CN111458662A - 一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法，所述系统包括：上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；上位机指令模块根据用户需求转化为上位机指令；通过无线通讯方式将所述上位机指令发送至下位机检测单元；下位机检测单元与所述待检测变压器绕组负载相连，所述下位机检测单元具有检测运算功能，对负载输出信号的采集和计算，并上传至上位机进行检测分析；所述系统及方法避免了长距离接线、避免现有技术检测准确性及一致性偏低、检测效率偏低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法。
背景技术
电力变压器是电力系统的关键核心设备，且在电网系统中设备装用量巨大，其运行可靠性直接关系到电力系统的供电安全。然而近年来，变压器绕组变形故障频发，位居变压器故障首位，据不完全统计，变压器绕组变形故障占变压器全部故障的33.8％。频繁的变压器绕组变形故障导致了极大的设备可靠性的担忧，尤其随着电力系统规模越来越大，容量越来越高，系统短路电流水平逐年提升，变压器绕组变形故障隐患更加突出，系统短路后，如何快速有效地检测出变压器是否发生绕组变形，避免变压器故障损毁，已经成为运维单位重点关注的问题，亟需解决。
频率响应法是目前公认的检测绕组变形最为有效的技术手段，在变压器绕组变形离线检测方面取得了良好的应用效果。但是现有对频响法的应用，存在以下问题：
(1)检测准确性及一致性偏低。现有技术信号发生及采集点距离被测变压器测试点距离过大，通常为10米～20米的空间距离，二者之间通过长同轴线连接，同轴线屏蔽层通过长距离接地线与接地点连接。由于高频信号在长距离传输线中传播时受到空间耦合干扰的影响较大，导致测量到的高频信号衰减、畸变严重，影响计算结果的准确性。同时，现场接线环境较为复杂，针对相同试品的每次检测难以保证信号连线的走向、位置完全一致，每次测试中杂散参数对检测结果的作用不同，导致测试一致性偏低。
(2)检测效率偏低。现有技术检测时需要用到大量长距离线缆及供电系统，系统结构复杂且接线繁琐，导致检测过程中接线、拆线耗时过多，严重降低检测效率。
(3)检测范围难以扩展。现有检测技术将算法集中在上位机，检测电路集中在下位机，算法与检测电路分离，原始检测数据必须全部上传至上位机进行统一运算。这种模式导致检测数据冗余度过高，单机检测范围难以扩展。
发明内容
为了解决背景技术存在的现有检测方法及装置在现场应用中存在接线繁琐、检测准确度及一致性偏低、检测效率低下等问题，本发明提供了一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法，所述系统及方法通过无线网络实现现场检测装置与上位机控制单元进行交互，将检测运算下沉至硬件检测电路中，使信号采集、数据处理和计算均在现场实现，所述一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统包括：
上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；
所述上位机指令模块用于接收用户的控制要求信息，并转化为预设的上位机指令；所述上位机指令单元与所述上位机无线通讯模块相连；所述上位机指令模块通过所述上位机无线通讯模块将所述上位机指令发送至下位机检测单元；所述上位机指令包括扫频信号信息；
所述上位机无线通讯模块以及所述下位机无线通讯模块用于通过预设的无线通讯协议建立通讯通道进行数据传输；
所述扫频信号发生模块的输出端与待检测变压器绕组负载的输入端相连；所述信号处理模块的输入端与所述待检测变压器绕组负载的输出端相连；
所述扫频信号发生模块通过所述下位机无线通讯模块获得上位机指令中的扫频信号信息，根据所述扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
所述信号处理模块具有两个输入端，分别与所述待检测变压器绕组负载的两路输出端相连；
所述信号处理模块用于根据预设规则对所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号进行预处理，并将所述预处理后的两路所述输出信号传输至所述信号计算模块的输入端；
所述信号计算模块用于根据所述两路输入信号以及预设规则计算获得检测参数，并将所述检测参数通过所述下位机无线通讯模块上传至所述上位机控制单元；
所述上位机控制单元用于根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
进一步的，所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
进一步的，所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
所述上位机指令模块用于根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；
所述扫频信号发生模块根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
进一步的，所述信号处理模块包括带通滤波子模块以及AD采集子模块；
所述带通滤波子模块用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
所述AD采集子模块用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
进一步的，所述上位机指令包括滤波控制信息；所述带通滤波子模块用于根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号传输至AD采集子模块。
进一步的，所述信号处理模块还包括量程调整子模块；
所述量程调整子模块用于根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
进一步的，所述信号计算模块计算所述的所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
进一步的，所述下位机检测单元还包括存储模块以及进程控制模块；
所述存储模块用于将所述信号计算模块计算得到的检测参数以及当前频率进行关联存储；
所述进程控制模块用于根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储模块中存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元；
所述进程控制模块用于在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令；
所述上位机控制单元接收到代表扫频结束的进程指令后，接收多组检查参数。
所述一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算方法包括：
接收用户的控制要求信息，并生成上位机指令；所述上位机指令包括扫频信号信息；
