CN114252805A - 一种变压器绕组变形无线校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器绕组变形无线校验装置，包括主机及副机，副机与变压器绕组端子两端连接；副机设有数据采集单元及副机无线通信单元；主机设有主机无线通信单元、信号调理单元、同步时钟单元、数据运算处理单元及显示单元；数据采集单元用于采集施加变频电压后的信号，并将采集到的信号通过副机无线通信单元及主机无线通信单元传输至主机；数据运算处理单元用于在同步时钟单元触发同步脉冲的同一时刻对采样序列进行分析比较得到被检变压器绕组频率图谱；显示单元用于显示被检变压器绕组频率图谱。本发明极大了减少了变压器绕组变形现场校验接线复杂的缺陷，简化了操作，克服了现场检测中因空间距离远带来的弊端，保证了测试的准确性和安全性。

Description

一种变压器绕组变形无线校验装置

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种变压器绕组变形无线校验装置。

背景技术

电力变压器作为传输电能的主要电气设备，其运行状况的良好与否关系到电网的稳定和可靠。引起电力变压器故障及事故的原因多种多样，如人员操作失误、负载量突变和绝缘受潮等都有可能造成变压器的停运。其中，由于内部结构的特殊性，短路冲击对电力变压器的破坏最为严重。变压器绕组作为变压器的最重要的组成部分，本身绕组具有良好的机械性能，然而短路冲击会造成变压器绕组发生变形。目前，国内外有电容量变化法、直流电阻法、短路阻抗法、低压脉冲法、频率响应法等来检测变压器绕组变形的情况，并给出相应的判断标准。这些方法的缺点如下：

电容量变化法，可对变压器整体状态进行评估，但对轻微变形灵敏度低，无法定位；直流电阻法可对匝间短路和短路故障进行定位，但对福向和轴向位移故障无能为力；短路阻抗法对轻微变形灵敏度低；低压脉冲法易受干扰，测试重复性差；频率响应法利用频响法判断变压器绕组状态十分常用，但是该方法存在现场接线复杂，引线长干扰大，工作时间长、效率低，难以满足电流互感器大批量、高效率现场校验的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器绕组变形无线校验装置，以解决现场变压器绕组变形校验接线复杂且线路较长的问题，减少现场误接线的机率。

本发明提供了一种变压器绕组变形无线校验装置，包括主机及副机，所述副机与变压器绕组端子两端连接，用于向变压器绕组端子两端施加间断性并具有特征的变频电压；

所述副机设有数据采集单元及副机无线通信单元；

所述主机设有主机无线通信单元、信号调理单元、同步时钟单元、数据运算处理单元及显示单元；

所述数据采集单元用于采集施加变频电压后的信号，并将采集到的信号通过副机无线通信单元及主机无线通信单元传输至所述主机；

所述信号调理单元用于经接收到的信号调理成小电压信号输入标准A/D，并将标准A/D转换的采样序列输入至所述数据运算处理单元；

所述数据运算处理单元用于在所述同步时钟单元触发同步脉冲的同一时刻对采样序列进行分析比较得到被检变压器绕组频率图谱；

所述显示单元用于显示被检变压器绕组频率图谱。

进一步地，所述同步时钟单元秒脉冲时间范围为1s±20ns。

进一步地，所述数据运算处理单元对获取的数据进行降维处理得到有效的数据，再经过全频零相位滤波，滤除谐波和噪声，最后经过快速傅里叶变换得到处理后的数据。

进一步地，所述数据运算处理单元对输入的数字信号采用IIR滤波器滤波，滤波后产生一个角度的相位偏移，进行时域反序，再次采用IIR滤波器滤波，进行第二次时域反序，抵了第一次滤波产生的相位偏移，产生一个相位响应在全频范围内为0度的零相位滤波器，消除IIR滤波器的非线性相位效应。

借由上述方案，通过变压器绕组变形无线校验装置，极大了减少了变压器绕组变形现场校验接线复杂的缺陷，简化了操作，克服了现场检测中因空间距离远带来的弊端，保证了测试的准确性和安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明一实施例中变压器绕组变形无线测试图；

图2是本发明一实施例中主机及副机的结构框图；

图3是本发明一实施例中主、副机信息交互流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1至图3所示，本实施例提供了一种变压器绕组变形无线校验装置，包括主机及副机，副机与变压器绕组端子两端连接，用于向变压器绕组端子两端施加间断性并具有特征的变频电压；

