CN105423908B - 变压器绕组变形带电测试方法及*** - Google Patents

变压器绕组变形带电测试方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN105423908B
CN105423908B CN201510982177.0A CN201510982177A CN105423908B CN 105423908 B CN105423908 B CN 105423908B CN 201510982177 A CN201510982177 A CN 201510982177A CN 105423908 B CN105423908 B CN 105423908B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
admittance
transformer winding
numbers
ordered series
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510982177.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105423908A (zh
Inventor
王岩
陈展
胡聪
詹清华
裴植
韩广超
李国伟
罗容波
徐鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Original Assignee
Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp filed Critical Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority to CN201510982177.0A priority Critical patent/CN105423908B/zh
Publication of CN105423908A publication Critical patent/CN105423908A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105423908B publication Critical patent/CN105423908B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明涉及变压器绕组变形带电测试方法和***，其方法包括：向连接变压器绕组一端的中性点套管末屏注入预设频率范围的正弦扫频信号；从连接变压器绕组另一端的高压套管末屏采集第一响应信号和第二响应信号，分别对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理得到第一预处理信号和第二预处理信号；根据正弦扫频信号和第一预处理信号，获取预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳得到第一导纳数列，同理根据正弦扫频信号和第二预处理信号得到第二导纳数列；计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差；根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形。本发明可实现对变压器绕组变形带电测试，抗干扰性强且灵敏度高。

Description

变压器绕组变形带电测试方法及***
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种变压器绕组变形带电测试方法及***。
背景技术
为保证变压器使用的安全性，避免重大事故的发生，通常需要对变压器绕组进行变形检测。
目前常用的对变压器绕组进行变形检测的方法通常为离线测试法。离线测试需要停电处理，拆除变压器套管的所有接线，测试时间长，需要耗费大量的人力物力，且停电测试变压器绕组变形受现场噪声干扰影响，难以获取有用信号，测试灵敏度低。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以实现带电测试且测试灵敏度高的变压器绕组变形带电测试方法及***。
一种变压器绕组变形带电测试方法，包括如下步骤：
向连接变压器绕组一端的中性点套管末屏注入预设频率范围的正弦扫频信号；
从连接所述变压器绕组另一端的高压套管末屏采集得到第一响应信号和第二响应信号，并分别对所述第一响应信号和所述第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号；
根据所述正弦扫频信号和所述第一预处理信号，获取所述预设频率范围内的多个预设频率分别对应的所述变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列；
根据所述正弦扫频信号和所述第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的所述变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列；
