CN109581169A - 一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器检测技术领域，提供一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置。所述方法包括：控制信号源模块调节输入转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；依据多个信号源频率得到第一频率；控制转换模块由第一状态切换至第二状态，采集变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；依据第一频率和第二频率判断变压器是否存在绝缘缺陷。本发明提供的一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置解决了现有技术中对变压器绝缘缺陷检测未充分考虑谐振参数、灵敏度不佳的问题。

Description

一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及变压器检测技术领域，具体而言，涉及一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置。

背景技术

变压器是电力系统中将高压电转换成低压电供给用户直接使用的电力传输设备，对保障工业生产和人民的生活起着至关重要的作用。

变压器作为重要电力设备，尽管采取了很多高压试验和在线检测技术，在未发现任何异常数据的情况下依旧时常发生故障，导致变电站线路停运，影响国民经济生产。近年来有多种经典变压器绝缘缺陷检测方式出现，例如，串联谐振升压实验、工频升压实验、高压脉冲实验等等，但是由于上述实验的实验装置的体积均非常大，对于现场运营的变压器而言，其对于变压器绝缘缺陷检测的灵敏度不佳。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置，以解决现有技术中对变压器绝缘缺陷检测的灵敏度不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明提供了一种变压器的绝缘缺陷检测方法，应用于微控制器，用于检测变压器的绝缘缺陷，所述微控制器与信号源模块、转换模块及信号采集模块均电连接，所述信号源模块与所述转换模块电连接，所述转换模块与所述信号采集模块均与所述变压器电连接，所述方法包括：控制所述信号源模块调节输入所述转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使所述变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；依据所述多个信号源频率得到第一频率；控制所述转换模块由第一状态切换至第二状态，采集所述变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷。

本发明还提供了一种变压器的绝缘缺陷检测装置，应用于微控制器，用于检测变压器的绝缘缺陷，所述微控制器与信号源模块、转换模块及信号采集模块均电连接，所述信号源模块与所述转换模块电连接，所述转换模块与所述信号采集模块均与所述变压器电连接，所述装置包括：频率调节模块，用于控制所述信号源模块调节输入所述转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使所述变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；第一频率提取模块，用于依据所述多个信号源频率得到第一频率；第二频率提取模块，用于控制所述转换模块由第一状态切换至第二状态，采集所述变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；绝缘缺陷判断模块，用于依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷。相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置，通过调节信号源模块在多个预设相位下的频率，得到多个信号源频率，依据多个信号源频率得到第一频率，再控制转换模块由第一状态切换至第二状态，采集变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率，依据第一频率和第二频率对变压器是否存在绝缘缺陷进行判断。与现有技术中的绝缘缺陷检测方式相比，本发明提供的一种变压器的绝缘缺陷检测方法操作简单，对检测设备的要求并不高，解决了现有技术中对变压器绝缘缺陷检测非常不便的问题，且通过多个信号源频率得到第一频率，是对谐振频率稳定性的验证，使得检测结果更加可靠，准确性更高，通过考虑谐振频率参数，提高了检测的灵敏度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的微控制器的连接关系示意图。

图2示出了本发明实施例所提供的变压器的绝缘缺陷检测方法的工作流程图。

图3示出了图2中S1的具体工作流程图。

图4示出了图3中S101的具体工作流程图。

图5示出了图2中S4的第一具体工作流程图。

图6示出了图2中S4的第二具体工作流程图。

图7示出了图6中S425的具体工作流程图。

图8示出了本发明实施例所提供的变压器的绝缘缺陷检测装置的方框示意图。

图9示出了本发明实施例所提供的绝缘缺陷判断模块的第一方框示意图。

图10示出了本发明实施例所提供的绝缘缺陷判断模块的第二方框示意图。

图标：110-信号源模块；120-微控制器；130-转换模块；140-信号采集模块；150-显示模块；200-绝缘缺陷检测装置；201-频率调节模块；202-第一频率提取模块；203-第二频率提取模块；204-绝缘缺陷判断模块；211-第一频率数统计单元；212-第二频率数统计单元；213-第一判定单元；221-差异提取单元；222-第一对比单元；223-第二判定单元；224-采样频率提高单元；225-第二电流检测单元；226-抖动检测单元；227-第三判定单元；228-傅里叶变换单元；229-增益值获取单元；230-第二对比单元；231-第四判定模块；300-变压器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例所提供的微控制器120的连接关系示意图。微控制器120与信号源模块110、转换模块130、信号采集模块140及显示模块150均电连接，信号源模块110与转换模块130、信号采集模块140均电连接，转换模块130和信号采集模块140均与变压器300电连接。

