23日，記者從河北省電力科學(xué)院獲悉，由該院科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)明的“電力變壓器機(jī)械缺陷在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)”成果，日前在第49屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展上獲金獎(jiǎng)。該成果為國(guó)內(nèi)變壓器機(jī)械缺陷監(jiān)測(cè)診斷開辟了新的技術(shù)路徑，有效克服了傳統(tǒng)電氣參量檢測(cè)方法存在的振源直接測(cè)量難、易受環(huán)境干擾等短板，能夠?qū)C(jī)械缺陷診斷準(zhǔn)確率提升至80%，為電力變壓器加裝了一副高靈敏度的“聽診器”。
電力變壓器是電網(wǎng)的樞紐設(shè)備，其高電壓、大電流甚至突發(fā)短路等工況所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，往往造成其繞組、鐵心等關(guān)鍵部件產(chǎn)生形變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的變壓器故障占比高達(dá)60%，而傳統(tǒng)以電氣參量為主的檢測(cè)技術(shù)難以準(zhǔn)確識(shí)別和定位此類缺陷。如何精準(zhǔn)識(shí)別缺陷，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行評(píng)估，成為電力行業(yè)亟待解決的難題。
為探尋更為精準(zhǔn)和有效的缺陷檢測(cè)方法，河北省電力科學(xué)院研究人員改變傳統(tǒng)電氣參量檢測(cè)手段，從采集到的變壓器振動(dòng)信號(hào)入手，通過大量故障模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，深度揭示了變壓器關(guān)鍵部件在機(jī)械失穩(wěn)情況下的振動(dòng)模態(tài)和響應(yīng)特性，并據(jù)此研制出了變壓器機(jī)械缺陷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
據(jù)介紹，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的振動(dòng)情況，無論是短路電流沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)還是變壓器正常運(yùn)行狀態(tài)下的微小振動(dòng)，都能被系統(tǒng)捕捉。通過對(duì)這些振動(dòng)數(shù)據(jù)的處理和分析，系統(tǒng)能夠快速識(shí)別和定位變壓器內(nèi)部的機(jī)械缺陷，就好比為變壓器做了一次“體檢”，能夠及時(shí)了解變壓器的內(nèi)部運(yùn)行狀況。通過對(duì)不同狀態(tài)下海量振動(dòng)數(shù)據(jù)的處理，以及對(duì)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行變形振型和暫態(tài)聲振時(shí)頻特征的分析，研究人員構(gòu)建了變壓器機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)評(píng)估判據(jù)。基于這一判據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了短路沖擊下變壓器繞組損傷累積效應(yīng)的定量評(píng)估。
目前，該系統(tǒng)在河北南部電網(wǎng)220千伏至1000千伏電壓等級(jí)變電站投入應(yīng)用中，已累計(jì)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位10余起變壓器機(jī)械缺陷，大幅提高了電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。