计算所述第一导纳数列和所述第二导纳数列的相关系数和均方差，根据所述相关系数和所述均方差判别所述变压器绕组是否变形。
一种变压器绕组变形带电测试***，包括信号发生装置、第一保护电路、信号采集装置、信号调理装置和信号处理装置，所述第一保护电路分别连接所述信号发生装置和与变压器绕组一端连接的中性点套管末屏，所述信号采集装置分别连接所述信号调理装置和与所述变压器绕组另一端连接的高压套管末屏，信号处理装置连接所述信号调理装置和所述信号发生装置；
信号发生装置生成预设范围的正弦扫频信号并输出至所述第一保护电路和所述信号处理装置；
所述第一保护电路将所述正弦扫频信号注入所述中性点套管末屏，所述信号采集装置从所述高压套管末屏采集得到第一响应信号和第二响应信号，并输出至所述信号调理装置；
所述信号调理装置分别对所述第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号并输出至所述信号处理装置；
所述信号处理装置根据所述正弦扫频信号和所述第一预处理信号，获取所述预设频率范围内的多个预设频率分别对应的所述变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列，根据所述正弦扫频信号和所述第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的所述变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列，计算所述第一导纳数列和所述第二导纳数列的相关系数和均方差，根据所述相关系数和所述均方差判别所述变压器绕组是否变形。
上述变压器绕组变形测试方法及***，通过向变压器绕组一端注入正弦扫频信号，在变压器绕组另一端采集第一响应信号和第二响应信号，对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大后得到第一预处理信号和第二预处理信号，然后对第一预处理信号和第二预处理信号进行数据分析，分析过程为：根据正弦扫频信号与第一预处理信号以及第二预处理信号可以分别得到预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳和第二导纳，得到第一导纳数列和第二导纳数列，并计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差，然后根据相关系数和均方差判定变压器绕组是否变形。本发明可以实现在变压器运行状态下对变压器绕组变形的不停电测试，测试简单，抗干扰性强且灵敏度高。
附图说明
图1为一实施例中本发明变压器绕组变形测试方法的流程图；
图2为一实施例中根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形的流程图；
图3为一实施例中本发明变压器绕组变形测试***的结构图；
图4为一实施例中第一保护电路的电路图；
图5为中性点套管末屏的结构图。
具体实施方式
在其中一实施例中，参考图1，本发明一实施例中的变压器绕组变形带电测试方法，包括如下步骤。
S110：向连接变压器绕组一端的中性点套管末屏注入预设频率范围的正弦扫频信号。
预设频率范围可以根据实际情况具体设置，例如，本实施例中，预设频率范围为2K-2M赫兹。正弦扫频信号指频率随时间在一定范围内反复扫描的信号。本实施例中，正弦扫频信号为频率随时间在2K-2M赫兹范围内反复扫描的正弦信号。
向中性点套管末屏注入正弦扫频信号，可以是持续性注入相同的正弦扫频信号，也可以是以预设时长为间隔先后注入正弦扫频信号，例如第一次注入正弦扫频信号一段时间后，再次注入同样的正弦扫频信号。其中，预设时长大于正弦扫频信号的扫频周期。
S130：从连接变压器绕组另一端的高压套管末屏采集得到第一响应信号和第二响应信号，并分别对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号。
其中，第一响应信号和第二响应信号的采集与不同时间注入的正弦扫频信号同步。具体为，从高压套管末屏同步采集对应第一个正弦扫频信号的响应信号，得到第一响应信号，然后再同步采集下一个注入的正弦扫频信号的响应信号，得到第二响应信号。
扫频正弦信号从中性点套管末屏注入经过变压器绕组的时间不同，从高压套管末屏采集的响应信号可能不同。因此，采集的第一响应信号和第二响应信号可以反映出变压器绕组对间隔注入的正弦扫频信号的不同响应。
通过对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，可以只提取第一响应信号和第二响应信号中与正弦扫频信号的频率对应的信号，可提高信噪比和信号的抗干扰性。
S150：根据正弦扫频信号和第一预处理信号，获取预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列。
在其中一实施例中，步骤S150具体为：
其中，f为预设频率，Y(f)为f对应的变压器绕组的第一导纳，Iout为第一预处理信号对应f的电流，Vin为正弦扫频信号对应f的电压。
