Метод частотного анализа (мча)

Проблемы воспроизводимости метода НВИ решены в методе частотного анализа (МЧА). Если приложенный импульс и соответствующий отклик записываются с использованием высокоточных аналого-цифровых преобразователей, а результаты преобразуются в частотную область с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье, то рассчитанная передаточная функция зависит только от параметров испытуемого объекта и не зависит от приложенного сигнала и схемы измерений. Изменения в объекте могут быть отчетливо идентифицированы и отделены от внешних факторов, что существенно облегчает интерпретацию результатов. Параллельно такому подходу получил развитие другой: вместо импульсного воздействия на ввод обмотки подается синусоидальное напряжение, изменяющееся по частоте в широком диапазоне, а с других вводов снимается амплитудно-частотная характеристика — реакция обмоток на приложенное воздействие. Оба способа получили достаточно широкое распространение. При анализе результатов измерений принимаются во внимание изменения в спектрах испытуемого трансформатора через определенный интервал времени, различие в спектрах однотипных трансформаторов и в спектрах трех фаз испытуемого трансформатора.

Вибрационные характеристики

Целью вибрационного обследования трансформаторного оборудования является оценка состояния механической системы, выявление и последующее устранение дефектов внешних устройств (например, резонансных вибраций трубопроводов, износа подшипников маслонасосов и вентиляторов и др.) и внутренних систем (распрессовки обмоток, магнитопровода, вибрационных перемещений магнитных шунтов и др.). Вибрации трансформаторов имеют вид полигармонических колебаний с частотами, кратными 100 Гц. Источником вибрации являются магнитопроводы, что обусловлено явлением магнитострикции. Кроме того, электродвигатели маслонасосов и вентиляторов являются самостоятельными источниками вибраций, но их энергия гораздо меньше. Частоты воздействий со стороны навесного оборудования связаны с частотами вращения электродвигателей (720—1440 об/мин). Вибрации от источников передаются на другие узлы и элементы трансформатора. При обследовании прежде всего измеряются вибрации бака. Наиболее важными характеристиками являются следующие. Виброскорость — характеризует энергию вибрации. Значение виброскорости используют для оценки состояния бака и воздействия трансформатора на фундамент, навесное оборудование. Виброускорение — характеризует инерционные силы, действующие на бак в результате перемещения внутренних элементов трансформатора. Виброперемещение — характеризует вибрационные нагрузки, от которых зависит состояние бака, сварных швов и других элементов. Частотный спектр виброскорости позволяет идентифицировать источники вибрации. Измерения проводятся обычно в диапазоне частот до 1000 Гц, в котором сосредоточено более 90% всей энергии колебаний трансформатора. При общей оценке состояния трансформатора необходимость дополнительного анализа возникает при следующих значениях параметров: • виброускорение — более 10 м/с2; • виброскорость — более 20 мм/с; • виброперемещение — более 100 мкм. Оценка состояния вентиляторов и мас- лонасосов зависит от конструкции системы охлаждения, но в среднем может основываться на следующих критериях: • симптомом дефектного состояния вентилятора обдува является виброскорость на подшипниках выше 7,1 мм/с; • дефектному состоянию маслонасоса соответствует виброскорость выше 4,5 мм/с. Определение качества прессовки обмоток и магнитопровода может быть выполнено на основании анализа спектрального состава вибрации на поверхности бака трансформатора. Измерения проводятся в двух режимах — холостого хода и нагрузки. Предполагается, что в режиме холостого хода вибрации вызываются магнитострикцией в магнитопроводе, а в режиме нагрузки добавляется влияние электромагнитных сил обмоток. При ослаблении прессовки магнитопровода возникают частоты 300—500—700 Гц. Уменьшение силы прессовки обмотки приводит к уменьшению составляющей 200 Гц. Уровень прессовки обмоток может быть оценен также путем измерения собственных частот колебаний обмоток при ударном механическом воздействии. В основу метода положен эффект индуцирования на обмотках отключенного трансформатора при импульсном механическом воздействии ЭДС, которую можно зарегистрировать на вводах расшинованного трансформатора. Процесс имеет вид затухающих колебаний. Спектр этих колебаний при различных усилиях прессовки обмоток различен (рис. 2).

Рис. 2. Спектр напряжения, наведенного в обмотке трансформатора ТЦ-630000/500, при различных усилиях прессовки (По данным «Снежинсктехсервис»).