CN110231373B - 一种变压器绕组材质的检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变压器绕组材质的检测方法及检测装置，变压器绕组材质的检测方法执行以下步骤：在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，在待测变压器绕组的末端和地之间获得通过变压器绕组后的衰减信号；将衰减信号经过滤波调理后，送入A/D转换器进行采样，将模拟信号转换为数字信号；对数字信号进行检波、滤波处理；将经过检波、滤波处理的数字信号上传到检测计算机，显示衰减信号的波形或频率响应，并与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质。此方法基于变压器结构进行检测，属于电气参数检测，以铜材质绕制的线圈和以铝材质绕制的线圈的差异明显，易于甄别。

Description

一种变压器绕组材质的检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及变压器检测技术领域，特别涉及一种变压器绕组材质的检测方法及检测装置。

背景技术

配电变压器的质量直接关系着用户用电的安全性及稳定性。近年来，由于铜的价格不断攀升而铝的价格不升反降，而且差价越来越大，再加上铜的比重大于铝的比重，导致以铝为线圈材质的变压器是以铜为线圈材质的变压器的成本的70％-80％，加上企业竞争、低价竟标等原因，部分变压器生产厂家开始使用铝代替铜作为变压器绕组的材质，致使大量“以铝代铜”的变压器进入市场。因为铝在电气、机械和发热等性能方面均不如铜，且铜铝接头焊接困难，存在大量虚焊现象，导致这类“以铝代铜”的变压器事故率远高于铜绕组变压器，损害了消费者利益，用户支付纯铜变压器的费用买回来的却是假冒的铝变压器。

目前对变压器材质的检测方法有两种，一种检测方法是是解体检测法，另一种检测方法是无损检测法。解体检测法虽然检测准确，但缺点是这种方法费时费力，且具有不可逆性，不可能对所有变压器逐一进行破坏性试验。无损检测法主要有电涡流法、绕圈电阻检测法和X射线成像法，其中，电涡流法通过线圈的电感、阻抗等参数的改变来鉴别金属材质，但其缺点是由于油浸式变压器的外壳是金属材质，在磁场中会产生涡流电流，因此只能检测干式变压器，无法检测油浸式变压器，且检测干式变压器时变压器的铁芯和夹件对检测结果会有较大的干扰。绕圈电阻检测法的原理是铜与铝的电阻率随温度变化不同，通过测试不同温度下的直流电阻值，计算电阻率判断材质，这种方法虽然原理清晰，但实际应用时低压线圈电阻为毫欧级，且无法测到绕组内部的真正温度，只能测到线圈表面温度，铜铝电阻率随温度变化的差异很小，以此甄别铜铝绕组很困难。X射线成像法利用X射线在不同材质中的衰减规律来对绕组材质进行判断，检测结果直观，但只能在实验室进行，工程实用性差，且只能检测干式变压器的高压线圈。因此，需要提供一种变压器绕组材质的检测方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种变压器绕组材质的检测方法及检测装置，用以快捷准确地检测变压器绕组材质。

本发明提供了一种变压器绕组材质的检测方法，所述方法执行以下步骤：

步骤1：在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得通过所述变压器绕组后的衰减信号；

步骤2：将所述衰减信号经过滤波调理后，送入A/D转换器进行采样，将经过滤波调理后的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

步骤3：对所述数字信号进行检波、滤波处理；

步骤4：将经过检波、滤波处理的所述数字信号上传到检测计算机，所述检测计算机显示所述经过检波、滤波处理的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

进一步地，所述变压器绕组材质的检测方法是基于铜铝线圈高频等效电路的匝间电容和对地电容不同进行的检测方法。

进一步地，在所述步骤2中，采用信号调理电路对所述衰减信号进行滤波调理。

进一步地，在所述步骤3中，采用DSP数字信号处理器对所述数字信号进行检波、滤波处理。

进一步地，所述检测计算机为检测专用微型计算机。

进一步地，所述检测计算机包括ARM9嵌入式计算机。

进一步地，所述变压器包括干式变压器或油浸式变压器。

进一步地，在所述步骤4中，为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形进行比对时，为使得所述比对存在较高的自动化能力，以及保证比对的准确率，需要对所述衰减信号的波形进行规整化，同时需要计算所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