多个预设频率可以组成预设频率序列，预设频率的取值和个数可以根据实际情况具体设置。例如，本实施例中，预设频率从2K-2M之间取值的等差序列，第一个预设频率为2K赫兹(HZ)，最后一个预设频率2M赫兹，相邻预设频率之间的差值均为2KHZ，即，f＝2KHZ，4KHZ，6KHZ…2MHZ，预设频率总个数为1000。
通过计算第一导纳，可以反映出各预设频率对应的第一预处理信号的电流与正弦扫频信号的电压的比值关系。
S170：根据正弦扫频信号和第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列。
本实施例中，第二导纳的计算与第一导纳的计算类似，在此不做赘述。
S190：计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差，根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形。
在其中一实施例中，步骤S190中计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差，具体为：
其中，N为预设频率的总个数，k为预设频率的序号，X(k)为第一导纳数列，Y(k)为第二导纳数列，DX为第一导纳数列的标准方差，DY为第二导纳数列的标准方差，CXY为第一导纳数列与第二导纳数列的协方差，LRXY为第一导纳数列与第二导纳数列的归一化协方差系数，RXY为相关系数，EXY为均方差。
根据第一导纳数列的标准方差、第二导纳数列的标准方差以及第一导纳数列与第二导纳数列的协方差，可以计算得出第一导纳数列与第二导纳数列的归一化协方差系数，并根据归一化方差求出第一导纳数列与第二导纳数列的相关系数。根据第一导纳数列的标准方差、第二导纳数列的标准方差可以求出第一导纳数列与第二导纳数列的均方差。具体地，本实施例中，N＝1000。
在其中一实施例中，参考图2，步骤S190中根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形，包括步骤S191至步骤S193。
S191：判断均方差的绝对值是否在预设方差范围内且相关系数的绝对值在预设相关系数范围内。若是，则执行步骤S192，若否，则执行步骤S193。
S192：判定变压器绕组未变形。
S193：判定变压器绕组变形。
预设方差范围和预设相关系数范围可以根据实际情况具体设置。例如，本实施例中，预设方差范围可以是接近0的范围，预设相关系数范围可以是接近1 的范围。当均方差的绝对值在预设方差范围内，表示横轴为频率、纵轴为第一导纳的第一条曲线与横轴为频率、纵轴为第二导纳的第二条曲线十分接近；当相关系数的绝对值在预设相关系数范围内，表示横轴为频率、纵轴为第一导纳的第一条曲线与横轴为频率、纵轴为第二导纳的第二条曲线相关度很高。综合满足这两个情况时，表示第一响应信号和第二响应信号差异较小，从而可以判定变压器绕组未变形。本发明可以实现在变压器运行状态下对变压器绕组变形的不停电测试，无需停电处理且抗干扰性强，测试简单且准确度高。
上述变压器绕组变形带点测试方法，通过向变压器绕组一端注入正弦扫频信号，在变压器绕组另一端采集第一响应信号和第二响应信号，对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大后得到第一预处理信号和第二预处理信号，然后对第一预处理信号和第二预处理信号进行数据分析，分析过程为：根据正弦扫频信号与第一预处理信号以及第二预处理信号可以分别得到预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳或第二导纳，得到第一导纳数列和第二导纳数列，计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差，然后根据相关系数和均方差判定变压器绕组是否变形。本发明可以实现在变压器运行状态下对变压器绕组变形的不停电测试，无需停电处理且抗干扰性强，测试简单且灵敏度高。
参考图3，本发明一实施例中的变压器绕组变形带电测试***，包括信号发生装置110、第一保护电路130、信号采集装置150、信号调理装置170和信号处理装置190。第一保护电路130分别连接信号发生装置110和与变压器绕组 200一端连接的中性点套管末屏201，信号采集装置150分别连接信号调理装置 170和与变压器绕组200另一端连接的高压套管末屏203，信号处理装置190连接信号调理装置170和信号发生装置110。
信号发生装置110生成预设范围的正弦扫频信号并输出至第一保护电路130 和信号处理装置190。其中，预设频率范围可以根据实际情况具体设置，例如，本实施例中，预设频率范围为2K-2M赫兹。正弦扫频信号指频率随时间在一定范围内反复扫描的信号。本实施例中，正弦扫频信号为频率随时间在2K-2M赫兹范围内反复扫描的正弦信号。
第一保护电路130将正弦扫频信号注入中性点套管末屏201。第一保护电路130向中性点套管末屏注入正弦扫频信号，可以是持续性注入相同的正弦扫频信号，也可以是以预设时长为间隔先后注入正弦扫频信号，例如第一次注入正弦扫频信号一段时间后，再次注入同样的正弦扫频信号。其中，预设时长大于正弦扫频信号的扫频周期。