通过无线通讯方法将所述上位机指令传输至下位机检测单元；通过所述上位机指令的扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
采集所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号；
根据所述预处理后的两路输出信号计算获得以及预设规则计算获得检测参数；
通过无线通讯方法将所述检测参数上传至上位机控制单元；根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
进一步的，所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
进一步的，根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
进一步的，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号，包括：
所述带通滤波子模块用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
所述AD采集子模块用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
进一步的，对所述两路输出信号进行预处理，还包括：
所述上位机指令包括滤波控制信息；
根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号代替滤波后的两路输出信号。
进一步的，根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
进一步的，所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
进一步的，将所述信号计算模块计算得到的检测参数以及当前频率进行关联存储；
根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储模块中存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元；
在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法，所述系统及方法通过无线网络实现现场检测装置与上位机控制单元进行交互，将检测运算下沉至硬件检测电路中，使信号采集、数据处理和计算均在现场实现；所述系统及方法避免了长距离接线、避免现有技术检测准确性及一致性偏低、检测效率偏低的问题，同时能够组建一个上位机与多个下位机构成的边缘计算网络，极大扩展检测范围。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明具体实施方式的一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统的结构图；
图2为本发明具体实施方式的一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本发明具体实施方式的一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统的结构图；如图1所示，所述系统包括：
上位机控制单元110以及下位机检测单元120；所述上位机控制单元 110包括上位机指令模块111以及上位机无线通讯模块112；所述下位机检测单元120包括下位机无线通讯模块121、扫频信号发生模块122、信号处理模块123以及信号计算模块124；
为了避免因信号有线传输距离过大而导致的信号衰减畸变问题，通过上位机与下位机的无线通讯方式，保证信号的准确性；本实施例中，通过将所述下位机检测单元120与待检测变压器绕组负载相连，并通过无线通讯方式与上位机实现信息交互，解决了现有技术的检测准确性问题。
所述上位机指令模块111用于接收用户的控制要求信息，并转化为预设的上位机指令；所述上位机指令单元与所述上位机无线通讯模块112相连；所述上位机指令模块111通过所述上位机无线通讯模块112将所述上位机指令发送至下位机检测单元120；所述上位机指令包括扫频信号信息；
本实施例中，所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述上位机指令还包括括滤波控制信息；
指令格式可以为：
VPP＝XX,BP＝T(F),F1＝XXXX.X,F2＝XXXX.X,N＝XXXX,SM＝LIN(LOG )
其中：
1)VPP为输出正弦信号峰峰值，单位:V，05V～20V可调，精度：1V；
2)F1为起始频率，单位：kHz，0.1kHz～2000kHz可调；
3)F2为截止频率，单位：kHz，0.1kHz～2000kHz可调；
4)N为扫频点数，单位：个。
5)SM为扫频方式，包括线性扫频方式和对数扫频方式两种，SM＝LIN 为线性扫频，SM＝LOG为对数扫频。
6)BP为带通滤波功能，BP＝T则带通滤波开启，BP＝F则带通滤波关闭，默认为关闭；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定，即用户只能输入预设区间内的参数生成上位机指令。
所述上位机指令模块111用于根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；
所述扫频信号发生模块122根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
例如：f1＝1,f2＝10,N＝10,线性扫频数组为：(1，2，3，4，5，6，7，8， 9，10)kHz；对数扫频数组为：(1，1.3，1.7，2.2，2.8，3.6，4.6，6.0， 7.7，10.0)kHz。
所述上位机无线通讯模块112以及所述下位机无线通讯模块121用于通过预设的无线通讯协议建立通讯通道进行数据传输；
所述扫频信号发生模块122的输出端与待检测变压器绕组负载的输入端相连；所述信号处理模块123的输入端与所述待检测变压器绕组负载的输出端相连；
所述扫频信号发生模块122通过所述下位机无线通讯模块121获得上位机指令中的扫频信号信息，根据所述扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
本实施例中，所述扫频信号发生模块122用于根据所述频率数组逐频点发生正弦扫频信号，发出信号进入负载网络。正弦信号的参数为：频率范围100Hz-2MHz；扫频步长500Hz，各频点精度应不大于0.01％；空载电压峰-峰值：1Vpp～20Vpp可调，步长1Vpp，各频点电压峰峰值与预设值之间的绝对误差不大于预设电压峰峰值的1％；输出阻抗50Ω。
所述信号处理模块123具有两个输入端，分别与所述待检测变压器绕组负载的两路输出端相连；
所述信号处理模块123用于根据预设规则对所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号进行预处理，并将所述预处理后的两路所述输出信号传输至所述信号计算模块的输入端；
本实施例中，所述信号处理模块123包括带通滤波子模块1231以及 AD采集子模块1232；
所述带通滤波子模块1231用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