首先利用下述步骤对所述衰减信号的波形进行规整化；

步骤S101、利用最小二乘法对所述衰减信号的周期函数进行拟合，得到拟合函数f(t),其中t为拟合函数的自变量，为所述衰减信号的时间点，f(t)为所述时间点对应的衰减信号的值，且所述值满足公式(1)；

f(t)＝f(t+KT)

(1)

其中，K为任意正整数，T为所述周期函数的周期；

步骤S102、利用公式(2)计算所述函数的调整系数；

其中，w₁为中间参数，a₀、a_n、b_n为求解所得到的调整系数，

为对函数f(t)求积分值，积分区域为0到T，被积函数是t；

步骤S103、利用公式(3)得到衰减信号的波形进行规整化后的函数；

其中，N为预设的调整函数的个数，取值为大于2的整数，一般选择为5，L(t)为衰减信号的波形进行规整化后的函数，n＝1、2、3……N；

然后，将L(t)利用公式(4)进行分解

A₀＝a₀

A₁＝a₁*cos(1*w₁*t)+b₁*sin(w₁*t)

A_N＝a_N*cos(N*w₁*t)+b_N*sin(w₁*t)

(4)

其中，A₀、A₁……A_N为分解后的N+1个表达式；

同时，将利用最小二乘法对预存在所述检测计算机里的不同材质的波形利用拟合函数进行拟合，得到拟合函数Y(t)_i，其中，Y(t)_i为第i中材质对应的拟合函数；

对于自变量t，在0至T的区间内，按等距离取值1000个，然后计算相应的A₀、A₁……A_N，得到N+1个结果向量B₀、B₁…B_i…B_N,且每个向量中均含有N个值；同时将t带入Y(t)_i，则每种材料得到一个预设标准向量Y_i；

利用公式(5)确定所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

rt_v＝max(r(B₀,Y_v)、r(B₁,Y_v)、r(B₂,Y_v)……r(B_N,Y_v))

(5)

其中，r(B_i,Y_v)为中间向量，B_i,j为向量B_i的第j个值，Y_v,j为第v材料的所述预设标准向量的第j个值，max为取括号内的最大值，rt_v为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的第v种材料的同形率，j＝1、2、3……N，V＝1、2、3……P,P为所述预存在所述检测计算机里的材料的总数；

其中，最大的rt_v对应的预存在所述检测计算机里的材料则为所述衰减信号的波形对应的材料。

本发明实施例提供的一种变压器绕组材质的检测方法，具有以下有益效果：基于变压器结构即铜铝线圈高频等效电路主要参数匝间电容、对地电容的不同进行检测，属于电气参数检测，以铜材质绕制的线圈和以铝材质绕制的线圈的差异明显，易于甄别；而且所测参数不受铁芯、外壳等因素的干扰，所测结果具有唯一性和重复性；另外，检测快捷准确。

本发明还提供一种变压器绕组材质的装置，包括：

波形发生器，设置于待测变压器绕组的首端和地之间，用于在所述待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波；

信号调理电路，设置于所述待测变压器绕组的末端和地之间，用于对在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过所述变压器绕组后的衰减信号进行滤波调理；

A/D转换器，与所述信号调理电路连接，用于对经过所述信号调理电路滤波调理的衰减信号进行采样，将经过所述信号调理电路的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

DSP数字信号处理器，与所述A/D转换器连接，用于对所述数字信号进行检波、滤波处理；和

检测计算机，与所述DSP数字信号处理器连接，用于显示经过所述DSP数字信号处理器的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