信号采集装置150从高压套管末屏203采集得到第一响应信号和第二响应信号，并输出至信号调理装置170。其中，第一响应信号和第二响应信号的采集与不同时间注入的正弦扫频信号同步。具体为，从高压套管末屏同步采集对应第一个正弦扫频信号的响应信号，得到第一响应信号，然后再同步采集下一个注入的正弦扫频信号的响应信号，得到第二响应信号。
扫频正弦信号从中性点套管末屏注入经过变压器绕组的时间不同，从高压套管末屏采集的响应信号可能不同。因此，信号采集装置150采集的第一响应信号和第二响应信号可以反映出变压器绕组对间隔注入的正弦扫频信号的不同响应。
信号调理装置170分别对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号并输出至信号处理装置190。通过对第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，可以只提取第一响应信号和第二响应信号中与正弦扫频信号的频率对应的信号，可提高信噪比和信号的抗干扰性。
信号处理装置190根据正弦扫频信号和第一预处理信号，获取预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列。信号处理装置190根据正弦扫频信号和第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列。信号处理装置190计算第一导纳数列和第二导纳数列获取相关系数和均方差，根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形。
上述变压器绕组变形测试***，通过信号发生装置110生成预设频率范围的正弦扫频信号并输出至第一保护电路130和信号处理装置190，第一保护电路 130向变压器绕组一端注入正弦扫频信号，信号采集装置150在变压器绕组另一端采集得到第一响应信号和第二响应信号，信号调理装置170对第一响应信号和第二响应信号进行滤波处理后得到第一预处理信号和第二预处理信号，然后信号处理装置190对第一预处理信号和第二预处理信号进行数据分析，分析过程为：根据正弦扫频信号与第一预处理信号以及第二预处理信号可以分别得到预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳和第二导纳，得到第一导纳数列和第二导纳数列，信号处理装置190计算第一导纳数列和第二导纳数列获取相关系数和均方差，根据求得的相关系数可以判断横轴为频率、纵轴为第一导纳数的第一条曲线与横轴为频率、纵轴为第二导纳数列的第二条曲线之间的相关度，根据求得的均方差可以判断第一条曲线与第二条曲线是否接近，因此，可以通过相关系数和均方差判断第一响应信号和第二响应信号之间的变化关系，从而判断变压器绕组是否变形。本发明可以实现在变压器运行状态下对变压器绕组变形的不停电测试，无需停电处理且抗干扰性强，测试简单且灵敏度高。
在其中一实施例中，参考图3，信号发生装置110包括扫频信号发生器111 和阻容分压器113，扫频信号发生器111连接阻容分压器113和第一保护电路 130，阻容分压器113连接信号处理装置190。扫频信号发生器111生成正弦扫频信号并输出至第一保护电路130和阻容分压器113一端，阻容分压器113另一端输出降压后的正弦扫频信号至信号处理装置190。
本实施例中，信号发生器111固定在变压器箱体外壁上。阻容分压器113 可以将正弦扫频信号的电压降至信号处理装置190可以接收的电压上限值内。例如，本实施例中，为提高信噪比，信号发生装置110输出的正弦扫频信号的电压达200VPP(Voltage Peak-Peak峰峰值电压)，信号处理装置190的电压上限为10V，阻容分压器113将正弦扫频信号降至10V以内。
具体地，本实施例中，扫频信号发生器111可以接收无线控制信号，并根据无线控制信号输出针线扫频信号至第一保护电路130和阻容分压器113。通过扫频信号发生器111的无线触发方式，可以实现信号注入与采集的同步采样，提高数据准确度。本实施例中，信号处理装置190无线连接扫频信号发生器111，信号处理装置190可以输出无线控制信号至扫频信号发生器111，也可以设置正弦信号的频率点、扫频信号发生器的工作模式等。可以理解，在其他实施例中，无线控制信号也可以是通过其他方式发送至扫频信号发生器111，例如可以是测试人员通过使用智能终端发出。
在其中一实施例中，参考图4和图5，第一保护电路130包括气体放电管 SP、电感L和压敏电阻R。中性点套管与中性点套管末屏201之间的电容C1 与中性点套管末屏开路时的对地电容C2串联，中性点套管与中性点套管末屏 201之间的电容C1另一端连接中性点套管末屏201，中性点套管末屏开路时的对地电容C2另一端接地。气体放电管SP的一端连接扫频信号发生器111，另一端接地，电感L与压敏电阻R并联，且并联后的一端连接扫频信号发生器111 与气体放电管SP连接的公共端以及中性点套管与中性点套管末屏201之间的电容C1与中性点套管末屏开路时的对地电容C2连接的公共端，电感L与压敏电阻R并联后的另一端接地。