信号源模块110与微控制器120、转换模块130、信号采集模块140及显示模块150均电连接，用于在微控制器120的控制下调整输入转换模块130的电源信号的相位及频率，以使变压器300达到谐振状态。信号源模块110可以是频率和相位都可控的信号源。信号源模块110可以是信号发生器。

微控制器120中包含有存储器，所述绝缘缺陷检测装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器中。所述微控制器120执行存储器中存储的可执行模块，例如绝缘缺陷检测装置200包括的软件功能模块或计算机程序。存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，微控制器120在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明任一实施例揭示的流程定义的服务器所执行的方法可以应用于微控制器120中，或者由微控制器120实现。

作为一种实施方式，微控制器120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力，微控制器120可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等，还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

转换模块130与信号源模块110、变压器300、微控制器120均电连接，用于在微控制器120的控制下在第一状态和第二状态之间进行切换。转换模块130包括开关和功率放大器，开关与功率放大器并联，且开关和功率放大器均电连接于信号源模块110与变压器300之间，开关与微控制器120电连接。

开关与功率放大器并联，且开关电连接于信号源模块110与变压器300之间，开关还与微控制器120电连接，开关用于在微控制器120的控制下断开或者闭合以使转换模块130在第一状态和第二状态之间进行切换。当开关闭合时，转换模块130处于第一状态，当开关断开时，转换模块130处于第二状态。功率放大器与开关并联，且电连接于信号源模块110与变压器300之间，功率放大器用于对电源信号的进行放大并传输至变压器300。当开关闭合时，功率放大器并未连接进入装置；当开关断开时，功率放大器电连接于信号源模块110与变压器300之间。功率放大器将信号源模块110中传输的经过频率调整的电源信号进行功率放大并传输至变压器300。功率放大器可以是，但不限于单端放大器或者推挽放大器。

信号采集模块140与信号源模块110、微控制器120及变压器300均电连接，用于当转换模块130处于第一状态时，在微控制器120的控制下采集变压器300达到谐振状态的频率，得到多个信号源频率，还用于当转换模块130处于第二状态时，在微控制器120的控制下采集变压器300达到谐振状态的频率，得到第二频率，并将多个信号源频率和第二频率均传输至微控制器120。信号采集模块140包括电压检测器、电流检测器和频率检测器，电压检测器、电流检测器和频率检测器均与微控制器120电连接，且电压检测器、电流检测器和频率检测器均与变压器300电连接。

电压检测器与变压器300、微控制器120均电连接，用于对变压器300的电压进行检测，得到电压信号并传输至微控制器120。电压检测器可以实时对变压器300的电压进行检测，也可以是在微控制器120的控制下对变压器300的电压进行检测，并将得到的电压信号传输至微控制器120。电压检测器可以是测量电压的器件，例如，电压互感器。

电流检测器与变压器300、微控制器120均电连接，用于对变压器300的电流进行检测，得到电流信号并传输至微控制器120。电流检测器可以实时对变压器300的电流进行检测，也可以是在微控制器120的控制下对变压器300的电流进行检测，并将得到的电流信号传输至微控制器120。电流检测器可以是测量电流的器件，例如，电流互感器或者高频脉冲传感器。

显示模块150与微控制器120电连接，用于在微控制器120的控制下显示第一频率、第二频率、电压信号及电流信号。显示模块150用于在微控制器120的控制下实时显示电压检测器检测到的电压信号、电流检测器检测到的电流信号以及频率检测器检测到的第一频率和第二频率。显示模块150可以是，但不限于阴极射线显示器或者液晶显示器。