进一步地，所述变压器绕组材质的检测装置还包括电源模块，与所述波形发生器、所述A/D转换器、所述DSP数字信号处理器和所述检测计算机连接，用于提供电源。

本发明实施例提供的一种变压器绕组材质的检测装置，具有以下有益效果：基于变压器结构进行检测，属于电气参数检测，以铜材质绕制的线圈和以铝材质绕制的线圈的差异明显，易于甄别；而且所测参数不受铁芯、外壳等因素的干扰，所测结果具有唯一性和重复性；另外，检测快捷准确，检测范围广。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种变压器绕组材质的检测方法的方法流程示意图；

图2为本发明实施例中绕组高频(≥1KHz)的等效电路图；

图3为本发明实施例中一种变压器绕组材质的检测装置的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

现有的检测技术都是基于铜和铝材料属性不同的鉴别，属于材料学检测，很少考虑到变压器的结构。

本发明实施例提供了一种变压器绕组材质的检测方法，如图1所示，所述方法执行以下步骤：

步骤1：在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得通过所述变压器绕组后的衰减信号；

步骤2：将所述衰减信号经过滤波调理后，送入A/D转换器进行采样，将经过滤波调理后的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

步骤3：对所述数字信号进行检波、滤波处理；

步骤4：将经过检波、滤波处理的所述数字信号上传到检测计算机，所述检测计算机显示所述经过检波、滤波处理的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

其中，在所述步骤3中，在上传到所述检测计算机后，还包括对所述数字信号进行数据转换的步骤。

所述A/D转换器将模拟信号转化为数字信号后，便于用软件进行处理。所述A/D转换器的AD采样芯片优选为Σ-Δ型AD采样芯片，所述Σ-Δ型AD采样芯片实现320点每周波的高速采样，从而实现最高8kHz的频带输入，有效位数可做到20位以上，足够确保整个电流量程范围内的数字信号精度，示例性地，所述AD采样芯片的型号为ADS1274/1278。

上述技术方案的工作原理为：所述变压器绕组材质的检测方法是基于铜铝线圈高频等效电路的匝间电容和对地电容不同进行的检测方法。

具体地，以型号为S11-1000/10的变压器为例，其负载损耗标准为10300W，无论线圈材质为铜或铝其损耗都为此值才能满足国家标准，负载损耗公式P＝3I²R，以低压为例铜变压器和铝变压器的电流都为1443A，负载损耗相等的话，电阻值也相等，在75℃时铜的电阻率ρ为0.02135，铝的电阻率ρ为0.0357。根据电阻公式

假设导线的长度相等，在电阻相同的情况下，由于铝的电阻率是铜的1.67倍，那么为了保证阻值相同，铝导线的面积是铜的1.67倍。根据电容公式

可见，无论采取任何措施，铝导线绕制的线圈的匝间电容这一电气参数要明显大于同容量的铜导线绕制的线圈的匝间电容。

图2是绕组高频(≥1KHz)的等效电路图。其中K为匝间电容(线圈每匝之间的电容)，L为每匝绕组电感，C为对地电容，以油浸式变压器低压线圈为例，C是低压线圈对铁芯、高压线圈、油箱的电容。检测时通过在绕组首端A和地M间输入高频的正弦波或脉冲波，在末端X和地N间检测通过变压器绕组后衰减的波形或频率响应，比对已有波形即可判断变压器绕组的材质。

上述技术方案的有益效果为：通过在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，通过变压器绕组后的衰减信号经过一系列处理后，将衰减信号的波形或频率响应与已有的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质，基于变压器结构即铜铝线圈高频等效电路主要参数匝间电容、对地电容的不同进行检测，属于电气参数检测，以铜材质绕制的线圈和以铝材质绕制的线圈的差异明显，易于甄别；而且所测参数不受铁芯、外壳等因素的干扰，所测结果具有唯一性和重复性；另外，检测快捷准确。

