變壓器的移動過程中，分別在多個所述測試點測量變壓器的振動情況，獲得變壓器的振動數據；

自動采集和處理所述變壓器的振動數據，獲得所述變壓器的振動分析結果；

根據所述變壓器的振動分析結果，判斷所述變壓器的移動過程是否安全。

與現有技術相比，本發明提供的變壓器振動測試方法的有益效果與上述變壓器振動測試系統的有益效果相同，故此處不再進行贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的變壓器振動測試系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的變壓器振動測試系統中的傳感器單元在變壓器上的安裝位置示意圖；

圖3為本發明實施例提供的變壓器振動測試方法流程圖。

附圖標記說明：

1—傳感器單元， 2—采集單元，

3—附屬單元， 11—加速度傳感器，

12—應變傳感器， 13—拉力傳感器，

14—轉速傳感器， 21—動態信號采集儀，

22—處理器， 23—變壓器振動監測儀，

31—供電模塊， 32—無線通信模塊，

33—存儲模塊， 101—變壓器的箱體，

102—變壓器的閥側套管， 103—變壓器的網側套管，

104—變壓器的閥側升高， 105—變壓器的網側升高座，

106—變壓器的牽引點， 107—變壓器轉運車的車輪。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

本發明實施例提供一種變壓器振動測試系統，如圖1所示，該變壓器振動測試系統包括：用于測量變壓器的振動數據的傳感器單元1，以及用于自動采集和處理傳感器單元1測量的振動數據的采集單元2；傳感器單元1安裝在變壓器上，采集單元2的輸入端與傳感器單元1的數據輸出端相連，采集單元2的電源接口與用于向采集單元2供電的附屬單元3相連。

在變壓器移動過程中，使用上述變壓器振動測試系統對變壓器進行振動測試時，首先可在變壓器上選取多個測試點，在多個測試點上安裝傳感器單元1，在變壓器的移動過程中，分別在多個測試點測量變壓器的振動情況，獲得變壓器的振動數據，然后通過采集單元2，自動采集和處理變壓器的振動數據，獲得變壓器的振動分析結果，最后即可根據該變壓器的振動分析結果，判斷變壓器的移動過程是否安全。

在本實施例提供的變壓器振動測試系統中，用于測量變壓器的振動數據的傳感器單元安裝在變壓器上，則在變壓器的移動過程中，即可通過該傳感器單元測量變壓器的振動數據，然后通過采集單元，自動采集和處理傳感器單元測量的振動數據，即可得到變壓器移動過程中的振動情況，從而可根據該變壓器移動過程中的振動情況，判斷變壓器移動過程是否安全，進而保證全裝變壓器中套管等部件的安全，有助于實現變壓器的安全移動。

示例性地，如圖1和圖2所示，傳感器單元1可包括至少7個加速度傳感器11，變壓器的箱體101底部、變壓器的箱體101側面、變壓器的箱體101頂部、變壓器的閥側套管102頂部、變壓器的網側套管103頂部、變壓器的閥側升高座104頂部和變壓器的網側升高座105頂部均設置有至少一個加速度傳感器11。需要說明的是，還可在變壓器的其他位置處設置多個加速度傳感器，本領域技術人員可根據實際情況進行設置，本發明實施例不進行限定。

優選地，上述加速度傳感器均為可測得正交三向加速度的加速度傳感器，從而使得在變壓器的移動過程中，可分別測得變壓器的箱體底部、變壓器的箱體側面、變壓器的箱體頂部、變壓器的閥側套管頂部、變壓器的網側套管頂部、變壓器的閥側升高座頂部和變壓器的網側升高座頂部的正交三向加速度，進而可根據上述多個加速度測試點測得的變壓器的加速度，獲得變壓器的加速度數據。

進一步地，通過采集單元自動采集和處理變壓器的加速度數據之后，獲得變壓器的加速度分析結果，然后根據變壓器的加速度分析結果，與預設的變壓器加速度峰值進行比較，判斷變壓器的移動過程是否安全。

具體地，由于變壓器的不同部位對不同頻率范圍的沖擊振動敏感程度不同，因此，對于不同加速度測試點的加速度測試結果，所選擇的加速度測試結果的頻率范圍也不同。示例性地：由于變壓器箱體內有大量的易損部件、密封件和緊固件，因此選擇的箱體頂部的加速度的測試結果的頻率范圍為0.1Hz～1000Hz；而變壓器的網側和閥側的升高座為筒體結果，其結構頻率在幾十赫茲范圍內，高頻振動對升高座及其上套管的影響相對較小，因此選擇的網側和閥側的升高座的加速度的測試結果的頻率范圍為0.1Hz～100Hz；變壓器的網側和閥側的套管為典型的低頻振動敏感結構，而套管的基頻在十赫茲以內，且基頻振動分量是套管上振動應力的主要成因，因此選擇的網側和閥側的套管加速度的測試結果的頻率范圍為0.1Hz～20Hz。