所述AD采集子模块1232用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
本实施例中，所述AD采集子模块1232的主要参数可以为：
1)采样率1MS/s、20MS/s自动调节。
2)分辨率：12bit。
3)采样存储深度：1kHz～2MHz正弦信号单次采样4周期。
4)触发方式：无触发，收到指令后自动采集。
5)耦合方式：AC。
进一步的，所述上位机指令包括滤波控制信息；所述带通滤波子模块 1231用于根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号传输至AD采集子模块1232。
如上例所示，BP为带通滤波功能，BP＝T则带通滤波开启，BP＝F则带通滤波关闭，默认为关闭；
进一步的，所述信号处理模块123还包括量程调整子模块1233；
所述量程调整子模块1233用于根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
所述信号计算模块124用于根据所述两路输入信号以及预设规则计算获得检测参数，并将所述检测参数通过所述下位机无线通讯模块121上传至所述上位机控制单元110；
所述信号计算模块124计算所述的所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
所述上位机控制单元110用于根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
进一步的，所述下位机检测单元120还包括存储模块125以及进程控制模块126；
所述存储模块125用于将所述信号计算模块124计算得到的检测参数以及当前频率进行关联存储；
所述进程控制模块126用于根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储模块125中存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元110；
所述进程控制模块126用于在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令；
本实施例中，所述进程指令可以为三种：
1)无。下位机正常执行流程
2)STOP＝F。下位机上传当前频率，上传格式为F＝XXXX.X
3)STOP＝T。扫频过程结束，下位机进入休眠模式；
本实施例中。在判断达到所述截止频率后，所述上位机控制单元110 接收到代表扫频结束的进程指令后，接收多组检查参数。具体的：
将内存中存储的各频点H、C上传至上位机，上传结束后清空内存。上传指令为：READ BUFFER，下位机上传的数据格式为H1,H2,H3……Hn； C1,C2,C3……Cn；-T(F)(H1,H2,H3……Hn为各频点幅频计算结果。 C1,C2,C3……Cn为各频点的相频计算结果。-T(F)为校验码，若各频点信号均不超过最大量程，则校验码为T；若有部分频点信号超过最大量程，则校验码为F)。若扫频过程未结束，执行下一个频点信号的发生、采集、计算及存储操作，该过程中若上位机给定：READ BUFFER，则返回空数据。
图2为本发明具体实施方式的一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算方法的流程图。如图2所示，所述方法包括：
步骤210，接收用户的控制要求信息，并生成上位机指令；所述上位机指令包括扫频信号信息；
进一步的，所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
进一步的，根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
步骤220，通过无线通讯方法将所述上位机指令传输至下位机检测单元；通过所述上位机指令的扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
步骤230，采集所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号；
进一步的，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号，包括：
将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
进一步的，对所述两路输出信号进行预处理，还包括：
所述上位机指令包括滤波控制信息；
根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号代替滤波后的两路输出信号。
进一步的，根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
步骤240，根据所述预处理后的两路输出信号计算获得以及预设规则计算获得检测参数；
进一步的，所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
步骤250，通过无线通讯方法将所述检测参数上传至上位机控制单元；根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
进一步的，将所述检测参数以及当前频率进行关联存储；
根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元；
在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (16)
1.一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统，其特征在于，所述系统包括：
上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；
所述上位机指令模块用于接收用户的控制要求信息，并转化为预设的上位机指令；所述上位机指令单元与所述上位机无线通讯模块相连；所述上位机指令模块通过所述上位机无线通讯模块将所述上位机指令发送至下位机检测单元；所述上位机指令包括扫频信号信息；
所述上位机无线通讯模块以及所述下位机无线通讯模块用于通过预设的无线通讯协议建立通讯通道进行数据传输；
所述扫频信号发生模块的输出端与待检测变压器绕组负载的输入端相连；所述信号处理模块的输入端与所述待检测变压器绕组负载的输出端相连；
所述扫频信号发生模块通过所述下位机无线通讯模块获得上位机指令中的扫频信号信息，根据所述扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
所述信号处理模块具有两个输入端，分别与所述待检测变压器绕组负载的两路输出端相连；
所述信号处理模块用于根据预设规则对所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号进行预处理，并将所述预处理后的两路所述输出信号传输至所述信号计算模块的输入端；
所述信号计算模块用于根据所述两路输入信号以及预设规则计算获得检测参数，并将所述检测参数通过所述下位机无线通讯模块上传至所述上位机控制单元；