第一实施例

请参阅图2，图2示出了本发明实施例所提供的变压器300的绝缘缺陷检测方法的工作流程图。该绝缘缺陷检测方法应用于微控制器120，绝缘缺陷检测方法包括以下步骤：

步骤S1，控制信号源模块110调节输入转换模块130的多个预设相位的电源信号对应的频率以使变压器300达到谐振状态，得到多个信号源频率。

在本发明实施例中，多个预设相位可以是用户自定义的多个不同的相位值。例如，π，1/2，2/3π，3/4π等。电源信号可以是信号源模块110中电源单元产生的并传输至转换模块130的电信号。谐振状态可以是变压器300的电压信号和电流信号相位相等的状态。信号源频率可以是变压器300达到谐振状态时候的频率，每个预设相位对应着至少一个信号源频率。以每个预设相位对应着一个信号源频率为例，多个预设相位分别为第一预设相位、第二预设相位及第三预设相位，那么多个信号源频率分别为第一预设相位对应的第一信号源频率、第二预设相位对应的第二信号源频率及第三预设相位对应的第三信号源频率。信号源模块110能够在微控制器120的控制下自动切换多个预设相位。控制信号源模块110调节输入转换模块130的多个预设相位的电源信号对应的频率以使变压器300达到谐振状态，得到多个信号源频率的步骤，可以理解为，当信号源模块110的电源信号在第一预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，进而实现调节输入转换模块130的频率，通过不断地调节频率，在某一(或者多个)频率点，就能够使得变压器300达到谐振状态，即变压器300的电压信号和电流信号的相位相等，此频率点则为第一信号源频率；当信号源模块110的电源信号在第二预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，进而实现调节输入转换模块130的频率，通过不断地调节频率，在某一(或者多个)频率点，就能够使得变压器300达到谐振状态，即变压器300的电压信号和电流信号的相位相等，此频率点则为第二信号源频率；当信号源模块110的电源信号在第三预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，进而实现调节输入转换模块130的频率，通过不断地调节频率，在某一(或者多个)频率点，就能够使得变压器300达到谐振状态，即变压器300的电压信号和电流信号的相位相等，此频率点则为第三信号源频率；以此类推，能够得到多个信号源频率。

请参阅图3，步骤S1还可以包括以下子步骤：

子步骤S101，判断变压器300是否处于谐振状态。

在本发明实施例中，变压器300有两种状态，谐振状态和非谐振状态，在谐振状态时，变压器300的电压信号和电流信号相位相等，变压器300的电抗和感抗内部交互能量，其数值相反，正好达到抵消状态，变压器300等效阻抗为纯阻性，此时内部能量最大状态。获得最大能量状态无需达到额定工作电压，由此可显著降低检测设备的体积和重量。

请参阅图4，子步骤S101还可以包括以下子步骤：

子步骤S111，控制电压检测器检测变压器300的电压，得到第一电压信号。

在本发明实施例中，第一电压信号可以是变压器300的电压。信号采集模块140包括电压检测器，控制电压检测器检测变压器300的电压，可以得到第一电压信号。

子步骤S112，控制电流检测器检测变压器300的电流，得到第一电流信号。

在本发明实施例中，第一电流信号可以是变压器300的电流。信号采集模块140包括电流检测器，控制电流检测器检测变压器300的电流，可以得到第一电流信号。

子步骤S113，依据第一电压信号和第一电流信号判断变压器300是否达到谐振状态。

在本发明实施例中，通过电压检测器实时检测变压器300的电压，得到第一电压信号，通过电流检测器实时检测变压器300的电流，得到第一电流信号，将第一电压信号和第一电流信号的相位进行比较，以判断变压器300是否达到谐振状态。

子步骤S114，当第一电压信号与第一电流信号的相位相等时，判定变压器300达到谐振状态。

在本发明实施例中，将第一电压信号与第一电流信号的相位进行比较，当第一电压信号的相位等于第一电流信号的相位时，判定变压器300达到谐振状态。例如，第一电压信号的相位为π，第一电流信号的相位为π，那么第一电压信号的相位等于第一电流信号的相位，则判定变压器300达到谐振状态。