在一个实施例中，在所述步骤2中，采用信号调理电路对所述衰减信号进行滤波调理。

上述技术方案的工作原理为：信号调理电路(signal conditioning circuit)是指把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号的电路。所述信号调理电路接收在待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过变压器绕组后的衰减信号，对衰减信号进行滤波调理。优选地，所述信号调理电路为多路模拟信号滤波整形电路。

上述技术方案的有益效果为：所述信号调理电路对衰减信号进行滤波调理，然后送入A/D转换器进行采样。

在一个实施例中，在所述步骤3中，采用DSP数字信号处理器对所述数字信号进行检波、滤波处理。

上述技术方案的工作原理为：所述DSP数字信号处理器接收经A/D转换器转化成的数字信号，然后对衰减信号进行检波、滤波处理，然后送入检测计算机进行进一步处理。具体地，所述DSP处理器包括FLASH单元，并且所述DSP处理器采用ADIBF51系列32位高速定点数字信号处理芯片，处理频率达到400MHZ，所述FLASH单元为16Mbyte以上的高速动态RAM。

上述技术方案的有益效果为：所述DSP数字信号处理器对衰减信号进行检波、滤波处理，然后发送到检测计算机进行进一步处理。

在一个实施例中，所述检测计算机为一台检测专用微型计算机。更进一步地，所述检测计算机为ARM9嵌入式计算机。

上述技术方案的工作原理为：经过所述DSP数字信号处理器检波、滤波处理后的衰减信号通过SPI口传输到所述ARM9嵌入式计算机的AMR9核心处理器中，所述ARM9嵌入式计算机的AMR9核心处理器，接收DSP处理器发送的整体数据，进行数据转换后显示所述衰减信号的波形或频率响应，将衰减信号的波形或频率响应与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质，并将判断结果通过通信单元发送至服务器。

上述技术方案的有益效果为：所述检测专用微型计算机将衰减信号的波形或频率响应与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

在一个实施例中，所述变压器包括干式变压器或油浸式变压器及相对应的有载调压配电变压器。

上述技术方案的工作原理为：所述干式变压器的等级包括SCB型、SGB型、SCBH型、SGBH型，容量在30KVA-2500KVA之间，电压在10KV-35KV之间；所述油浸配电变压器的等级包括S11型、SH11型，容量在30KVA-2500KVA之间，电压在10KV-35KV之间。

上述技术方案的有益效果为：本发明提供的变压器绕组材质的检测方法的检测范围广，适用于多种变压器类型。

在一个实施例中，在所述步骤4中，为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形进行比对时，为使得所述比对存在较高的自动化能力，以及保证比对的准确率，需要对所述衰减信号的波形进行规整化，同时需要计算所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

首先利用下述步骤对所述衰减信号的波形进行规整化；

步骤S101、利用最小二乘法对所述衰减信号的周期函数进行拟合，得到拟合函数f(t),其中t为拟合函数的自变量，为所述衰减信号的时间点，f(t)为所述时间点对应的衰减信号的值，且所述值满足公式(1)；

f(t)＝f(t+KT)

(1)

其中，K为任意正整数，T为所述周期函数的周期；

步骤S102、利用公式(2)计算所述函数的调整系数；

其中，w₁为中间参数，a₀、a_n、b_n为求解所得到的调整系数，

为对函数f(t)求积分值，积分区域为0到T，被积函数是t；

步骤S103、利用公式(3)得到衰减信号的波形进行规整化后的函数；

其中，N为预设的调整函数的个数，取值为大于2的整数，一般选择为5，L(t)为衰减信号的波形进行规整化后的函数，n＝1、2、3……N；

然后，将L(t)利用公式(4)进行分解

A₀＝a₀

A₁＝a₁*cos(1*w₁*t)+b₁*sin(w₁*t)

A_N＝a_N*cos(N*w₁*t)+b_N*sin(w₁*t)

(4)