示例性地，如圖1和圖2所示，傳感器單元1可包括至少兩個應變傳感器12，變壓器的閥側升高座104底部和變壓器的網側套管103底部均設置有至少一個應變傳感器12。具體地，上述應變傳感器12可以為應力片，可將應力片粘貼在變壓器的閥側升高座104底部和變壓器的網側套管103底部，應變片可在變壓器的閥側升高座104底部和變壓器的網側套管103底部的0°、90°、180°和270°位置處粘貼，當受到現場條件限制時，也可僅選擇在0°和90°位置處粘貼，本領域技術人員可根據實際情況進行選擇，本發明實施例不進行限定。

此外，當變壓器的閥側為瓷質閥側時，應力片的粘貼不會對變壓器的閥側造成損傷，因此，變壓器的閥側套管的根部還可設置有至少一個應變傳感器，從而可以在不損壞變壓器的閥側的情況下，更加準確的測得變壓器移動過程中所受的應力。

具體地，在變壓器的移動過程中，可分別在閥側升高座底部的應力測試點和網側套管底部的應力測試點，測量變壓器的應力，獲得變壓器的應力數據；然后，通過采集單元，自動采集和處理變壓器的應力數據，獲得變壓器的應力分析結果之后，即可根據變壓器的應力分析結果，與變壓器的安全應力值進行比較，判斷變壓器的移動過程是否安全。

示例性地，當變壓器通過變壓器轉運車移動時，如圖1和圖2所示，上述傳感器單元1還可包括拉力傳感器13和轉速傳感器14，壓力傳感器13設置在變壓器的牽引點106處，轉速傳感器14設置在變壓器轉運車的車輪107上。

具體地，在變壓器的移動過程中，可在變壓器的牽引點處的拉力測試點，測量變壓器的所受的牽引力，獲得變壓器的牽引力數據，在變壓器轉運車的車輪上的轉速測試點，測量變壓器的移動速度，獲得變壓器的移動速度數據；然后，通過采集單元，自動采集和處理變壓器的牽引力數據和變壓器的移動速度數據，獲得變壓器的牽引力分析結果和變壓器的移動速度分析結果之后，即可根據變壓器的牽引力分析結果和變壓器的移動速度分析結果，判斷變壓器的移動過程是否安全。此外，本領域技術人員還可將變壓器的牽引力分析結果和變壓器的移動速度分析結果與獲得的變壓器的加速度分析結果以及變壓器的應力分析結果相結合，綜合分析變壓器的移動過程，有助于進一步改進變壓器移動過程所使用的變壓器轉運車以及轉運軌道。示例性地，如圖1所示，采集單元2包括：動態信號采集儀21、與動態信號采集儀21的輸出端相連的處理器22以及與處理器22的輸出端相連的變壓器振動監測儀23，動態信號采集儀21的輸入端與傳感器單元1的數據輸出端相連，附屬單元3分別與動態信號采集儀21的電源接口、處理器22的電源接口和變壓器振動監測儀23的電源接口相連。

示例性地，如圖1所示，附屬單元3包括：用于為采集單元2供電的供電模塊31、用于與采集單元2通信的無線通信模塊32，以及存儲模塊33。

具體地，供電模塊31分別與動態信號采集儀21的電源接口、處理器22的電源接口和變壓器振動監測儀23的電源接口相連；通過無線通信模塊32將存儲模塊33與變壓器振動監測儀23無線連接，從而可以實現變壓器振動測試數據的實時接收與存儲，以便于技術人員日后調用研究。

實施例二

本發明實施例提供一種變壓器振動測試方法，使用本發明實施例一中的變壓器振動測試系統對變壓器進行振動測試，具體地，如圖3所示，該變壓器振動測試方法包括：

步驟S1、在變壓器上選取多個測試點，在變壓器的移動過程中，分別在多個測試點測量變壓器的振動情況，獲得變壓器的振動數據。

示例性地，在變壓器上選取多個測試點之后，可將傳感器安裝在所選的各個測試點上，在變壓器的移動過程中，通過傳感器，分別在多個測試點測量變壓器的振動情況，獲得變壓器的振動數據。

需要補充的是，本發明實施例中優選在變壓器移動的以下四個過程中，重點測試其振動情況：(1)、牽引通過平直軌道的過程，該過程中變壓器轉運車與軌道的匹配不良或軌道的不平順，可能造成對變壓器不利的振動；(2)、變壓器移動時，通過軌道交叉的過程，交叉處的軌道不連續也可能引起振動；(3)、變壓器閥側套管進入閥廳的過程，此時受作業面的限制，需要更換牽引方式，改為一側牽引或兩側牽引，牽引力的不平衡也會引起振動；(4)、通過千斤頂將變壓器移至基座的過程，頂升時的沖擊力也有可能引起振動。