子步骤S102，当变压器300处于谐振状态时，控制频率检测器采集变压器300达到谐振状态的频率，得到信号源频率。

在本发明实施例中，当变压器300处于谐振状态时，控制频率检测器采集变压器300达到谐振状态的频率，得到信号源频率的步骤，可以理解为，当电源信号在第一预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，在变压器300达到谐振状态时，控制频率检测器采集此时的频率，得到第一信号源频率，变压器300可能在不同的频率点均能达到谐振状态，所以可能得到多个第一信号源频率；当电源信号在第二预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，在变压器300达到谐振状态时，控制频率检测器采集此时的频率，得到第二信号源频率，变压器300可能在不同的频率点均能达到谐振状态，所以可能得到多个第二信号源频率；当电源信号在第三预设相位时，控制信号源模块110对电源信号的频率进行调整，在变压器300达到谐振状态时，控制频率检测器采集此时的频率，得到第三信号源频率，变压器300可能在不同的频率点均能达到谐振状态，所以可能得到多个第三信号源频率，以此类推，可以得到多个信号源频率。

步骤2，依据多个信号源频率得到第一频率。

在本发明实施例中，第一频率可以是转换模块130处于第一状态，变压器300达到谐振状态时的频率。转换模块130包括转换模块130包括开关和功率放大器，开关和功率放大器并联，当开关闭合时，转换模块130处于第一状态，当开关断开时，转换模块130处于第二状态。具体地，当开关闭合时，由于功率放大器与开关是并联关系，此时，转换模块130可以相当于是一根导线，信号源模块110可以直接与变压器300电连接，可以将开关闭合时，转换模块130的状态作为第一状态；当开关断开时，由于功率放大器与开关是并联关系，此时，转换模块130相当于是功率放大器，信号源模块110通过功率放大器与变压器300电连接，可以将开关断开时，转换模块130的状态作为第二状态。当多个信号源频率相等时，第一频率即取信号源频率，当多个信号源频率不相等时，按照预设公式计算第一频率，将第一信号源频率为f₁，将第二信号源频率为f₂，将第三信号源频率为f₃，将第N信号源频率为f_N。预设公式可以是多个信号源频率的均值，即第一频率＝(f₁+f₂+……+f_N)/N，其中，N为多个信号源频率的个数。预设公式还可以是例如，当多个信号源频率包括第一信号源频率、第二信号源频率及第三信号源频率时，即N＝3，第一信号源频率为5KHz，第二信号源频率为6KHz，第三信号源频率为7KHz，第一频率＝(5+6+7)/3＝6KHz。通过多个信号源频率得到第一频率，是对谐振频率稳定性的验证，使得检测结果更加可靠，准确性更高。当多个信号源频率之间相差较大时，则认为谐振频率不稳定。

步骤S3，控制转换模块130由第一状态切换至第二状态，采集变压器300达到谐振状态的频率，得到第二频率。

在本发明实施例中，第二频率可以是转换模块130处于第二状态，变压器300达到谐振状态时的频率。转换模块130包括开关和功率放大器，开关和功率放大器并联，当开关闭合时，转换模块130处于第一状态，当开关断开时，转换模块130处于第二状态。具体地，当开关闭合时，由于功率放大器与开关是并联关系，此时，转换模块130可以相当于是一根导线，信号源模块110可以直接与变压器300电连接，可以将开关闭合时，转换模块130的状态作为第一状态；当开关断开时，由于功率放大器与开关是并联关系，此时，转换模块130相当于是功率放大器，信号源模块110通过功率放大器与变压器300电连接，可以将开关断开时，转换模块130的状态作为第二状态。控制转换模块130由第一状态切换至第二状态，采集变压器300达到谐振状态的频率，得到第二频率的步骤，可以理解为，当转换模块130处于第二状态，即开关断开，功率放大器接入，信号源模块110通过功率放大器与变压器300电连接，信号采集模块140包括频率检测器，控制频率检测器采集变压器300达到谐振状态即第一电压信号与第一电流信号的相位相等时的频率，得到第二频率。