变压器中性点不平衡电压一般很小，但高压套管末屏电压可达10kV以上。第一保护电路130的作用主要是防止单相接地故障导致中性点电压急剧升高威胁测试人员的人身安全和设备的安全运行。第一保护电路130由电感L、压敏电阻R和气体放电管SP构成。中性点套管为电容式套管，一般是层式结构，中性点套管和中性点套管末屏之间的电容C1与中性点套管末屏的对地电容C2构成电容分压器，加上第一保护电路130中并联电感L的影响可使中性点套管末屏的工频电压降低至10V以下，保护测试人员及设备安全。压敏电阻R在温度一定、电压增大时电阻率会急剧减小，当电压达到其放电电压时，压敏电阻R首先放电，达到对设备保护的目的。气体放电管SP由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，当两端电压达到气体放电管SP的击穿电压时，气体放电管SP便开始放电，并由高阻抗变成低阻抗，两电极近似短路，从而将过电压旁路，实现了对设备及测试人员的保护。第一保护电路130抑制瞬态过电压，用于注入电路的后备保护。
在其中一实施例中，参考图3，信号采集装置150包括第二保护电路151和高频电流互感器153，第二保护电路151一端连接高压端套管末屏203，另一端穿过高频电流互感器153后接地，高频电流互感器153的输出端连接信号调理装置170。
本实施例中，高频电流互感器153为环穿心式结构，第二保护电路151一端采集高压套管末屏203的第一输出信号和第二输出信号，另一端穿过高频电流互感器153后接地。高频电流互感器153感应第一输出信号和第二输出信号得到对应正弦扫频信号的第一响应信号和第二响应信号，并将第一响应信号和第二响应信号输出至信号调理装置170。
第二保护电路151的电路结构可以与第一保护电路130的电路结构相同，在此不做赘述。通过第二保护电路151可以实现对采集端的设备及测试人员的安全保护。
本实施例中，高频电流互感器153采用皮尔森4100型号，输出阻抗为 50Ω，最大峰值电流为500A，最大有效值电流5A，可用的上升沿时间5ns，测试频率范围140Hz-35MHz，输出端为BNC接口。
在其中一实施例中，参考图3，信号调理装置170包括RC滤波器171和信号放大器173，RC滤波器171连接信号采集装置150和信号放大器173，信号放大器173连接信号处理装置190。RC滤波器171接收第一响应信号和第二响应信号并对第一响应信号和第二响应信号进行滤波处理，得到第一滤波信号和第二滤波信号并输出至信号放大器173。信号放大器173对第一滤波信号和第二滤波信号进行放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号并输出至信号处理装置190。通过RC滤波器171对第一响应信号和第二响应信号进行滤波处理，提高后续数据处理的准确度和抗干扰性。通过信号放大器173对第一滤波信号和第二滤波信号进行放大处理，便于信号处理装置190的接收和数据分析操作。
在其中一实施例中，信号处理装置190根据：
计算得到预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳。其中，f为预设频率，Y(f)为f对应的变压器绕组的第一导纳，Iout为第一预处理信号对应f的电流，Vin为正弦扫频信号对应f的电压。
多个预设频率可以组成预设频率序列，预设频率的取值和个数可以根据实际情况具体设置。例如，本实施例中，预设频率从2K-2M之间取值的等差序列，第一个预设频率为2K赫兹(HZ)，最后一个预设频率2M赫兹，相邻预设频率之间的差值均为2KHZ，即，f＝2KHZ，4KHZ，6KHZ…2MHZ，预设频率总个数为1000。
通过计算第一导纳，可以反映出各预设频率对应的第一预处理信号的电流与正弦扫频信号的电压的比值关系。本实施例中，第二导纳的计算与第一导纳的计算类似，在此不做赘述。
在其中一实施例中，信号处理装置190可以根据：
计算第一导纳和第二导纳的相关系数和均方差。其中，N为预设频率的总个数，k为预设频率的序号，X(k)为第一导纳数列，Y(k)为第二导纳数列，DX为第一导纳数列的标准方差，DY为第二导纳数列的标准方差，CXY为第一导纳数列与第二导纳数列的协方差，LRXY为第一导纳数列与第二导纳数列的归一化协方差系数，RXY为相关系数，EXY为均方差。
根据第一导纳数列的标准方差、第二导纳数列的标准方差以及第一导纳数列与第二导纳数列的协方差，可以计算得出第一导纳数列与第二导纳数列的归一化协方差系数，并根据归一化方差求出第一导纳数列与第二导纳数列的相关系数。根据第一导纳数列的标准方差、第二导纳数列的标准方差可以求出第一导纳数列与第二导纳数列的均方差。具体地，本实施例中，N＝1000。
在其中一实施例中，信号处理装置190可以判断均方差的绝对值是否在预设方差范围内且相关系数的绝对值在预设相关系数范围内。若是，则判定变压器绕组未变形；若否，则判定变压器绕组变形。预设方差范围和预设相关系数范围可以根据实际情况具体设置。例如，本实施例中，预设方差范围可以是接近0的范围，预设相关系数范围可以是接近1的范围。当均方差的绝对值在预设方差范围内，表示横轴为频率、纵轴为第一导纳的第一条曲线与横轴为频率、纵轴为第二导纳的第二条曲线十分接近；当相关系数的绝对值在预设相关系数范围内，表示横轴为频率、纵轴为第一导纳的第一条曲线与横轴为频率、纵轴为第二导纳的第二条曲线相关度很高。综合满足这两个情况时，表示第一响应信号和第二响应信号差异较小，从而可以判定变压器绕组未变形。本发明可以实现在变压器运行状态下对变压器绕组变形的不停电测试，无需停电处理且抗干扰性强，测试简单且准确度高。
