Abstract: K. Hong, T. Zeng (2018)

Proceedings of the 25th International Congress on Sound and Vibration 2018: Hiroshima Calling ICSV 2018, 5, 2579–2586p. (2018) http://www.proceedings.com/40638.html

A study on nonlinear vibration of transformer windings

Windings are the most critical components in power transformers since they are more prone to failure. The winding structure can be simplified to a linear model under normal conditions, however, when the clamping force drops to a low level, the nonlinear dynamical responses caused by the electromagnetic force can not be ignored. In this paper, the vibration model of windings is developed by taking into account the nonlinear stress-stain properties of insulations. Next, the cross recurrence plot between the electromagnetic force and the output vibration is studied. Finally, the feature extraction technique based on recurrence quantification analysis is proposed to estimate the nonlinearity degree of the vibrations. During the experiment, the model was validated on a full size 110kV/50MVA power transformer. The winding condition degradation was simulated though adjusting the clamping force, and the relationship between the vibration features and the winding conditions is explored.

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