步驟S2、自動采集和處理變壓器的振動數據，獲得變壓器的振動分析結果。

示例性地，可通過采集單元，自動采集和處理變壓器的振動數據，獲得變壓器的振動分析結果。

步驟S3、根據變壓器的振動分析結果，判斷變壓器的移動過程是否安全。

在本實施例提供的變壓器振動測試方法中，在變壓器上選取多個測試點之后，就可在變壓器的移動過程中，分別在多個測試點測量變壓器的振動情況，以獲得變壓器的振動數據；然后通過自動采集和處理變壓器的振動數據，即可獲得了變壓器的振動分析結果，該振動分析結果即為變壓器在移動過程中的振動情況，本領域技術人員就可根據該結果，判斷變壓器的移動過程是否安全，進而保證全裝變壓器中套管等部件的安全，有助于實現變壓器的安全移動。

可選地，上述多個測試點包括位于變壓器的箱體底部的加速度測試點、位于變壓器的箱體側面的加速度測試點、位于變壓器的箱體頂部的加速度測試點、位于變壓器的閥側套管頂部的加速度測試點、位于變壓器的網側套管頂部的加速度測試點、位于變壓器的閥側升高座頂部的加速度測試點和位于變壓器的網側升高座頂部的加速度測試點。

具體地，在變壓器的移動過程中，分別在箱體底部的加速度測試點、箱體側面的加速度測試點、箱體頂部的加速度測試點、閥側套管頂部的加速度測試點、網側套管頂部的加速度測試點、閥側升高座頂部的加速度測試點和網側升高座頂部的加速度測試點，測量變壓器的加速度，獲得變壓器的加速度數據。

然后，自動采集和處理變壓器的加速度數據，獲得變壓器的加速度分析結果。

最后，可根據變壓器的加速度分析結果，與預設的變壓器加速度峰值進行比較，判斷變壓器的移動過程是否安全。示例性地，箱體底部和箱體側面的加速度峰值優選小于或等于3g，箱體頂部的加速度峰值優選小于或等于1g，閥側升高座頂部和網側升高座頂部的加速度峰值優選小于或等于0.6g，閥側套管頂部和網側套管頂部的加速度峰值優選小于或等于0.2g，其中，g為重力加速度。

可選地，上述多個測試點還可包括位于變壓器的閥側升高座底部的應力測試點和位于變壓器的網側套管底部的應力測試點，進一步地，當變壓器的閥側為瓷質閥側時，上述多個測試點還可包括位于變壓器的閥側的根部的應力測試點。

具體地，在變壓器的移動過程中，分別在閥側升高座底部的應力測試點和網側套管底部的應力測試點，測量變壓器的應力，獲得變壓器的應力數據；然后，自動采集和處理變壓器的應力數據，獲得變壓器的應力分析結果，最后，可根據變壓器的應力分析結果，與變壓器的安全應力值進行比較，判斷變壓器的移動過程是否安全。

示例性地，在變壓器的移動過程中，主要考慮的是振動對變壓器中的套管所產生的應力對套管的影響，來判斷變壓器移動過程中套管是否安全。示例性地，通過位于變壓器的閥側的根部的應力測試點，測試得到的應力即為套管(本領域人員指導的是，本發明實施例中的閥側即為套管)應力，通過閥側升高座底部的應力測試點，測試得到的應力測試結果可轉化為升高座截面的彎矩，以此推算套管的彎矩和應力。也可按加速度測試結果估算套管的應力：σ＝0.5·m·a·L/W，其中，m為變壓器內部充油的套管的總質量，a為套管頂部的加速度，L為套管的長度，W為套管的抗彎慣性矩。本發明實施例中，優選套管的應力與套管破壞應力的比值小于或等于1/8，以保證變壓器移動過程中，套管的安全。

可選地，當變壓器通過變壓器轉運車移動時，上述多個測試點可包括位于變壓器的牽引點處的拉力測試點和位于變壓器轉運車的車輪上的轉速測試點。

具體地，在變壓器的移動過程中，在變壓器的牽引點處的拉力測試點，測量變壓器的所受的牽引力，獲得變壓器的牽引力數據，在變壓器轉運車的車輪上的轉速測試點，測量變壓器的移動速度，獲得變壓器的移動速度數據；然后，自動采集和處理變壓器的牽引力數據和變壓器的移動速度數據，獲得變壓器的牽引力分析結果和變壓器的移動速度分析結果；最后，可根據變壓器的牽引力分析結果和變壓器的移動速度分析結果，判斷變壓器的移動過程是否安全。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。