CN110006326A - 一种基于频响分析fra的变压器绕组变形智能检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，包括如下步骤：步骤一，设备接线；步骤二，设备调试；步骤三，输入检测信号；步骤四，数据计算分析；步骤五，重复实验；其中在上述的步骤一中，选择待检测的变压器，将被试变压器一端与扫频信号发生器一端连接，将被试变压器另一端和扫频信号发生器另一端与双通道数字记录仪一端连接，将双通道数字记录仪另一端与PC机连接；本发明，利用精确的扫频测量技术，通过扫频信号发生器对被试绕组施加正弦波扫频信号，根据等值网络中的分布参数的变化绘制频率响应曲线，对比变压器测试结果，抗干扰能力强，对变压器绕组变形检测效果好，灵敏度和准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及变压器绕组变形检测技术领域，具体为一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法。
背景技术
变压器在运行过程中遭受短路故障电流冲击时，在变压器绕组内将流过很大的短路电流，短路电流在与漏磁场的互相作用下，产生很大的电动力，这时每个绕组都将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力。另外，变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力的作用下，绕组可能产生机械位移和变形，并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故。此外，保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受短路电流作用的时间长，这也是绕组发生变形的原因之一，变压器绕组本身可视为一个由线性电阻、电感及电容等分布参数构成的无源线性网络。当绕组发生机械变形时，势必导致相应部分的电感、纵向电容、对地电容和互感等分布参数发生变化，同时也使该处的漏磁场分布发生改变，尤其是径向漏磁场，另外，对变压器绕组变形检测灵敏度较差，准确度不高，因此，设计一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，包括如下步骤：步骤一，设备接线；步骤二，设备调试；步骤三，输入检测信号；步骤四，数据计算分析；步骤五，重复实验；
其中在上述的步骤一中，选择待检测的变压器，将被试变压器一端与扫频信号发生器一端连接，将被试变压器另一端和扫频信号发生器另一端与双通道数字记录仪一端连接，将双通道数字记录仪另一端与PC机连接，PC机与双通道数字记录仪之间采用通信USB接口和通信无线蓝牙接口，硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术，对成品电路板表面进行处理，防止水和有害气体对其造成污染；
其中在上述的步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机，进行参数调整，设置初始化参数；
其中在上述的步骤三中，通过扫频信号发生器将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，通过双通道数字记录仪同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，采用高分辨dB值测量，双通道16位A/D，现场试验改变分接开关，经PC机处理得到被试变压器的一组频响曲线；
其中在上述的步骤四中，对检测后的被试变压器的频响曲线与其原始的频率响应曲线比较，在PC机上对前后两次测试结果进行对比，得出检测结果；
其中在上述的步骤五中，对同一精密、高稳定变压器进行重复试验，对试验数据进行整理分析。
根据上述技术方案，所述步骤四中，在PC机上根据被试变压器线性的电阻、电感和电容等参数变化在频率域上绘制传递函数。
根据上述技术方案，所述步骤三中，将被试变压器绕组的一端作为输入端，在输入端输入扫频电压信号V1，通过双通道数字记录仪同时检测绕组输入端及输出端的对地电压信号V2和V3，并进行相应的处理，H=20log[V3/V1]得到被测变压器绕组的传递函数H。
根据上述技术方案，所述步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机进行预热，预热时间为15分钟。
根据上述技术方案，所述步骤三中，正弦波扫频信号为l kHz～1 MHz 的低压扫频信号。
根据上述技术方案，所述步骤一中，双通道数字记录仪精度为0.3级，采样周期为250ms，扫频信号发生器信号输出最大幅度峰值±10V7。
根据上述技术方案，所述步骤五中，测量重复率在99.5%以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，利用精确的扫频测量技术，通过扫频信号发生器对被试绕组施加正弦波扫频信号，根据等值网络中的分布参数的变化绘制频率响应曲线，对比变压器测试结果，抗干扰能力强，对变压器绕组变形检测效果好，同时提高了设备的精度，保证PC机与双通道数字记录仪连接效果更好，对成品电路板表面进行处理，保证测试不受不确定性因素影响，另外进行重复试验，提高了检测的灵敏度和精准度。
附图说明
图1是本发明的检测方法流程图；
图2是本发明的测试原理接线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，包括如下步骤：步骤一，设备接线；步骤二，设备调试；步骤三，输入检测信号；步骤四，数据计算分析；步骤五，重复实验；
其中在上述的步骤一中，选择待检测的变压器，将被试变压器一端与扫频信号发生器一端连接，将被试变压器另一端和扫频信号发生器另一端与双通道数字记录仪一端连接，将双通道数字记录仪另一端与PC机连接，PC机与双通道数字记录仪之间采用通信USB接口和通信无线蓝牙接口，硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术，对成品电路板表面进行处理，防止水和有害气体对其造成污染；
其中在上述的步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机，进行参数调整，设置初始化参数；