其中，A₀、A₁……A_N为分解后的N+1个表达式；

同时，将利用最小二乘法对预存在所述检测计算机里的不同材质的波形利用拟合函数进行拟合，得到拟合函数Y(t)_i，其中，Y(t)_i为第i中材质对应的拟合函数；

对于自变量t，在0至T的区间内，按等距离取值1000个，然后计算相应的A₀、A₁……A_N，得到N+1个结果向量B₀、B₁…B_i…B_N,且每个向量中均含有N个值；同时将t带入Y(t)_i，则每种材料得到一个预设标准向量Y_i；

利用公式(5)确定所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

rt_v＝max(r(B₀,Y_v)、r(B₁,Y_v)、r(B₂,Y_v)……r(B_N,Y_v))

(5)

其中，r(B_i,Y_v)为中间向量，B_i,j为向量B_i的第j个值，Y_v,j为第v材料的所述预设标准向量的第j个值，max为取括号内的最大值，rt_v为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的第v种材料的同形率，j＝1、2、3……N，V＝1、2、3……P,P为所述预存在所述检测计算机里的材料的总数；

其中，最大的rt_v对应的预存在所述检测计算机里的材料则为所述衰减信号的波形对应的材料。

利用上述技术，可以使得所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形进行比对时做到智能化比对，极大的提高了比对的工作效率，且所述比对结果存在极高的准确率，同时在比对前，对所述衰减信号的波形进行规整化，可以将所述波形进行标准化，避免环境因素等原因导致的所述波形不标准而影响比对的结果，大幅度的提高了准确率。

本发明实施例还提供了一种变压器绕组材质的检测装置，图3示出了变压器绕组材质的检测装置的原理框图，包括：

波形发生器301，设置于待测变压器绕组的首端和地之间，用于在所述待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波；

信号调理电路302，设置于所述待测变压器绕组的末端和地之间，用于对在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过所述变压器绕组后的衰减信号进行滤波调理；

A/D转换器303，与所述信号调理电路连接，用于对经过所述信号调理电路滤波调理的衰减信号进行采样，将经过所述信号调理电路302的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

DSP数字信号处理器304，与所述A/D转换器连接，用于对所述数字信号进行检波、滤波处理；和

检测计算机305，与所述DSP数字信号处理器连接，用于显示经过所述DSP数字信号处理器304的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

其中，所述信号调理电路302接收在待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过变压器绕组后的衰减信号，对衰减信号进行滤波调理。优选地，所述信号调理电路为多路模拟信号滤波整形电路。

所述A/D转换器303接收信号调理电路302进行滤波调理后的衰减信号，将模拟信号转化为数字信号后，便于用软件进行处理。所述A/D转换器的AD采样芯片优选为Σ-Δ型AD采样芯片，所述Σ-Δ型AD采样芯片实现320点每周波的高速采样，从而实现最高8kHz的频带输入，有效位数可做到20位以上，足够确保整个电流量程范围内的数字信号精度，示例性地，所述AD采样芯片的型号为ADS1274/1278。

所述DSP数字信号处理器304接收经A/D转换器303转化成的数字信号，然后对衰减信号进行检波、滤波处理，然后送入检测计算机305进行进一步处理。具体地，所述DSP数字信号处理器304包括FLASH单元，并且所述DSP数字信号处理器采用ADIBF51系列32位高速定点数字信号处理芯片，处理频率达到400MHZ，所述FLASH单元为16Mbyte以上的高速动态RAM。

上述技术方案的工作原理为：波形发生器301在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波；信号调理电路302对在待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过变压器绕组后的衰减信号进行滤波调理；A/D转换器303对经过信号调理电路滤波调理的衰减信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号；DSP数字信号处理器304对数字信号进行检波、滤波处理；检测计算机305显示衰减信号的波形或频率响应，并将其与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质。

上述技术方案的有益效果为：通过在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，通过变压器绕组后的衰减信号经过一系列处理后，将衰减信号的波形或频率响应与已有的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质，基于变压器结构即铜铝线圈高频等效电路主要参数匝间电容、对地电容的不同进行检测，属于电气参数检测，以铜材质绕制的线圈和以铝材质绕制的线圈的差异明显，易于甄别；而且所测参数不受铁芯、外壳等因素的干扰，所测结果具有唯一性和重复性；另外，检测快捷准确。