在其中一实施例中，信号处理装置190包括采集卡(图未示)和工控机191，采集卡分别连接信号发生装置110、信号调理装置170和工控机191。
采集卡接收正弦扫频信号、第一预处理信号和第二预处理信号并转发至工控机191。具体地，参考图3，采集卡的采集通道包括数据采集通道0和数据采集通道1，数据采集通道0连接信号发生装置110和工控机191，数据采集通道 1连接信号调理装置170和工控机191。本实施例中，采集卡采用凌华PCIe-9852 型，可以实现两个通道同时200MS/s的信号采集。
工控机191根据正弦扫频信号和对应的第一预处理信号，获取预设频率范围内的多个预设频率分别对应的变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列，根据正弦扫频信号和对应的第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列。工控机191根据第一导纳数列和第二导纳数列计算第一导纳数列和第二导纳数列的相关系数和均方差，根据相关系数和均方差判别变压器绕组是否变形。
可以理解，在其他的实施例中，也可以采用其他可以实现数据处理和分析的设备替换工控机191。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变压器绕组变形带电测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
向连接变压器绕组一端的中性点套管末屏注入预设频率范围的正弦扫频信号；
从连接所述变压器绕组另一端的高压套管末屏采集得到第一响应信号和第二响应信号，并分别对所述第一响应信号和所述第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号；
根据所述正弦扫频信号和所述第一预处理信号，获取所述预设频率范围内的多个预设频率分别对应的所述变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列；
根据所述正弦扫频信号和所述第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的所述变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列；
计算所述第一导纳数列和所述第二导纳数列的相关系数和均方差，根据所述相关系数和所述均方差判别所述变压器绕组是否变形。
2.根据权利要求1所述的变压器绕组变形带电测试方法，其特征在于，所述根据所述正弦扫频信号和所述第一预处理信号，获取所述预设频率范围内的多个预设频率分别对应的所述变压器绕组的第一导纳，具体为：
其中，f为预设频率，Y(f)为f对应的变压器绕组的第一导纳，Iout为所述第一预处理信号对应f的电流，Vin为所述正弦扫频信号对应f的电压。
3.根据权利要求1所述的变压器绕组变形带电测试方法，其特征在于，所述计算所述第一导纳数列和所述第二导纳数列的相关系数和均方差，具体为：
其中，N为所述预设频率的总个数，k为所述预设频率的序号，X(k)为所述第一导纳数列，Y(k)为所述第二导纳数列，DX为所述第一导纳数列的标准方差，DY为所述第二导纳数列的标准方差，CXY为所述第一导纳数列与所述第二导纳数列的协方差，LRXY为所述第一导纳数列与所述第二导纳数列的归一化协方差系数，RXY为所述相关系数，EXY为所述均方差。
4.根据权利要求1所述的变压器绕组变形带电测试方法，其特征在于，所述根据所述相关系数和所述均方差判别所述变压器绕组是否变形，包括：
判断所述均方差的绝对值是否在预设方差范围内且所述相关系数的绝对值在预设相关系数范围内；
若是，则判定所述变压器绕组未变形；
若否，则判定所述变压器绕组变形。
5.一种变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，包括信号发生装置、第一保护电路、信号采集装置、信号调理装置和信号处理装置，所述第一保护电路分别连接所述信号发生装置和与变压器绕组一端连接的中性点套管末屏，所述信号采集装置分别连接所述信号调理装置和与所述变压器绕组另一端连接的高压套管末屏，信号处理装置连接所述信号调理装置和所述信号发生装置；
信号发生装置生成预设范围的正弦扫频信号并输出至所述第一保护电路和所述信号处理装置；
所述第一保护电路将所述正弦扫频信号注入所述中性点套管末屏，所述信号采集装置从所述高压套管末屏采集得到第一响应信号和第二响应信号，并输出至所述信号调理装置；
所述信号调理装置分别对所述第一响应信号和第二响应信号进行滤波放大处理，得到第一预处理信号和第二预处理信号并输出至所述信号处理装置；