其中在上述的步骤三中，通过扫频信号发生器将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，通过双通道数字记录仪同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，采用高分辨dB值测量，双通道16位A/D，现场试验改变分接开关，经PC机处理得到被试变压器的一组频响曲线；
其中在上述的步骤四中，对检测后的被试变压器的频响曲线与其原始的频率响应曲线比较，在PC机上对前后两次测试结果进行对比，得出检测结果；
其中在上述的步骤五中，对同一精密、高稳定变压器进行重复试验，对试验数据进行整理分析。
根据上述技术方案，步骤四中，在PC机上根据被试变压器线性的电阻、电感和电容等参数变化在频率域上绘制传递函数。
根据上述技术方案，步骤三中，将被试变压器绕组的一端作为输入端，在输入端输入扫频电压信号V1，通过双通道数字记录仪同时检测绕组输入端及输出端的对地电压信号V2和V3，并进行相应的处理，H=20log[V3/V1]得到被测变压器绕组的传递函数H。
根据上述技术方案，步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机进行预热，预热时间为15分钟。
根据上述技术方案，步骤三中，正弦波扫频信号为l kHz～1 MHz 的低压扫频信号。
根据上述技术方案，步骤一中，双通道数字记录仪精度为0.3级，采样周期为250ms，扫频信号发生器信号输出最大幅度峰值±10V7。
根据上述技术方案，步骤五中，测量重复率在99.5%以上。
基于上述，本发明的优点在于，选择待检测的变压器，将被试变压器一端与扫频信号发生器一端连接，将被试变压器另一端和扫频信号发生器另一端与双通道数字记录仪一端连接，将双通道数字记录仪另一端与PC机连接，PC机与双通道数字记录仪之间采用通信USB接口和通信无线蓝牙接口，硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术，对成品电路板表面进行处理，防止水和有害气体对其造成污染；打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机，进行参数调整，设置初始化参数；通过扫频信号发生器将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，通过双通道数字记录仪同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，采用高分辨dB值测量，双通道16位A/D，现场试验改变分接开关，经PC机处理得到被试变压器的一组频响曲线；对检测后的被试变压器的频响曲线与其原始的频率响应曲线比较，在PC机上对前后两次测试结果进行对比，得出检测结果；对同一精密、高稳定变压器进行重复试验，对试验数据进行整理分析；本发明，利用精确的扫频测量技术，通过扫频信号发生器对被试绕组施加正弦波扫频信号，根据等值网络中的分布参数的变化绘制频率响应曲线，对比变压器测试结果，抗干扰能力强，对变压器绕组变形检测效果好，同时提高了设备的精度，保证PC机与双通道数字记录仪连接效果更好，对成品电路板表面进行处理，保证测试不受不确定性因素影响，另外进行重复试验，提高了检测的灵敏度和精准度。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，包括如下步骤：步骤一，设备接线；步骤二，设备调试；步骤三，输入检测信号；步骤四，数据计算分析；步骤五，重复实验；其特征在于：
其中在上述的步骤一中，选择待检测的变压器，将被试变压器一端与扫频信号发生器一端连接，将被试变压器另一端和扫频信号发生器另一端与双通道数字记录仪一端连接，将双通道数字记录仪另一端与PC机连接，PC机与双通道数字记录仪之间采用通信USB接口和通信无线蓝牙接口，硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术，对成品电路板表面进行处理；
其中在上述的步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机，进行参数调整，设置初始化参数；
其中在上述的步骤三中，通过扫频信号发生器将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，通过双通道数字记录仪同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，采用高分辨dB值测量，双通道16位A/D，现场试验改变分接开关，经PC机处理得到被试变压器的一组频响曲线；
其中在上述的步骤四中，对检测后的被试变压器的频响曲线与其原始的频率响应曲线比较，在PC机上对前后两次测试结果进行对比，得出检测结果；
其中在上述的步骤五中，对同一精密、高稳定变压器进行重复试验，对试验数据进行整理分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤四中，在PC机上根据被试变压器线性的电阻、电感和电容等参数变化在频率域上绘制传递函数。
3.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤三中，将被试变压器绕组的一端作为输入端，在输入端输入扫频电压信号V1，通过双通道数字记录仪同时检测绕组输入端及输出端的对地电压信号V2和V3，并进行相应的处理，H=20log[V3/V1]得到被测变压器绕组的传递函数H。
4.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤二中，打开扫频信号发生器、双通道数字记录仪和PC机进行预热，预热时间为15分钟。
5.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤三中，正弦波扫频信号为l kHz～1 MHz 的低压扫频信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤一中，双通道数字记录仪精度为0.3级，采样周期为250ms，扫频信号发生器信号输出最大幅度峰值±10V7。
7.根据权利要求1所述的一种基于频响分析FRA的变压器绕组变形智能检测方法，其特征在于：所述步骤五中，测量重复率在99.5%以上。
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