步骤S4，依据第一频率和第二频率判断变压器300是否存在绝缘缺陷。

在本发明实施例中，依据第一频率和第二频率判断变压器300是否存在绝缘缺陷的步骤，可以理解为，当第一频率包括一个预设相位的多个第一谐振频率，第二频率包括所述预设相位的多个第二谐振频率时，通过统计第一频率中包含第一谐振频率的总个数，得到第一频率数，统计第二频率中包含第二谐振频率的总个数，得到第二频率数，将第一频率数和第二频率数进行比较，来判定变压器300是否存在绝缘缺陷；当第一频率包括一个谐振频率时，第二频率也包括一个谐振频率时，将第一频率和第二频率进行做差，得到差异频率并将差异频率与频率阈值进行比较来判定变压器300是否存在绝缘缺陷。

请参阅图5，步骤S4还可以包括以下子步骤：

子步骤S411，统计第一谐振频率的总个数，得到第一频率数。

子步骤S412，统计第二谐振频率的总个数，得到第二频率数。

子步骤S413，当第二频率数大于第一频率数时，判定变压器存在绝缘缺陷。

在本发明实施例中，所谓谐振分析，为至少分析一个频率点的谐振；实际中为了分析需要，被试设备的分布参数有很强的频率相关特征，在不同频率条件下均会出现阻抗角为零，即电压电流同相位的情况，由此可能分析多个频率点的谐振现象来进行缺陷诊断；针对多谐振频率的分析，还可以包括统计一定带宽，如20M赫兹范围内，总的谐振频率点的个数。统计第一谐振频率的总个数，得到第一频率数，统计第二谐振频率的总个数，得到第二频率数，当第二频率数大于第一频率数时，即谐振频率数增加了，则可判定变压器存在缺陷。如果新增的谐振频率点出现在较低频段，则认为是较为严重的缺陷；如谐振频率点比原来参考的最低频率值低，则认为是非常严重的缺陷；如谐振频率点较原来的最高谐振频率点高，则认为是较早期的局部轻微隐患；如多个谐振频率点作为新增谐振点密集出现在较高频率段，则认为是较严重的整体性缺陷。

请参阅图6，步骤S4还可以包括以下子步骤：

子步骤S421，依据第一频率和第二频率得到差异频率。

在本发明实施例中，差异频率可以是第一频率与第二频率的差值的绝对值。依据第一频率和第二频率得到差异频率的步骤，可以理解为，差异频率＝|第一频率-第二频率|。例如，频率检测器检测第一频率为202KHz，第二频率为200KHz，那么差异频率＝|202KHz-200KHz|＝2KHz。

子步骤S422，差异频率与频率阈值进行比较。

在本发明实施例中，频率阈值可以是用户自定义以限制变压器300缺陷判断的偏差频率。将子步骤S421得到的差异频率与用户自定义设置的频率阈值进行比较。当差异频率大于频率阈值时，执行子步骤S429，当差异频率小于或者等于频率阈值时，执行子步骤S423。

子步骤S423，提高电流检测器的采样频率。

在本发明实施例中，采样频率可以是每秒钟采集电流信号样本的个数，提高电流检测器的采样频率即增加每秒钟电流检测器采集电流信号的个数。当差异频率小于或者等于频率阈值时，提高电流检测器的频率。

子步骤S424，控制电流检测器检测变压器300的电流，得到第二电流信号。

在本发明实施例中，第二电流信号可以是电流检测器提高采样频率后采集变压器300的电流。由于电流检测器提高了采样频率，控制电流检测器检测变压器300的电流，可以得到第二电流信号。

子步骤S425，检测第二电流信号是否存在抖动。

在本发明实施例中，抖动可以是在一定时间内频率、幅值或者相位的变化值大于预设变化值。在子步骤S424得到第二电流信号之后，对第二电流信号进行检测，判断第二电流信号是否存在抖动。当第二电流信号存在抖动时，执行子步骤S429，当第二电流信号不存在抖动时，执行子步骤S426。