副机设有数据采集单元11及副机无线通信单元12；

主机设有主机无线通信单元21、信号调理单元22、同步时钟单元23、数据运算处理单元24及显示单元25；

数据采集单元11用于采集施加变频电压后的信号，并将采集到的信号通过副机无线通信单元12及主机无线通信单元21传输至主机；

信号调理单元22用于经接收到的信号调理成小电压信号输入标准A/D，并将标准A/D转换的采样序列输入至数据运算处理单元24；

数据运算处理单元用于在同步时钟单元23触发同步脉冲的同一时刻对采样序列进行分析比较得到被检变压器绕组频率图谱；测量时要求测试点覆盖标准要求的低频、中频和高频区域。同步时钟单元23可产生秒脉冲触发信号，用来同步主机和副机的标准A/D，实现对标准信号的同步采集。秒脉冲时间范围1s±20ns，精确的秒脉冲信号可以防止同步信号持续发送带来的累积误差，可以精准测量变压器绕组变频信息。

显示单元25用于显示被检变压器绕组频率图谱。

在本实施例中，数据运算处理单元24对获取的数据进行降维处理得到有效的数据，再经过全频零相位滤波，滤除谐波和噪声，最后经过快速傅里叶变换得到处理后的数据。通过数据降维处理能够大大减轻了工控机的运算量，缩短了处理时间。

考虑到变电站或升压站复杂的电磁场环境以及信号经过A/D采样后可能包含有高次谐波信号和噪声，必须对输入信号进行抗干扰处理。抗干扰措施主要有两个方面，一是采用工业计算机(工控机)、部分环节屏蔽处理、系统接地、采集回路设计低通滤波器；二是设计数字滤波器滤波。本实施例采用IIR滤波器，是鉴于IIR滤波器有比FIR滤波器抽头更长的冲击效应，IIR滤波器能比FIR滤波器更好的滤波，但IIR是非线性相位滤波器，IIR滤波器同FIR滤波器一样会带来周期信号的相位偏移。对此，本实施例采用零相位滤波器，对输入的数字信号采用IIR滤波器滤波，滤波后产生一个角度的相位偏移，进行时域反序，再次采用IIR滤波器滤波，进行第二次时域反序，抵了第一次滤波产生的相位偏移，产生一个相位响应在全频范围内为0度的零相位滤波器，消除IIR滤波器的非线性相位效应。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种变压器绕组变形无线校验装置，其特征在于，包括主机及副机，所述副机与变压器绕组端子两端连接，用于向变压器绕组端子两端施加间断性并具有特征的变频电压；

所述副机设有数据采集单元及副机无线通信单元；

所述主机设有主机无线通信单元、信号调理单元、同步时钟单元、数据运算处理单元及显示单元；

所述数据采集单元用于采集施加变频电压后的信号，并将采集到的信号通过副机无线通信单元及主机无线通信单元传输至所述主机；

所述信号调理单元用于经接收到的信号调理成小电压信号输入标准A/D，并将标准A/D转换的采样序列输入至所述数据运算处理单元；

所述数据运算处理单元用于在所述同步时钟单元触发同步脉冲的同一时刻对采样序列进行分析比较得到被检变压器绕组频率图谱；

所述显示单元用于显示被检变压器绕组频率图谱。

2.根据权利要求1所述的变压器绕组变形无线校验装置，其特征在于，所述同步时钟单元秒脉冲时间范围为1s±20ns。

3.根据权利要求2所述的变压器绕组变形无线校验装置，其特征在于，所述数据运算处理单元对获取的数据进行降维处理得到有效的数据，再经过全频零相位滤波，滤除谐波和噪声，最后经过快速傅里叶变换得到处理后的数据。

4.根据权利要求3所述的变压器绕组变形无线校验装置，其特征在于，所述数据运算处理单元对输入的数字信号采用IIR滤波器滤波，滤波后产生一个角度的相位偏移，进行时域反序，再次采用IIR滤波器滤波，进行第二次时域反序，抵了第一次滤波产生的相位偏移，产生一个相位响应在全频范围内为0度的零相位滤波器，消除IIR滤波器的非线性相位效应。

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