CN116449252A - 一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法，属于变压器铁心多点接地故障诊断技术领域；解决了变压器铁心多点接地故障无法在线定位的问题；包括变压器铁心、单片机、检测单元、补偿单元、信号处理单元、脉冲输出单元、过电流保护单元，从变压器铁心上部引出铁心单点接地点，铁心单点接地点通过导线并联检测单元和补偿单元后，再串联脉冲输出单元、过电流保护单元后接地，补偿单元通过单片机上的基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路原有的悬浮电位，并通过单片机对变压器铁心多点接地回路施加工频电压从而计算得到回路阻抗；本发明应用于变压器铁心多点接地故障在线定位。
Description
技术领域
本发明提供了一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法，属于变压器铁心多点接地故障诊断技术领域。
背景技术
变压器是电力系统最重要的设备之一，其运行状态直接关系到电力系统的安全稳定。变压器铁心必须单点接地否则会产生悬浮电位，但变压器铁心若发生多点接地，便会形成环路，在主漏磁电磁感应下产生环流，运行时易导致变压器损坏，引发停电事件，造成重大经济损失。常见的变压器铁心多点接地故障一般是通过现场施工遗落的金属异物或者长时间运行的变压器油中的导电杂质堆积造成铁心与外壳或者夹件短路形成的。
变压器铁心发生不同位置多点接地故障时，环流路径长度不同，相应的环路阻抗也会有很大差异。由于在变压器运行过程中铁心存在悬浮电压，目前还没有针对铁心多点接地环路阻抗带电检测方法，环流路径也无法确定，变压器铁心多点接地故障一般在停电状态下通过人工内检确定，耗费大量人力物力，目前亟需一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法来提升停电检修效率。
中国专利申请CN115811035A公开了变压器铁心多点接地电流最优限流阻抗选取装置及方法，通过电压传感器检测环路悬浮电压，DSP处理器控制可控混频电源输出各次谐波电压，使回路中变压器铁心接地各次谐波电流补偿为0。但由于电压传感器检测处理再控制可控混频电源输出相应的补偿电压存在一定的滞后时间，缺少相应的相位跟踪算法，难以实现回路全补偿。
中国专利申请CN106680650A公开了一种变压器铁心多点接地故障的试验装置，通过模拟变压器铁心不同位置多点接地故障，得到变压器铁心不同位置多点接地下环流变化规律，以此来间接大致判断发生多点接地位置。但模拟装置无法复现变电站复杂电磁场环境，由模拟装置产生的环流变化规律无法表征实际现场周围空间漏磁场感应产生的环流，无法实现现场铁心多点接地定位。
发明内容
本发明为了解决变压器铁心多点接地故障无法在线定位的问题，提出了一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法，探究在变压器运行情况下变压器铁心发生多点接地时环路阻抗检测以及环流路径距离测量方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，包括变压器铁心，所述变压器铁心的铁心柱上套设有绕组线圈，变压器铁心和绕组线圈都装在充满变压器油的油箱中，从变压器铁心上部引出铁心单点接地点，还包括故障在线定位计算装置，所述故障在线定位计算装置包括单片机、检测单元、补偿单元、信号处理单元、脉冲输出单元、过电流保护单元；
所述铁心单点接地点通过导线并联检测单元和补偿单元后，再串联脉冲输出单元、过电流保护单元后接地，所述检测单元用于将检测到的变压器铁心多点接地回路的接地电流及悬浮电压通过信号处理单元滤波分解后发送至单片机，所述单片机与补偿单元双向通信，所述单片机分别通过导线连接脉冲输出单元和过电流保护单元，所述脉冲输出单元用于采集变压器铁心多点接地回路的脉冲反射信号，所述过电流保护单元用于在变压器铁心多点接地回路中检测回路阻抗时进行过电流保护；
所述单片机上预先写入基于相位跟踪算法的计算机程序，所述补偿单元通过单片机上的基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路原有的悬浮电位，并通过单片机对变压器铁心多点接地回路施加工频电压从而计算得到回路阻抗。
所述检测单元包括第一电流传感器、电压传感器、第一常闭电磁继电器，铁心单点接地点的引出线与第一电流传感器一次线圈的一端相连，第一电流传感器一次线圈的另一端与第一常闭电磁继电器串接后接入脉冲输出单元，电压传感器并联在第一电流传感器和第一常闭电磁继电器串联支路的两侧。
所述补偿单元包括可控混频电源、第二电流传感器、常开电磁继电器、工频电压源、第二常闭电磁继电器，铁心单点接地点的引出线与第二电流传感器一次线圈的一端相连，第二电流传感器一次线圈的另一端依次串接常开电磁继电器、可控混频电源、工频电压源后接入脉冲输出单元，所述第二常闭电磁继电器并联在工频电压源两侧；
所述第一电流传感器、第二电流传感器以及电压传感器的二次信号经信号处理单元处理后传输至单片机，单片机控制第一常闭电磁继电器、常开电磁继电器、第二常闭电磁继电器的通断以及可控混频电源的输出电压。
所述脉冲输出单元包括信号接收模块、第三常闭电磁继电器、脉冲输出模块，所述脉冲输出模块的一端与补偿单元连接，脉冲输出模块的另一端与过电流保护单元连接，信号接收模块和第三常闭电磁继电器分别并联在脉冲输出模块的两侧，单片机控制脉冲输出模块在变压器铁心多点接地回路中输出低压工频脉冲入射信号，信号接收模块用于接收变压器铁心多点接地回路中的脉冲信号，并发送至单片机。
所述过电流保护单元由第四常闭电磁继电器和限流阻抗并联组成，并联的第四常闭电磁继电器和限流阻抗的一端连接脉冲输出单元，并联的第四常闭电磁继电器和限流阻抗的另一端接地，在回路阻抗检测过程中若第一电流传感器或第二电流传感器检测到变压器铁心多点接地回路的电流大于20A，通过单片机控制第四常闭电磁继电器断开，将限流阻抗串接到变压器铁心多点接地回路中进行过电流保护。
一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，采用变压器铁心多点接地故障在线定位装置，包括如下步骤：
S1：通过检测单元的第一电流传感器监测铁心接地电流，当电流幅值增长率超过设定增长率时，记录铁心多点接地电流初始值i1并经过信号处理单元传输至单片机，打开第一常闭电磁继电器，通过电压传感器检测铁心悬浮电位u1并经信号处理单元传输至单片机；
S2：基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路中的悬浮电位u1，单片机控制可控混频电源输出的各次谐波幅值等于悬浮电位u1各次谐波幅值，各次谐波相位初始值设为0°，闭合常开电磁继电器，通过第二电流传感器实时监测回路电流i2，对混频电压各次谐波相位进行迭代，直到回路电流i2各次电流谐波幅值均小于铁心多点接地电流初始值i1的设定百分比且保持一定的时间时，停止迭代，得到与悬浮电位u1幅值相同实时相位相反的电压u2；
S3：可控混频电源保持输出电压u2，打开第二常闭电磁继电器，单片机控制工频电压源输出电压u3，检测单元记录此时的环路电流i3，计算得到铁心多点接地整体闭合环路阻抗Z=u3/i3；
S4：可控混频电源保持输出电压u2，闭合第二常闭电磁继电器，打开第三常闭电磁继电器，单片机控制脉冲输出模块在变压器铁心多点接地回路中输出低压工频脉冲入射信号，信号接收模块采集变压器铁心多点接地回路中脉冲信号并发送至单片机，通过分析反射脉冲信号接收时间以及脉冲电压计算得到反射系数a，计算铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点的距离L；
S5：根据整体闭合环路阻抗Z以及反射系数a计算从铁心单点接地点的引出线至铁心多点接地故障点的阻抗Z2，结合距离L和反射系数a得到发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N；
S6：单片机控制第一常闭电磁继电器、第三常闭电磁继电器闭合，打开常开电磁继电器，计算结束。
所述步骤S1中铁心多点接地电流初始值i1、铁心悬浮电位u1经过信号处理单元是将电流信号和电压信号的波形先采用LC滤波后通过傅里叶级数转换分解为1、3、5、7、9、11次谐波。
所述步骤S2中混频电压谐波相位进行迭代的公式为：
；
上式中：为感生电势第n次谐波第k+1次迭代相位值，/>为感生电势第n次谐波第k次迭代相位值，n=1、3、5、7、9、11次谐波，0°≤/>≤360°。
所述步骤S4中铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点的环路距离L的计算公式为：
L=1/2V△t；
上式中：V为入射脉冲信号在变压器铁心中的传播速度，△t为脉冲输出模块开始输出入射脉冲信号与出现反射脉冲信号之间的时间差；
反射系数a的计算公式为：
a=u4/u5；
上式中：u4为反射脉冲信号的电压，u5为脉冲输出模块输出工频脉冲的电压。
所述步骤S5中从铁心单点接地点的引出线至铁心多点接地故障点的阻抗Z2的计算公式为：
；
上式中：Z为铁心多点接地整体闭合环路阻抗；
发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N的计算公式为：
；
上式中：Z0为同一硅钢片上相距1厘米的工频阻抗，Z1为两片硅钢片间的工频阻抗，B为单片硅钢片厚度，N0为铁心单点接地点的硅钢片级数。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的变压器铁心多点接地故障在线定位装置及方法能够对变压器铁心多点接地故障进行在线检测，对变压器铁心多点接地位置进行计算，不需要停电检修，提高了变压器铁心多点接地故障的检测效率和正确率，提高了变压器运行的安全性及可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明装置的整体结构示意图；
图2为本发明装置中各单元具体电路连接的结构示意图；
图3为变压器铁心单点接地的示意图；
图4为变压器铁心多点接地的等效电路图；
图5为采用反向全补偿法计算变压器铁心多点接地回路阻抗的等效电路图；
图6为采用反向全补偿法计算变压器铁心多点接地的入射信号、反射信号的等效电路图；
图7为信号接收模块采集的变压器铁心多点接地回路中脉冲信号图；
图8为减去初始入射脉冲及背景信号干扰后得到的反射脉冲信号图；
图中：1为单片机、2为变压器铁心、3为绕组线圈、4为检测单元、5为补偿单元、6为脉冲输出单元、7为信号处理单元、8为过电流保护单元、9为铁心单点接地点、10为第一电流传感器、11为电压传感器、12为第一常闭电磁继电器、13为可控混频电源、14为第二电流传感器、15为常开电磁继电器、16为工频电压源、17为第二常闭电磁继电器、18为信号接收模块、19为第三常闭电磁继电器、20为脉冲输出模块、21为第四常闭电磁继电器、22为限流阻抗。
具体实施方式
本发明提供了一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，如图1所示，包括单片机1、变压器铁心2、绕组线圈3、检测单元4、补偿单元5、脉冲输出单元6、信号处理单元7、过电流保护单元8，其中铁心单点接地点9由变压器铁心上部引出，补偿单元5与检测单元4并联后依次与脉冲输出单元6和过电流保护单元8串联后接地。
如图2所示，本发明提出的检测单元4具体包括第一电流传感器10、电压传感器11、第一常闭电磁继电器12。铁心单点接地第9的引出线与第一电流传感器10一次线圈的一端相连，第一电流传感器10一次线圈的另一端与第一常闭电磁继电器12串联后接入脉冲输出单元6，电压传感器11并联在第一电流传感器10和第一常闭电磁继电器12串联支路的两侧。用来检测变压器铁心多点接地回路的接地电流及悬浮电压。
补偿单元5具体包括可控混频电源13、第二电流传感器14、常开电磁继电器15、工频电压源16、第二常闭电磁继电器17。铁心单点接地点9的引出线与第二电流传感器14一次线圈的一端相连，第二电流传感器14一次线圈的另一端与常开电磁继电器15连接，并与可控混频电源13的一端串联。可控混频电源13的另一端与工频电压源16串联，第二常闭电磁继电器17并联在工频电压源16两侧。第一电流传感器10、第二电流传感器14以及电压传感器11的二次信号经信号处理单元7处理后传输至单片机1，单片机1控制第一常闭电磁继电器12、常开电磁继电器15、第二常闭电磁继电器17的通断以及可控混频电源13的输出电压，用来补偿变压器铁心多点接地回路的原有悬浮电位，并施加工频电压计算回路阻抗。
脉冲输出单元6具体包括信号接收模块18、第三常闭电磁继电器19、脉冲输出模块20。脉冲输出模块20的一端与补偿单元5连接，脉冲输出模块20的另一端与过电流保护单元8连接，信号接收模块18和第三常闭电磁继电器19并联在脉冲输出模块20的两侧，信号接收模块18用来采集多点接地回路中脉冲信号。
过电流保护单元8由第四常闭电磁继电器21和限流阻抗22并联组成，并联支路的一端与脉冲输出单元6连接，并联支路的另一端与地相联。在回路阻抗检测过程中若第一电流传感器12或第二电流传感器14检测到变压器铁心多点接地回路的电流大于20A，第四常闭电磁继电器21断开，将限流阻抗22串接到变压器铁心多点接地回路中进行过电流保护。
如图3和图4所示，正常的变压器铁心单点接地用来导通泄漏电流，避免产生悬浮电位。当发生变压器铁心多点接地故障时，通过地形成闭合回路，在空间漏磁场作用下产生环流，易导致变压器损坏。
本发明还提出了一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，包括如下步骤：
S1：通过检测单元4的第一电流传感器10监测铁心接地电流，当电流幅值较正常值增长40%时，记录铁心多点接地电流初始值i1并经过信号处理单元7传输至单片机1，打开第一常闭电磁继电器12，通过电压传感器11检测铁心悬浮电位u1并经信号处理单元7传输至单片机1；信号处理单元7将电压信号以及电流信号波形采用LC滤波后通过傅里叶级数转换分解为各次谐波（1，3，5，7，9，11）。本发明中采用的傅里叶级数转换公式如下：
（1）；
上式中：T为函数f(t)的周期，为n次谐波相位，a0为函数f(t)的傅里叶常数项，an和bn为函数f(t)的傅里叶系数，ω1为函数f(t)的角频率。
S2：基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路中的悬浮电位u1，单片机1控制可控混频电源13输出的各次谐波幅值等于悬浮电位u1各次谐波幅值，各次谐波相位初始值设为0°，闭合常开电磁继电器15，通过第二电流传感器14实时监测回路电流i2，混频电压谐波相位按照公式（2）进行迭代，直到回路电流i2各次电流谐波幅值均小于铁心多点接地电流初始值i1的0.1%且30s时，停止迭代，得到与悬浮电位u1幅值相同实时相位相反的电压u2；
（2）；
上式中：为感生电势第n次谐波第k+1次迭代相位值，/>为感生电势第n次谐波第k次迭代相位值，n=1、3、5、7、9、11次谐波，0°≤/>≤360°。
S3：可控混频电源13保持输出电压u2，打开第二常闭电磁继电器17，单片机1控制工频电压源输出电压u3，检测单元4记录此时的环路电流i3，计算得到铁心多点接地整体闭合环路阻抗Z=u3/i3。
S4：可控混频电源13保持输出电压u2，闭合第二常闭电磁继电器17，打开第三常闭电磁继电器19，单片机1控制脉冲输出模块20在多点接地回路中输出低压工频脉冲入射信号，信号接收模块18采集多点接地回路中脉冲信号，通过分析反射脉冲信号接收时间以及反射脉冲电压计算得到反射系数a，计算铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点的距离L。
S5：根据铁心多点接地整体闭合环路阻抗Z以及反射系数a计算从铁心单点接地点的引出线至铁心多点接地故障点的阻抗Z2，结合距离L和反射系数a得到发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N。
S6：单片机1控制第一常闭电磁继电器12、第三常闭电磁继电器19闭合，打开常开电磁继电器15，计算结束。
采用反向全补偿法计算变压器铁心多点接地回路阻抗及变压器铁心多点接地的入射信号、反射信号的等效电路图分别如图5和图6所示，在采用相位跟踪算法控制可控混频电源13重构悬浮电位全补偿后，施加工频电压u3，检测此时的环路电流i3，根据公式（3）便可得到环路阻抗Z：铁心与外壳或者夹件发生多点接地时，多点接地位置的阻抗发生变化，脉冲入射信号沿着铁心环路传播时，遇到阻抗改变点，将会发生波的反射。保持回路悬浮电位全补偿状态，施加工频脉冲信号，通过检测反射脉冲信号接收时间以及脉冲电压，根据公式（4）、（5）、（6）得到反射系数a、铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点9的距离L、以及阻抗Z2。
Z=u3/i3（3）；
（4）；
L=1/2V△t（5）；
（6）；
上式中：V为入射脉冲信号在变压器铁心中的传播速度，△t为脉冲输出模块开始输出入射脉冲信号与出现反射脉冲信号之间的时间差，u4为反射脉冲信号的电压，u5为脉冲输出模块输出工频脉冲的电压。
由上可得铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点9的环路距离为L，铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点9的环路阻抗为Z2，假设变压器铁心发生多点接地故障在硅钢片N级，铁心单点接地点9的硅钢片级数在N0级，环流路径在同一硅钢片上的距离为r，同一硅钢片上相距1厘米的工频阻抗为Z0，两偏硅钢片间的工频阻抗为Z1，单片硅钢片的厚度为B，可得到如下方程：
（7）；
代入公式（3）、（4）可得发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N的计算公式为：
（8）。
信号接收模块18采集变压器铁心多点接地回路中脉冲信号。图7为信号接收模块采集的变压器铁心多点接地回路中脉冲信号图，可以看到0.1s时脉冲输出模块20输出20V的工频脉冲电压，持续时间0.3s，在0.23s时由于反射脉冲信号叠加，回路信号发生畸变。图8为减去初始入射脉冲及背景信号干扰后得到的反射脉冲信号，可以看到0.23s时出现反射脉冲信号，幅值为8.4V，则△t=t1-t2=0.13s，反射系数a=u4/u5=8.4/20=0.42。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，包括变压器铁心，所述变压器铁心的铁心柱上套设有绕组线圈，变压器铁心和绕组线圈都装在充满变压器油的油箱中，从变压器铁心上部引出铁心单点接地点，其特征在于：还包括故障在线定位计算装置，所述故障在线定位计算装置包括单片机、检测单元、补偿单元、信号处理单元、脉冲输出单元、过电流保护单元；
所述铁心单点接地点通过导线并联检测单元和补偿单元后，再串联脉冲输出单元、过电流保护单元后接地，所述检测单元用于将检测到的变压器铁心多点接地回路的接地电流及悬浮电压通过信号处理单元滤波分解后发送至单片机，所述单片机与补偿单元双向通信，所述单片机分别通过导线连接脉冲输出单元和过电流保护单元，所述脉冲输出单元用于采集变压器铁心多点接地回路的脉冲反射信号，所述过电流保护单元用于在变压器铁心多点接地回路中检测回路阻抗时进行过电流保护；
所述单片机上预先写入基于相位跟踪算法的计算机程序，所述补偿单元通过单片机上的基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路原有的悬浮电位，并通过单片机对变压器铁心多点接地回路施加工频电压从而计算得到回路阻抗。
2.根据权利要求1所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，其特征在于：所述检测单元包括第一电流传感器、电压传感器、第一常闭电磁继电器，铁心单点接地点的引出线与第一电流传感器一次线圈的一端相连，第一电流传感器一次线圈的另一端与第一常闭电磁继电器串接后接入脉冲输出单元，电压传感器并联在第一电流传感器和第一常闭电磁继电器串联支路的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，其特征在于：所述补偿单元包括可控混频电源、第二电流传感器、常开电磁继电器、工频电压源、第二常闭电磁继电器，铁心单点接地点的引出线与第二电流传感器一次线圈的一端相连，第二电流传感器一次线圈的另一端依次串接常开电磁继电器、可控混频电源、工频电压源后接入脉冲输出单元，所述第二常闭电磁继电器并联在工频电压源两侧；
所述第一电流传感器、第二电流传感器以及电压传感器的二次信号经信号处理单元处理后传输至单片机，单片机控制第一常闭电磁继电器、常开电磁继电器、第二常闭电磁继电器的通断以及可控混频电源的输出电压。
4.根据权利要求3所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，其特征在于：所述脉冲输出单元包括信号接收模块、第三常闭电磁继电器、脉冲输出模块，所述脉冲输出模块的一端与补偿单元连接，脉冲输出模块的另一端与过电流保护单元连接，信号接收模块和第三常闭电磁继电器分别并联在脉冲输出模块的两侧，单片机控制脉冲输出模块在变压器铁心多点接地回路中输出低压工频脉冲入射信号，信号接收模块用于接收变压器铁心多点接地回路中的脉冲信号，并发送至单片机。
5.根据权利要求4所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位装置，其特征在于：所述过电流保护单元由第四常闭电磁继电器和限流阻抗并联组成，并联的第四常闭电磁继电器和限流阻抗的一端连接脉冲输出单元，并联的第四常闭电磁继电器和限流阻抗的另一端接地，在回路阻抗检测过程中若第一电流传感器或第二电流传感器检测到变压器铁心多点接地回路的电流大于20A，通过单片机控制第四常闭电磁继电器断开，将限流阻抗串接到变压器铁心多点接地回路中进行过电流保护。
6.一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，采用如权利要求5所述的变压器铁心多点接地故障在线定位装置，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过检测单元的第一电流传感器监测铁心接地电流，当电流幅值增长率超过设定增长率时，记录铁心多点接地电流初始值i1并经过信号处理单元传输至单片机，打开第一常闭电磁继电器，通过电压传感器检测铁心悬浮电位u1并经信号处理单元传输至单片机；
S2：基于相位跟踪算法补偿变压器铁心多点接地回路中的悬浮电位u1，单片机控制可控混频电源输出的各次谐波幅值等于悬浮电位u1各次谐波幅值，各次谐波相位初始值设为0°，闭合常开电磁继电器，通过第二电流传感器实时监测回路电流i2，对混频电压各次谐波相位进行迭代，直到回路电流i2各次电流谐波幅值均小于铁心多点接地电流初始值i1的设定百分比且保持一定的时间时，停止迭代，得到与悬浮电位u1幅值相同实时相位相反的电压u2；
S3：可控混频电源保持输出电压u2，打开第二常闭电磁继电器，单片机控制工频电压源输出电压u3，检测单元记录此时的环路电流i3，计算得到铁心多点接地整体闭合环路阻抗Z=u3/i3；
S4：可控混频电源保持输出电压u2，闭合第二常闭电磁继电器，打开第三常闭电磁继电器，单片机控制脉冲输出模块在变压器铁心多点接地回路中输出低压工频脉冲入射信号，信号接收模块采集变压器铁心多点接地回路中脉冲信号并发送至单片机，通过分析反射脉冲信号接收时间以及脉冲电压计算得到反射系数a，计算铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点的距离L；
S5：根据整体闭合环路阻抗Z以及反射系数a计算从铁心单点接地点的引出线至铁心多点接地故障点的阻抗Z2，结合距离L和反射系数a得到发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N；
S6：单片机控制第一常闭电磁继电器、第三常闭电磁继电器闭合，打开常开电磁继电器，计算结束。
7.根据权利要求6所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，其特征在于：所述步骤S1中铁心多点接地电流初始值i1、铁心悬浮电位u1经过信号处理单元是将电流信号和电压信号的波形先采用LC滤波后通过傅里叶级数转换分解为1、3、5、7、9、11次谐波。
8.根据权利要求7所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，其特征在于：所述步骤S2中混频电压谐波相位进行迭代的公式为：
；
上式中：为感生电势第n次谐波第k+1次迭代相位值，/>为感生电势第n次谐波第k次迭代相位值，n=1、3、5、7、9、11次谐波，0°≤/>≤360°。
9.根据权利要求8所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，其特征在于：所述步骤S4中铁心多点接地故障位置至铁心单点接地点的环路距离L的计算公式为：
L=1/2V△t；
上式中：V为入射脉冲信号在变压器铁心中的传播速度，△t为脉冲输出模块开始输出入射脉冲信号与出现反射脉冲信号之间的时间差；
反射系数a的计算公式为：
a=u4/u5；
上式中：u4为反射脉冲信号的电压，u5为脉冲输出模块输出工频脉冲的电压。
10.根据权利要求9所述的一种变压器铁心多点接地故障在线定位方法，其特征在于：所述步骤S5中从铁心单点接地点的引出线至铁心多点接地故障点的阻抗Z2的计算公式为：
；
上式中：Z为铁心多点接地整体闭合环路阻抗；
发生铁心多点接地故障的硅钢片级数N的计算公式为：
；
上式中：Z0为同一硅钢片上相距1厘米的工频阻抗，Z1为两片硅钢片间的工频阻抗，B为单片硅钢片厚度，N0为铁心单点接地点的硅钢片级数。
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