请参阅图7，子步骤S425还可以包括以下子步骤：

子步骤S4251，检测在预设时间范围内第二电流信号的电流值，得到最大电流值和最小电流值。

在本发明实施例中，最大电流值可以是第二电流信号中幅值最大的电流值，最小电流值可以是第二电流信号中幅值最小的电流值。检测在预设时间范围内第二电流信号的电流值，得到最大电流值和最小电流值的步骤，可以理解为，对第二电流信号进行检测，检测第二电流信号中幅值最大的电流值，得到最大电流值，检测第二电流信号中幅值最小的电流值，得到最小电流值。

子步骤S4252，依据最大电流值和最小电流值得到电流变化值。

在本发明实施例中，电流变化值可以是最大电流值与最小电流值的差值，依据最大电流值和最小电流值得到电流变化值的步骤，可以理解为，电流变化值＝最大电流值-最小电流值。

子步骤S4253，依据电流变化值和预设变化值判断第二电流值是否存在抖动。

在本发明实施例中，预设变化值可以是用户自定义以限制第二电流值抖动的偏差。将子步骤S4252得到的电流变化值与预设变化值进行比较，以判断第二电流值是否存在抖动。

子步骤S4254，当电流变化值大于预设变化值时，则判定第二电流信号存在抖动。

在本发明实施例中，将电流变化值与预设变化值进行比较，当电流变化值大于预设变化值时，判定第二电流信号存在抖动。例如，电流变化值为5A，预设变化值为3A，那么电流变化值大于预设变化值，则判定第二电流信号存在抖动。

子步骤S426，对第二电流信号进行傅里叶变换，得到频谱曲线。

在本发明实施例中，傅里叶变换可以是离散傅里叶变换，频谱曲线的横坐标表示频率，纵坐标表示增益值，将第二电流信号进行时域到频域的转换，得到第二电流信号对应的频谱曲线。

子步骤S427，获取频谱曲线上的第二频率对应的谐振增益值。

在本发明实施例中，谐振增益值可以是第二频率对应的增益值。经过子步骤S426，频谱曲线中包括有频率及其对应的增益值，在频谱曲线中获取第二频率对应的谐振增益值的步骤，可以理解为，在多个频率中确定出第二频率，根据第二频率找到第二频率在频谱曲线中对应的增益值，即为谐振增益值。

子步骤S428，将谐振增益值与预设增益值进行比较。

在本发明实施例中，预设增益值可以是用户自定义以限制变压器300缺陷判断的偏差增益值。将子步骤S427得到的谐振增益值与用户自定义的预设增益值进行比较。当谐振增益值大于预设增益值时，执行子步骤S429。可以理解为，当谐振增益值大于预设增益值时，频谱曲线与预设的频谱曲线相比，有向低频移动的趋势。

子步骤S429，判定变压器300存在绝缘缺陷。

在本发明实施例中，当差异频率大于频率阈值时，判定变压器300存在绝缘缺陷；当第二电流信号存在抖动时，判定变压器300存在绝缘缺陷；当谐振增益值大于预设增益值时，判定变压器300存在绝缘缺陷。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优势：

在自然谐振状态，各种检测手段变得简易，信噪比明显提升。内部处于谐振时，依旧会保留变压器300自身的绝缘缺陷，如内部存在绝缘隐患时，分布电容或分布电感会影响整体电抗值，从而导致谐振频率点偏移，可以进行绝缘缺陷的判断，解决现有技术中对变压器300绝缘缺陷检测非常不便的问题。通过多个信号源频率得到第一频率，是对谐振频率稳定性的验证，使得检测结果更加可靠，准确性更高，通过考虑谐振频率参数，提高了检测的灵敏度。

第二实施例

请参阅图8，图8示出了本发明实施例所提供的变压器300的绝缘缺陷检测装置200的方框示意图。绝缘缺陷检测装置200包括频率调节模块201、第一频率提取模块202、第二频率提取模块203及绝缘缺陷判断模块204。

在本发明实施例中，频率调节模块201包括：谐振判断单元，用于判断变压器300是否处于谐振状态，谐振判断单元具体用于：控制电压检测器检测变压器300的电压，得到第一电压信号；控制电流检测器检测变压器300的电流，得到第一电流信号；依据第一电压信号和第一电流信号判断变压器300是否达到谐振状态；当第一电压信号与第一电流信号的相位相等时，判定变压器300达到谐振状态。信号源频率提取单元，用于当变压器300处于谐振状态时，控制频率检测器采集变压器300达到谐振状态的频率，得到信号源频率。