所述信号处理装置根据所述正弦扫频信号和所述第一预处理信号，获取所述预设频率范围内的多个预设频率分别对应的所述变压器绕组的第一导纳，得到第一导纳数列，根据所述正弦扫频信号和所述第二预处理信号，获取各预设频率分别对应的所述变压器绕组的第二导纳，得到第二导纳数列，计算所述第一导纳数列和所述第二导纳数列的相关系数和均方差，根据所述相关系数和所述均方差判别所述变压器绕组是否变形。
6.根据权利要求5所述的变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，所述信号发生装置包括扫频信号发生器和阻容分压器，所述扫频信号发生器连接所述阻容分压器和所述第一保护电路，所述阻容分压器连接所述信号处理装置。
7.根据权利要求5所述的变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，所述第一保护电路包括气体放电管、电感和压敏电阻，中性点套管与所述中性点套管末屏之间的电容与所述中性点套管末屏开路时的对地电容串联，中性点套管与所述中性点套管末屏之间的电容另一端连接所述中性点套管末屏，所述中性点套管末屏开路时的对地电容另一端接地，
所述气体放电管的一端连接所述扫频信号发生器，另一端接地，所述电感与所述压敏电阻并联，且并联后的一端连接所述扫频信号发生器与所述气体放电管连接的公共端以及中性点套管与所述中性点套管末屏之间的电容与所述中性点套管末屏开路时的对地电容连接的公共端，所述电感与所述压敏电阻并联后的另一端接地。
8.根据权利要求5所述的变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，所述信号采集装置包括高频电流互感器和第二保护电路，所述第二保护电路一端连接所述高压端套管末屏，另一端穿过所述高频电流互感器后接地，所述高频电流互感器的输出端连接所述信号调理装置。
9.根据权利要求5所述的变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，所述信号调理装置包括RC滤波器和信号放大器，所述RC滤波器连接所述信号采集装置和所述信号放大器，所述信号放大器连接所述信号处理装置。
10.根据权利要求5所述的变压器绕组变形带电测试***，其特征在于，所述信号处理装置包括工控机和采集卡，所述采集卡分别连接所述信号发生装置、信号调理装置和所述工控机。
CN201510982177.0A 2015-12-22 2015-12-22 变压器绕组变形带电测试方法及*** Active CN105423908B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510982177.0A CN105423908B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 变压器绕组变形带电测试方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510982177.0A CN105423908B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 变压器绕组变形带电测试方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105423908A CN105423908A (zh) 2016-03-23
CN105423908B true CN105423908B (zh) 2018-09-18

Family

ID=55502289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510982177.0A Active CN105423908B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 变压器绕组变形带电测试方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105423908B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106338306A (zh) * 2016-08-22 2017-01-18 国网山东省电力公司章丘市供电公司 高压变压器在线监测***
CN106526409B (zh) * 2016-10-28 2019-03-15 华北电力大学（保定） 一种变压器绕组变形带电测试***及其测试方法
CN107478949A (zh) * 2017-08-07 2017-12-15 中国电力科学研究院 一种变压器绕组变形在线诊断方法及***
CN107390081A (zh) * 2017-08-07 2017-11-24 华北电力大学 一种用于对变压器绕组变形带电进行监测的装置及方法
CN107561418A (zh) * 2017-08-15 2018-01-09 华北电力大学 一种电力变压器、套管设备的介电响应带电测量装置
CN113484801A (zh) * 2021-07-15 2021-10-08 杭州电力设备制造有限公司 一种变压器绕组状态的检测方法、装置、设备及介质