在一个实施例中，所述变压器绕组材质的检测装置还包括电源模块306，与所述波形发生器301、所述A/D转换器303、所述DSP数字信号处理器304和所述检测计算机305连接，用于提供电源。

上述技术方案的工作原理为：所述电源模块306为可控直流电源，采用蓄电池。

上述技术方案的有益效果为：电源模块为检测装置的各个电子设备提供电源。

在一个实施例中，所述检测计算机305为一台检测专用微型计算机。更进一步地，所述检测计算机为ARM9嵌入式计算机。

上述技术方案的工作原理为：如图3所示，所述ARM9嵌入式计算机包括ARM9核心处理器、键盘3051、屏幕3052、通信接口3053、三色分选提示单元3054、通信编辑窗口3055。

所述ARM9核心处理器将衰减信号的波形或频率响应与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质。所述ARM9核心处理器包括实时时钟3056和存储单元3057，所述存储单元为NANDFLASH，所述实时时钟提供高精度计时，同时与服务器进行校时，向ARM9核心处理器发送时间信号，ARM9核心处理器将时间信号与DSP数字信号处理器发送的整体数据进行时间匹配；所述NANDFLASH存储ARM9核心处理器处理的数据，将NANDFLASH存储的数据通过文件的形式上传至服务器。经AARM9核心处理器处理的数据，采用我国目前广泛使用的2G/3G/4G移动通信网络，上传到服务器，保证系统的运行可靠性。

所述屏幕3052用于显示衰减信号的波形或频率响应，所述屏幕为薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor，TFT)屏幕。

所述通信接口3053用于在检测计算机与检测计算机之间或检测计算机与终端设备之间进行信息传递。

所述三色分选提示单元3054用于向用户提示变压器绕组的材质的结果，若判断变压器绕组的材质为铝，则显示为绿色；若判断变压器绕组的材质不为铝，例如为铜，则显示为红色；若判断变压器绕组的材质处于两种材质的临界，则显示为黄色，由用户自己根据实际情况判断。

所述通信编辑窗口3055用于实现所述检测计算机305和所述DSP数字信号处理器304之间的通信编辑。

上述技术方案的有益效果为：检测专用微型计算机可以显示衰减信号的波形或频率响应，并将衰减信号的波形或频率响应与预存在检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断变压器绕组的材质。

在一个实施例中，所述变压器包括干式变压器或油浸式变压器及相对应的有载调压配电变压器。

上述技术方案的工作原理为：所述干式变压器的等级包括SCB型、SGB型、SCBH型、SGBH型，容量在30KVA-2500KVA之间，电压在10KV-35KV之间；所述油浸配电变压器的等级包括S11型、SH11型，容量在30KVA-2500KVA之间，电压在10KV-35KV之间。

上述技术方案的有益效果为：本发明提供的变压器绕组材质的检测装置的检测范围广，适用于多种变压器类型。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：

步骤1：在待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波，在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得通过所述变压器绕组后的衰减信号；

步骤2：将所述衰减信号经过滤波调理后，送入A/D转换器进行采样，将经过滤波调理后的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

步骤3：对所述数字信号进行检波、滤波处理；

步骤4：将经过检波、滤波处理的所述数字信号上传到检测计算机，所述检测计算机显示所述经过检波、滤波处理的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

2.如权利要求1所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，所述变压器绕组材质的检测方法是基于铜铝线圈高频等效电路的匝间电容和对地电容不同进行的检测方法。

3.如权利要求1所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，在所述步骤2中，采用信号调理电路对所述衰减信号进行滤波调理。

4.如权利要求1所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，在所述步骤3中，采用DSP数字信号处理器对所述数字信号进行检波、滤波处理。