第一频率提取模块202，用于依据多个信号源频率得到第一频率。

第二频率提取模块203，用于控制转换模块130由第一状态切换至第二状态，采集变压器300达到谐振状态的频率，得到第二频率。

绝缘缺陷判断模块204，用于依据第一频率和第二频率判断变压器是否存在绝缘缺陷。

请参阅图9，绝缘缺陷判断模块204可以包括第一频率数统计单元211、第二频率数统计单元212及第一判定单元213，第一频率数统计单元211用于统计第一谐振频率的总个数，得到第一频率数；第二频率数统计单元212用于统计第二谐振频率的总个数，得到第二频率数；第一判定单元213用于当第二频率数大于第一频率数时，判定变压器300存在绝缘缺陷。

请参阅图10，绝缘缺陷判断模块204还可以包括差异提取单元221、第一对比单元222、第二判定单元223、采样频率提高单元224、第二电流检测单元225、抖动检测单元226、第三判定单元227、傅里叶变换单元228、增益值获取单元229、第二对比单元230及第四判定单元231。差异提取单元221，用于依据第一频率和第二频率得到差异频率。第一对比单元222，用于将差异频率与频率阈值进行比较。第二判定单元223，用于当差异频率大于频率阈值时，判定变压器300存在绝缘缺陷。采样频率提高单元224，用于当差异频率小于或等于频率阈值时，提高电流检测器的采样频率。第二电流检测单元225，用于控制电流检测器检测变压器300的电流，得到第二电流信号。抖动检测单元226，用于检测第二电流信号是否存在抖动。第三判定单元227，用于当第二电流信号存在抖动，则判定变压器300存在绝缘缺陷。傅里叶变换单元228，用于当第二电流信号未存在抖动，对第二电流信号进行傅里叶变换，得到频谱曲线。增益值获取单元229，用于获取频谱曲线上第二频率对应的谐振增益值。第二对比单元230，用于将谐振增益值与预设增益值进行比较。第四判定单元231，用于当谐振增益值大于预设增益值时，则判定变压器300存在绝缘缺陷。

综上所述，本发明提供的一种变压器的绝缘缺陷检测方法及装置，所述方法包括：控制信号源模块调节输入转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；依据多个信号源频率得到第一频率；控制转换模块由第一状态切换至第二状态，采集变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；依据第一频率和第二频率得到差异频率；将差异频率与频率阈值进行比较；当差异频率大于频率阈值时，判定变压器存在绝缘缺陷。当差异频率不大于频率阈值时，提高电流检测器的采样频率；控制电流检测器检测变压器的电流，得到第二电流信号；检测第二电流信号是否存在抖动；当第二电流信号存在抖动时，判定变压器存在绝缘缺陷。当第二电流信号不存在抖动时，对第二电流信号进行傅里叶变换，得到频谱曲线；获取频谱曲线中第二频率对应的谐振增益值；将谐振增益值与预设增益值进行比较；当谐振增益值大于预设增益值时，判定变压器存在绝缘缺陷。多次对变压器是否存在绝缘缺陷进行判断，提高了判断的准确性。且在自然谐振状态，各种检测手段变得简易，信噪比明显提升。内部处于谐振时，依旧会保留变压器自身的绝缘缺陷，如内部存在绝缘隐患时，分布电容或分布电感会影响整体电抗值，从而导致谐振频率点偏移，可以进行绝缘缺陷的判断，解决现有技术中对变压器绝缘缺陷检测非常不便的问题，且通过多个信号源频率得到第一频率，是对谐振频率稳定性的验证，使得检测结果更加可靠，准确性更高，通过考虑谐振频率参数，提高了检测的灵敏度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种变压器的绝缘缺陷检测方法，其特征在于，应用于微控制器，用于检测变压器的绝缘缺陷，所述微控制器与信号源模块、转换模块及信号采集模块均电连接，所述信号源模块与所述转换模块电连接，所述转换模块与所述信号采集模块均与所述变压器电连接，所述方法包括：

