进行下一步的操作，接下来对数据的采样频率和保存路径进行设置，完成上述流程后，触发脉冲发生器产生纳秒级脉冲信号，同时采集和记录激励脉冲电压信号和响应电流信号，并将电压电流的时域波形显示在电脑上。如果信号采样成功率低或者时域波形异常，可以返回设置数据采集的采样率参数，重新采集波形数据。然后，分别对激励信号和响应信号进行FFT变换，计算并获得频率响应曲线，并将其保存至数据库。最后，将获得的频响曲线与数据库中存储的变压器原始频响特性特征进行比较，计算其相关系数，判别变压器绕组是否发生变形，显示结果。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对发明进一步说明，
[0017]附图1为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0018]参看图1，所述装置是利用信号发生器向系统注入高频脉冲信号，信号经保护电路、分压器进入变压器的低压绕组，在中性线处利用高频电流传感器测量响应信号。该响应信号经信号调理单元、数据采集卡进入工控机。本系统所使用的主要硬件设备如下:脉冲信号发生器、保护电路、电容传感器、高速数据采集卡、工控机。利用LabVIEW软件对采集到的信号进行处理，得到变压器绕组的频响曲线，从而判断变压器的绕组变形。
[0019]所述信号源是整个频率响应分析法检测系统的关键和核心部分，其参数和性能决定了监测系统对变压器绕组轻微变形检测的试验效果。文献提到，根据获得频响特性时信号源的选择，可以将频率响应分析法分为扫频法和脉冲响应分析法。将一定频率范围内的正弦作为信号源的测量方法称为扫频法；而将一脉冲信号作为信号源的测量方法称为脉冲响应分析法。应用脉冲响应分析法时，将一个短时脉冲信号注入测试变压器绕组的一端，同时记录该脉冲信号和响应信号，并将两时域信号经过快速傅立叶变换转换为频域信号，得到变压器绕组的频率响应特性。扫频法的测试速度慢，在测试过程中更容易受到外界干扰；脉冲注入法是将时域脉冲信号经过快速傅立叶变化转换成频域信号，进而得到绕组频响特性，其测量时间比扫频法要短，另外，脉冲信号发生器与扫频信号发生器相比结构简单、成本低。针对上述问题，本发明利用脉冲信号作为监测系统的信号源。
[0020]所述保护单元是变压器正常运行时，会遭到操作过电压和雷击等过电压的影响，如果没有适当保护措施，会对监测设备的安全运行会造成很大的影响，为防止各种类型过电压对设备的影响，本发明设计了用于保护监测设备的保护单元。采用压敏电阻和气体放电管的混合保护，并通过长时间连续放电试验，可靠地把端口电压限制在110V(峰值)以内。
[0021]所述工控机(Industrial Personal Computer-1PC)是一种特殊的计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行，为了保证现场恶劣条件下的准确度和重复性，变压器绕组变形在线监测系统采用抗干扰能力强的工控计算机，保证其能在现场低温条件下的正常启动运行。
[0022]所述压敏电阻(VoltageDependent Resistor)和气体放电管(Gas dischargetube)作为保护元件。压敏电阻在一定温度下，其电阻率随施加电压的增加而急剧减小，当电压超过保护设置的值时，压敏电阻首先放电，从而实现了对设备的相关电路的保护；气体放电管是由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，当施加到两电极的电压达到气体放电管的击穿电压时，气体放电管便开始放电，并由高阻抗变成低阻抗，两电极近似短路，从而将过压旁路，保护监测设备。
[0023]所述系统软件是基于FRA的变压器绕组变形在线监测系统是由硬件系统和软件系统两个部分组成的复杂整体，其中，系统软件将整个系统的各个独立的功能模块有效地联系了起来，实现了系统硬件的通信、操作界面的可视化和算法的嵌入与扩展等功能，所以系统的软件设计就显得尤为重要。该系统软件最大的特点是便于现场人员的使用。为达到这一目标，首先必须考虑把专业知识与现场人员的使用习惯相结合。其次，要使软件的可操作性大大提高，提供人性化的操作界面，同时，要保证计算结果满足精度要求。本发明中变压器绕组变形在线监测的系统软件基于虚拟仪器技术设计，使用美国NI公司的LabVIEW8.6虚拟仪器开发工具和相应仪器的驱动进行设计开发开发。
[0024]所述系统运行软件后，首先执行用户登录验证程序，经过用户验证后才能进入主程序进行下一步的操作，接下来对数据的采样频率和保存路径进行设置，完成上述流程后，触发脉冲发生器产生纳秒级脉冲信号，同时采集和记录激励脉冲电压信号和响应电流信号，并将电压电流的时域波形显示在电脑上。如果信号采样成功率低或者时域波形异常，可以返回设置数据采集的采样率参数，重新采集波形数据。然后，分别对激励信号和响应信号进行FFT变换，计算并获得频率响应曲线，并将其保存至数据库。最后，将获得的频响曲线与数据库中存储的变压器原始频响特性特征进行比较，计算其相关系数，判别变压器绕组是否发生变形，显示结果。
【主权项】
1.一种变压器绕组变形在线监测装置是在线状态下，利用信号发生器向系统注入高频脉冲信号，信号经保护电路、分压器、通过变压器套管末屏进入变压器绕组，在中性线处利用高频电流传感器测量响应信号，该响应信号经信号调理单元、数据采集卡进入工控机，本系统所使用的主要硬件设备如下:脉冲信号发生器、保护电路、电容传感器、高速数据采集卡、工控机，利用LabVIEW软件对采集到的信号进行处理，得到变压器绕组的频响曲线，从而判断变压器的绕组变形。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征如下:所述保护单元是变压器正常运行时，会遭到操作过电压和雷击等过电压的影响，如果没有适当保护措施，会对监测设备的安全运行会造成很大的影响，为防止各种类型过电压对设备的影响，本发明设计了用于保护监测设备的保护单元，采用压敏电阻和气体放电管的混合保护，并通过长时间连续放电试验，可靠地把端口电压限制在110V (峰值)以内。3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征如下:所述压敏电阻(VoltageDependentResistor)和气体放电管(Gas discharge tube)作为保护元件，压敏电阻在一定温度下，其电阻率随施加电压的增加而急剧减小，当电压超过保护设置的值时，压敏电阻首先放电，从而实现了对设备的相关电路的保护；气体放电管是由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，当施加到两电极的电压达到气体放电管的击穿电压时，气体放电管便开始放电，并由高阻抗变成低阻抗，两电极近似短路，从而将过压旁路，保护监测设备。
【专利摘要】电力变压器是电力系统输变电过程的关键设备，它承担着电压变换、电能分配和传输等任务，它的可靠运行直接关系到电力系统的安全、稳定运行。为了能够及时发现变压器的事故隐患、提高工作效率，研制了基于频率响应分析法(Frequency？Response？analysis，FRA)的配电变压器绕组变形在线监测系统，并采用LabVIEW编写了监测系统软件，实现了变压器绕组变形的在线监测，该系统通过安装在变压器套管末屏上的传感器从变压器注入脉冲信号并进行参数测量，从而得到反映变压器绕组形变的频率响应曲线，通过对频响曲线的比较，从而有效地判断出变压器绕组的变形情况。
【IPC分类】G01B7/16
【公开号】CN105371742
【申请号】CN201410433101
【发明人】王彦波, 张欣
【申请人】王彦波, 张欣
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月29日