향상된 EWT(Empirical Wavelet Transform) 및 비 응용 분야

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 17533(2022) 이 기사 인용

1002 액세스

측정항목 세부정보

변압기의 공진 주파수에는 구조와 관련된 정보가 포함되어 있습니다. 해머 테스트 및 전원 투입 시에는 부하 전류에 의한 진동을 고려할 필요가 없기 때문에 변압기의 동작보다 해머 테스트 및 전원 투입 시의 진동 신호에서 공진 주파수를 파악하기가 더 쉽습니다. 따라서 이 두 가지 비정상 진동을 처리하려면 계산이 간단하고 계산 속도가 빠르며 실시간 모니터링이 용이한 분석 방법이 필요합니다. 진동 모니터링을 통해 변압기의 상태를 실시간으로 파악하고 전원 공급 장치의 신뢰성을 향상하며 결함 초기 단계에 조기 경고를 제공할 수 있습니다. 본 논문에서는 새로운 주파수 영역 분할 방법을 제안한다. 이 방법은 변압기의 진동 신호를 효과적으로 처리하고 공진 주파수를 식별할 수 있습니다. 변압기에는 11개의 서로 다른 부하 상태가 설정됩니다. 본 논문에서 제안하는 방법은 해머링 테스트 신호로부터 변압기의 공진주파수를 추출할 수 있다. 원래의 경험적 웨이블릿 변환 방법과 비교할 때 이 방법은 주파수 영역을 더 효과적으로 분할할 수 있고 시간-주파수 분해능이 더 높으며 수정된 방법의 실행 시간이 80초에서 2초로 단축됩니다. 이 방법의 보편성은 세 가지 다른 유형의 변압기에 대한 실험을 통해 입증되었습니다.

전원 공급 장치 안정성 요구 사항이 개선됨에 따라 변압기 상태 평가에 대한 연구가 점점 더 많아지고 있습니다. 변압기의 일반적인 결함 진단 방법에는 정기 점검, 용존 가스 분석1, 진동 모니터링2,3, 부분 방전 모니터링4, 초음파 측정5, 주파수-응답 분석6 및 기타 방법이 포함됩니다. 다른 방법과 비교하여 진동 측정은 설치가 편리하고 환경 간섭이 적으며 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 거의 모든 유형의 변압기에 적용 가능합니다.

변압기의 진동은 주로 자기왜곡과 자기력에 의해 발생합니다. 변압기 진동의 실시간 모니터링을 통해 비정상적인 진동과 변압기 내부 결함 사이의 관계가 확립되어 적시에 예방 유지 보수를 마련하고 변압기의 서비스 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 변압기 코어의 조임 볼트가 느슨해지면, 즉 철심 사이의 공극이 변경되면 변압기의 진동이 크게 증가합니다.7 또한, 느슨한 볼트는 변압기가 외부 충격에 저항하는 능력도 감소시킵니다. 8. 다채널 진동 측정을 통해 변압기의 기계적 성능 저하를 추적했습니다. In9에서는 변압기 부하시 탭 체인저의 진동 데이터를 획득하여 초기 장비 결함 식별을 실현하고 SOM(Self-Organizing Mapping)을 사용하여 부하시 탭 체인저의 상태를 온라인으로 평가합니다. In10에서는 변압기 상자 진동에 의한 권선 변형을 모니터링하는 방법이 연구되었습니다. 이 방법은 변압기의 여러 부분에서 발생하는 진동을 고려하고 온도가 진동 발생, 중첩 및 전달에 미치는 영향을 분석합니다.

변압기의 진동 주파수는 공진 주파수와 외부 자극에 따라 달라집니다. 외부 자극에는 주로 전압, 전류 및 작업 환경이 포함되며 이러한 요소는 변압기 작동 중에 측정될 수 있습니다. 공진 주파수는 변압기의 진동 주파수를 결정하는 내부 요소입니다. 이는 변압기 구조에 의해 결정되며 외부 여자의 변화에 ​​따라 변하지 않습니다. 망치질 테스트를 통해 얻을 수 있습니다. 진동 성분이 공진 주파수에 가까울수록 변압기 공진이 발생할 확률이 높아집니다. 공진은 매우 해로우며, 이는 변압기의 격렬한 진동으로 이어져 볼트가 헐거워지고 쿠션 블록이 떨어지게 됩니다. 또한, 변압기의 공진주파수를 모니터링하여 구조를 추적할 수 있고, 변압기 구조의 변화를 분석하여 변압기의 고장진단을 실현할 수 있다. 논문11에서는 의사 스펙트럼 방법을 이용하여 변압기의 공진 주파수를 계산하였다. 변압기 진동 주파수와 전압 및 전류 고조파 사이의 관계는 논문12에서 추론되었습니다. 대형 변압기의 작동에 대한 진동의 영향과 전자기력 여기 하에서 공진을 피하기 위한 진동 감소 조치가 13에서 연구되었으며, 전체 부하 용량이 200MVA이고 소음 수준이 65dB. 변압기의 비선형 모델은 비선형 요소와 선형 동적 블록으로 구성된 푸리에 신경망으로 구축되었으며, 여러 전력 변압기에 대한 테스트를 통해 진동 예측 및 시스템 매개변수 추출의 효과를 검증했습니다.