控制所述信号源模块调节输入所述转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使所述变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；

依据所述多个信号源频率得到第一频率；

控制所述转换模块由第一状态切换至第二状态，采集所述变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；

依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一频率包括一个预设相位的多个第一谐振频率，所述第二频率包括所述预设相位的多个第二谐振频率，所述依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷的步骤，包括：

统计所述第一谐振频率的总个数，得到第一频率数；

统计所述第二谐振频率的总个数，得到第二频率数；

当所述第二频率数大于所述第一频率数时，判定所述变压器存在绝缘缺陷。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷的步骤，包括：

依据所述第一频率和所述第二频率得到差异频率；

将所述差异频率与频率阈值进行比较；

当所述差异频率大于所述频率阈值时，判定所述变压器存在绝缘缺陷。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信号采集模块包括频率检测器，所述频率检测器与所述变压器、微控制器均电连接，所述控制所述信号源模块调节输入所述转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使所述变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率的步骤，包括：

判断所述变压器是否处于谐振状态；

当所述变压器处于谐振状态时，控制所述频率检测器采集所述变压器达到谐振状态的频率，得到信号源频率。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信号采集模块包括电压检测器和电流检测器，所述电压检测器和所述电流检测器均与所述变压器电连接，且所述电压检测器和所述电流检测器均与所述微控制器电连接，所述判断所述变压器是否处于谐振状态的步骤，包括：

控制所述电压检测器检测所述变压器的电压，得到第一电压信号；

控制所述电流检测器检测所述变压器的电流，得到第一电流信号；

依据所述第一电压信号和所述第一电流信号判断所述变压器是否达到谐振状态；

当所述第一电压信号与所述第一电流信号的相位相等时，判定所述变压器达到谐振状态。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述差异频率小于或等于所述频率阈值时，提高所述电流检测器的采样频率；

控制所述电流检测器检测所述变压器的电流，得到第二电流信号；

检测所述第二电流信号是否存在抖动；

当所述第二电流信号存在抖动，则判定所述变压器存在绝缘缺陷。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测所述第二电流信号是否存在抖动的步骤，包括：

检测在预设时间范围内所述第二电流信号的电流值，得到最大电流值和最小电流值；

依据所述最大电流值和所述最小电流值得到电流变化值；

依据所述电流变化值和预设变化值判断所述第二电流信号是否存在抖动；

当所述电流变化值大于所述预设变化值时，则判定所述第二电流信号存在抖动。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第二电流信号未存在抖动，对所述第二电流信号进行傅里叶变换，得到频谱曲线；

获取所述频谱曲线上所述第二频率对应的谐振增益值；

将所述谐振增益值与预设增益值进行比较；

当所述谐振增益值大于所述预设增益值时，则判定所述变压器存在绝缘缺陷。

9.一种变压器的绝缘缺陷检测装置，其特征在于，应用于微控制器，用于检测变压器的绝缘缺陷，所述微控制器与信号源模块、转换模块及信号采集模块均电连接，所述信号源模块与所述转换模块电连接，所述转换模块与所述信号采集模块均与所述变压器电连接，所述装置包括：

频率调节模块，用于控制所述信号源模块调节输入所述转换模块的多个预设相位的电源信号对应的频率以使所述变压器达到谐振状态，得到多个信号源频率；

第一频率提取模块，用于依据所述多个信号源频率得到第一频率；

第二频率提取模块，用于控制所述转换模块由第一状态切换至第二状态，采集所述变压器达到谐振状态的频率，得到第二频率；

绝缘缺陷判断模块，用于依据所述第一频率和所述第二频率判断所述变压器是否存在绝缘缺陷。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述绝缘缺陷判断模块包括：

差异提取单元，用于依据所述第一频率和所述第二频率得到差异频率；

第一对比单元，用于将所述差异频率与频率阈值进行比较；

第一判定单元，用于当所述差异频率大于所述频率阈值时，判定所述变压器存在绝缘缺陷。