所述上位机控制单元用于根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
所述上位机指令模块用于根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；
所述扫频信号发生模块根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信号处理模块包括带通滤波子模块以及AD采集子模块；
所述带通滤波子模块用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
所述AD采集子模块用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述上位机指令包括滤波控制信息；所述带通滤波子模块用于根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号传输至AD采集子模块。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括量程调整子模块；
所述量程调整子模块用于根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信号计算模块计算所述的所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述下位机检测单元还包括存储模块以及进程控制模块；
所述存储模块用于将所述信号计算模块计算得到的检测参数以及当前频率进行关联存储；
所述进程控制模块用于根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储模块中存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元；
所述进程控制模块用于在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令；
所述上位机控制单元接收到代表扫频结束的进程指令后，接收多组检查参数。
9.一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算方法，其特征在于，所述方法包括：
接收用户的控制要求信息，并生成上位机指令；所述上位机指令包括扫频信号信息；
通过无线通讯方法将所述上位机指令传输至下位机检测单元；通过所述上位机指令的扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
采集所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号；
根据所述预处理后的两路输出信号计算获得以及预设规则计算获得检测参数；
通过无线通讯方法将所述检测参数上传至上位机控制单元；根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2…N-1。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，对所述两路输出信号进行预处理，获得预处理后的两路输出信号，包括：
所述带通滤波子模块用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
所述AD采集子模块用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述两路输出信号进行预处理，还包括：
所述上位机指令包括滤波控制信息；
根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号代替滤波后的两路输出信号。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
所述幅频参数H的计算公式为：
H＝20lg(V2/V1)
所述相频参数C的计算公式为：
C＝θ2-θ1
其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
将所述信号计算模块计算得到的检测参数以及当前频率进行关联存储；
根据当前频率以及扫频截止频率判断扫频过程是否结束；当判断所述扫频过程结束时，将所述存储模块中存储的多组检测参数一并上传至上位机控制单元；
在计算获得每一组检测参数后生成进程指令；当所述扫频过程未结束时，所述进程指令包括当前频率值；当所述扫频过程结束时，所述进程指令为预设的代表扫频结束的进程指令。
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|---|---|---|---|
| CN202010236222.9A CN111458662A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202010236222.9A CN111458662A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统及方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111856343A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-10-30 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质 |
| CN114252805A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-29 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种变压器绕组变形无线校验装置 |
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2020
- 2020-03-30 CN CN202010236222.9A patent/CN111458662A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111856343A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-10-30 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质 |
| CN111856343B (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器绕组变形分析方法、装置、设备和存储介质 |
| CN114252805A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-29 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种变压器绕组变形无线校验装置 |
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