CN114859271A (zh) * 2022-04-18 2022-08-05 云南电网有限责任公司电力科学研究院 变压器的绕组状态诊断方法、装置及***，设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103454552A (zh) * 2013-08-02 2013-12-18 国家电网公司 一种变压器绕组变形在线监测芯片
CN104132610A (zh) * 2014-08-22 2014-11-05 华北电力大学（保定） 配网变压器低压绕组变形带电检测装置及检测方法
CN105091732A (zh) * 2015-08-13 2015-11-25 国家电网公司 一种变压器绕组变形的检测方法及***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103454552A (zh) * 2013-08-02 2013-12-18 国家电网公司 一种变压器绕组变形在线监测芯片
CN104132610A (zh) * 2014-08-22 2014-11-05 华北电力大学（保定） 配网变压器低压绕组变形带电检测装置及检测方法
CN105091732A (zh) * 2015-08-13 2015-11-25 国家电网公司 一种变压器绕组变形的检测方法及***

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
变压器绕组变形分析及检测;黄湘东;《广东输电与变电技术》;20060831(第4期);第42-44页，图1-4 *
变压器绕组变形检测中的故障判定;王珏 等;《高压电技术》;19970930;第23卷(第3期);第23-26页，图1-4，表1 *
基于信号注入的变压器绕组变形在线检测技术;武炬臻;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20131215;第3页4段-第4页第5段，第5页第2段-第11页第3段，第13页第1段-第46页第6段，图2-1、2-7、3-1-3-7,4-1-4-7，表2-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105423908A (zh) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105423908B (zh) 变压器绕组变形带电测试方法及***
CN109298300A (zh) 一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试***及方法
CN106771922B (zh) 一种高压电力设备局部放电检测***及局部放电识别方法
CN103926514B (zh) 一种带电运行状态下的高压设备绝缘诊断方法
CN103675623B (zh) 一种冲击电压下gis局部放电检测方法及***
CN104914358B (zh) 局部放电监视装置及局部放电监视***
JP2021511480A (ja) 変圧器監視・測定システム及び方法
CN102914733A (zh) 一种大长度超高压交联电缆阻尼振荡波局部放电现场检测方法
CN101004436A (zh) 大容量高压电力设备的高灵敏度直流局部放电检测***
CN102081136A (zh) 一种适用于现场的冲击电压下gis局部放电检测方法
CN106324406B (zh) 一种变压器直流偏磁故障诊断方法及装置
CN105203930A (zh) 一种用于高压开关柜的局部放电试验平台及方法
CN106526409B (zh) 一种变压器绕组变形带电测试***及其测试方法
CN206584008U (zh) 变压器隐患放电及绕组变形监测装置
CN206400038U (zh) 一种变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路
CN204855722U (zh) 一种10kV绝缘管型母线局部放电检测***
KR100584020B1 (ko) 피씨 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항측정장치 및 측정방법
CN102721854B (zh) 电网过电压信号检测方法及***
CN106526406A (zh) 电压互感器匝间短路检测装置、分析方法及装置
CN201886113U (zh) 基于变频电源的异频大电流多功能接地参数测试***
CN206074741U (zh) 一种用于接地网缺陷诊断的检测电路
CN102087331A (zh) 基于变频电源的异频大电流多功能接地参数测试***
CN106526382A (zh) 基于残压监测的避雷器状态监测***及方法
CN106249054A (zh) 电容式电压互感器及其一体化检测传感器
CN109490727A (zh) 一种避雷器串联谐振试验装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant