本發(fā)明屬于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及高頻激勵下的變壓器繞組響應(yīng)信號在線感知裝置與測試方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)注入到變壓器上的頻率大于1khz時，變壓器繞組可以被視為一個由電阻、電感、電容構(gòu)成的無源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)變壓器繞組發(fā)生變形、短路等故障時，會導(dǎo)致其電氣網(wǎng)絡(luò)參數(shù)發(fā)生變化，且不同故障情況引起的電氣參數(shù)變化也有所差異，進而導(dǎo)致變壓器繞組的響應(yīng)信號發(fā)生變化，因此，通過對比分析繞組故障前后的頻率響應(yīng)特性，可以有效地進行繞組故障診斷，但是，頻率響應(yīng)只能應(yīng)用在變壓器離線運行中，當(dāng)繞組在長期運行中會發(fā)生輕微的異常變化，監(jiān)測的不及時會導(dǎo)致異化加劇，進而發(fā)生故障，為了針對這種不足，開展能夠進行繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的研究具有十分重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述背景存在的不足，本發(fā)明提供一種基于高頻激勵與信號感知的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測裝置的研制及測試方法，包括以下內(nèi)容：

2、一種基于高頻激勵與信號感知的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括高頻激勵注入模塊(1)，高頻信號感知模塊(2)及信號采集模塊(3)，所述高頻激勵注入模塊(1)產(chǎn)生高頻方波信號，通過低壓繞組(4)引出線注入到變壓器繞組中，所述高頻信號感知模塊(2)套在低壓繞組(4)與高壓繞組(5)引出線上，并將感知到的信號進行放大處理，所述信號采集模塊(3)將處理后的信號傳輸?shù)接嬎銠C(6)中，實現(xiàn)激勵信號與響應(yīng)信號的有效感知；

3、所述高頻激勵注入模塊(1)包括有橋式整流電路，具體包括四個高頻二極管d按特定方式進行連接，輸出端并接濾波電容c1，后連接全橋逆變電路，具體包括四個高頻三極管t按特定方式進行連接，其中全橋逆變電路的控制信號由計算機(6)遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)高頻激勵注入模塊(1)的遠(yuǎn)程控制；

4、所述的高頻信號感知模塊(2)包括有高頻電流互感器(7)，具體包括開口式鎳鋅鐵氧體磁環(huán)(8)以及外殼固定器件(9)，互感器輸出端接有調(diào)制電路(10)包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路與信號放大電路，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括運算放大器u1和轉(zhuǎn)化電阻r1及反并聯(lián)二極管dt，所述信號放大電路包括運算放大器u2和放大電阻r2與r3；

5、所述的信號采集模塊(3)包括ad7606采集芯片，該芯片可實現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)變成高精度的數(shù)字信號，其輸入端連接信號放大電路，輸出端經(jīng)usb傳輸線連接至計算機(6)，實現(xiàn)激勵信號與響應(yīng)信號的有效采集；

6、本發(fā)明的目的還在于，為上述裝置提供一種測試方法，其具體措施為：

7、一種基于高頻激勵與信號感知的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測方法，采用上述的裝置進行變壓器繞組高頻信號注入及感知測試，其特征在于，包括以下步驟：

8、第一步：將高頻信號感知模塊(2)套在高壓繞組(5)與低壓繞組(4)的引出線上，高頻信號感知模塊(2)的輸出測與信號采集模塊(3)連接，將信號采集模塊(3)通過數(shù)據(jù)線與計算機(6)連接，高頻激勵注入模塊(1)與計算機(6)遠(yuǎn)程連接；

9、第二步：使用計算機(6)發(fā)送指令到高頻激勵注入模塊(1)，高頻激勵注入模塊(1)將幅值為20v，頻率f＝100khz的方波信號注入到變壓器低壓繞組(4)中，在低壓繞組(4)與高壓繞組(5)引出線上經(jīng)高頻信號感知模塊(2)與信號采集模塊(3)將感應(yīng)到的高頻信號傳輸至計算機(6)中；

10、第三步：在第二步的情況下，對得到的數(shù)據(jù)進行計算處理得到低壓繞組與高壓繞組引出線的電流大小，具體計算方法如下：

11、已知注入信號是頻率為f的方波，采集到的高壓繞組(5)與低壓繞組(4)感應(yīng)電壓u1(t)、u2(t)需進行傅里葉分解得到的基波幅值，根據(jù)以下公式求得基波幅值u1、u2：

12、

13、已知信號放大電路的電阻r2、r3、電壓電流轉(zhuǎn)換電路的電阻r1，及計算的電壓u1、u2，根據(jù)以下公式求得繞組上的引出線電流i1、i2：

14、

15、第四步：重復(fù)第二、三步，設(shè)置電源頻率f從100khz～1mhz，每間隔10khz變化，得到變壓器的高壓繞組(5)與低壓繞組(4)引出線電流輸出幅值變化曲線，實現(xiàn)變壓器繞組電流響應(yīng)信號的在線感知，完成變壓器繞組狀態(tài)的在線監(jiān)測。

技術(shù)特征：

1.一種基于高頻激勵與信號感知的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括高頻激勵注入模塊(1)，高頻信號感知模塊(2)及信號采集模塊(3)，所述高頻激勵注入模塊(1)產(chǎn)生高頻方波信號，通過低壓繞組(4)引出線注入到變壓器繞組中，所述高頻信號感知模塊(2)套在低壓繞組(4)與高壓繞組(5)引出線上，并將感知到的信號進行放大處理，所述信號采集模塊(3)將處理后的信號傳輸?shù)接嬎銠C(6)中，實現(xiàn)激勵信號與響應(yīng)信號的有效感知；

技術(shù)總結(jié)
一種基于高頻激勵與信號感知的變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，主要包括高頻激勵注入模塊，高頻信號感知模塊及信號采集模塊，計算機，高頻信號感知模塊包括高頻互感器和信號檢測放大電路，通過高頻激勵注入模塊向低壓繞組注入高頻激勵，經(jīng)高頻信號感知模塊實現(xiàn)變壓器低壓繞組與高壓繞組電流響應(yīng)信號的感知，本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果為：基于該裝置，可有效完成變壓器繞組響應(yīng)信號的有效感知，實現(xiàn)變壓器繞組狀態(tài)的在線監(jiān)測，為變壓器繞組的早期故障狀態(tài)在線監(jiān)測提供一種評判方法和工具。

技術(shù)研發(fā)人員：羅長兵,楊偉兆,張敏,劉麗龍,姚建中,肖友升,吳萬軍
受保護的技術(shù)使用者：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司迪慶供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26