5.如权利要求4所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，所述检测计算机为检测专用微型计算机。

6.如权利要求5所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，所述检测计算机包括ARM9嵌入式计算机。

7.如权利要求1所述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，所述变压器包括干式变压器或油浸式变压器。

8.如权利要求1所 述的变压器绕组材质的检测方法，其特征在于，在所述步骤4中，为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形进行比对时，为使得所述比对存在较高的自动化能力，以及保证比对的准确率，需要对所述衰减信号的波形进行规整化，同时需要计算所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

首先利用下述步骤对所述衰减信号的波形进行规整化；

步骤S101、利用最小二乘法对所述衰减信号的周期函数进行拟合，得到拟合函数f(t),其中t为拟合函数的自变量，为所述衰减信号的时间点，f(t)为所述时间点对应的衰减信号的值，且所述值满足公式(1)；

f(t)＝f(t+KT)

(1)

其中，K为任意正整数，T为所述周期函数的周期；

步骤S102、利用公式(2)计算所述函数的调整系数；

其中，w₁为中间参数，a₀、a_n、b_n为求解所得到的调整系数，

为对函数f(t)求积分值，积分区域为0到T，被积函数是t；

步骤S103、利用公式(3)得到衰减信号的波形进行规整化后的函数；

其中，N为预设的调整函数的个数，取值为大于2的整数，选择为5，L(t)为衰减信号的波形进行规整化后的函数，n＝1、2、3……N；

然后，将L(t)利用公式(4)进行分解

其中，A₀、A₁……A_N为分解后的N+1个表达式；

同时，将利用最小二乘法对预存在所述检测计算机里的不同材质的波形利用拟合函数进行拟合，得到拟合函数Y(t)_i，其中，Y(t)_i为第i中材质对应的拟合函数；

对于自变量t，在0至T的区间内，按等距离取值1000个，然后计算相应的A₀、A₁……A_N，得到N+1个结果向量B₀、B₁…B_i…B_N，且每个向量中均含有N个值；同时将t带入Y(t)_i，则每种材料得到一个预设标准向量Y_i；

利用公式(5)确定所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形的同形率；

其中，r(B_i,Y_v)为中间向量，B_i,j为向量B_i的第j个值，Y_v,j为第v材料的所述预设标准向量的第j个值，max为取括号内的最大值，rt_v为所述衰减信号的波形与预存在所述检测计算机里的第v种材料的同形率，j＝1、2、3……N，V＝1、2、3……P,P为所述预存在所述检测计算机里的材料的总数；

其中，最大的rt_v对应的预存在所述检测计算机里的材料则为所述衰减信号的波形对应的材料。

9.一种变压器绕组材质的检测装置，其特征在于，包括：

波形发生器，设置于待测变压器绕组的首端和地之间，用于在所述待测变压器绕组的首端和地之间输入高频的正弦波或脉冲波；

信号调理电路，设置于所述待测变压器绕组的末端和地之间，用于对在所述待测变压器绕组的末端和地之间获得的通过所述变压器绕组后的衰减信号进行滤波调理；

A/D转换器，与所述信号调理电路连接，用于对经过所述信号调理电路滤波调理的衰减信号进行采样，将经过所述信号调理电路的所述衰减信号的模拟信号转换为数字信号；

DSP数字信号处理器，与所述A/D转换器连接，用于对所述数字信号进行检波、滤波处理；和

检测计算机，与所述DSP数字信号处理器连接，用于显示经过所述DSP数字信号处理器的所述数字信号，作为所述衰减信号的波形或频率响应，并将所述衰减信号的波形或频率响应与预存在所述检测计算机里的不同材质的波形或频率响应进行比对，判断所述变压器绕组的材质。

10.如权利要求9所述的变压器绕组材质的检测装置，其特征在于，所述变压器绕组材质的检测装置还包括电源模块，与所述波形发生器、所述A/D转换器、所述DSP数字信号处理器和所述检测计算机连接，用于提供电源。

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