高频脉冲响应法绕组变形故障在线监测设备

1.本发明涉及绕组故障监测领域，具体是高频脉冲响应法绕组变形故障在线监测设备。


背景技术：

2.随着全球能源互联网的发展，对建设坚强智能电网的需求日益扩大，如何保证电力系统和电力装备的稳定性和可靠性一直是电力科技领域的研究热点。电力变压器是电力系统中至关重要的输变电设备，而绕组变形是引起变压器内部故障的主要原因之一，如何检测变压器运行过程中的绕组变形，跟踪绕组状态，在其出现严重变形故障之前做出预警是亟需解决的关键科学技术问题。
3.长期以来，频率响应分析法是我国变压器制造厂家和电力公司进行绕组变形检测遵循的基本方法，其在多个案例中确实检测出绕组严重变形，预防了重大停电事故的发生，但该方法的实施必需变压器停运，突出矛盾已不能满足电气设备状态检修和智能诊断的发展趋势。而对变压器绕组变形故障的在线或带电检测工作，其可提供的测试数据具有非常重要的指导作用，在线、及时、准确地获得绕组变形的情况，为变压器的运行提供参考指标，有针对性地开展变压器状态检修和维护工作，在变压器事故快速鉴别、变压器抗短路能力评估等方面具有广阔的应用前景。
4.因此，设计变压器绕组变形故障在线或带电检测与诊断技术，对于推进我国智能电网中变压器状态评估的发展与应用有着特别重要的现实意义。
5.但传统脉冲响应法绕组变形检测技术采用的为单极性的纳秒脉冲，其频谱含量虽然较高，但是由于其采用的为一个纳秒脉冲，经过傅里叶分解后，各个频带的幅值极低，响应信号低于0.1v，信噪比较低，无法有效对绕组变形故障进行检测。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供高频脉冲响应法绕组变形故障在线监测设备，包括控制监测模块、脉冲发生模块、脉冲注入传感器、响应信号测量传感器、信号采集分析模块。
7.所述控制监测模块向脉冲发生模块传输脉冲发生信号。
8.所述脉冲发生模块接收到脉冲发生信号后，向脉冲注入传感器传输高频脉冲信号。
9.所述高频脉冲信号的幅值和频率可调。
10.所述高频脉冲信号的幅值范围为
±
100v-20kv。
11.所述高频脉冲信号的频率范围为100hz
～
10mhz。
12.所述脉冲注入传感器接收到高频脉冲信号后，向待监测绕组传输监测信号。
13.所述脉冲注入传感器向待监测绕组传输监测电压信号的步骤包括：
14.1)所述脉冲注入传感器输出的监测信号经过电场耦合，耦合至变压器或电感器套管中的导杆。
15.2)所述导杆将监测信号传输至绕组。
16.所述待监测绕组接收到监测信号后，产生响应信号。
17.所述响应信号测量传感器监测响应信号，并传输至信号采集分析模块。
18.所述响应信号测量传感器监测响应信号的步骤包括：
19.a)绕组向中心点套管或低压套管传输响应信号。
20.b)响应信号传感器监测中心点套管或低压套管耦合输出的响应信号。
21.所述信号采集分析模块将响应信号传输至控制监测模块。
22.所述控制监测模块根据响应信号判断绕组变形故障类型和位置。
23.所述控制监测模块与脉冲发生模块、脉冲发生模块与脉冲注入传感器、响应信号测量传感器与信号采集分析模块、信号采集分析模块与控制监测模块通过屏蔽电缆连接。
24.本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明提出了基于高频脉冲响应法绕组变形故障检测方法，本发明所采用的高频脉冲可以变频，变频范围为100hz～10mhz，该频带范围可以提升各个频率点的频率分量幅值，并且可对敏感频带，进行多次测量。本发明采用传感器耦合注入的方式，可以实现在线监测。本发明提高高频脉冲幅值范围至
±
100v-20kv，有效提高了信号比，从而提升了绕组变形检测的精准度。
附图说明
25.图1为本发明结构示意图；
26.图2为脉冲信号示意图；
27.图3为在变压器或电抗器上使用连线方式示意图。
具体实施方式
28.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
29.实施例1：
30.参见图1至图3，高频脉冲响应法绕组变形故障在线监测设备，包括控制监测模块、脉冲发生模块、脉冲注入传感器、响应信号测量传感器、信号采集分析模块。
31.所述控制监测模块向脉冲发生模块传输脉冲发生信号。
32.所述脉冲发生模块接收到脉冲发生信号后，向脉冲注入传感器传输高频脉冲信号。
33.所述高频脉冲信号的幅值和频率可调。
34.所述高频脉冲信号的幅值范围为
±
100v-20kv。
35.所述高频脉冲信号的频率范围为100hz
～
10mhz。
36.所述脉冲注入传感器接收到高频脉冲信号后，向待监测绕组传输监测信号。
37.所述脉冲注入传感器向待监测绕组传输监测电压信号的步骤包括：
38.1)所述脉冲注入传感器输出的监测信号经过电场耦合，耦合至变压器或电感器套管中的导杆。
39.2)所述导杆将监测信号传输至绕组。
40.所述待监测绕组接收到监测信号后，产生响应信号。
41.所述响应信号测量传感器监测响应信号，并传输至信号采集分析模块。
42.所述响应信号测量传感器监测响应信号的步骤包括：
43.a)绕组向中心点套管或低压套管传输响应信号。
44.b)响应信号传感器监测中心点套管或低压套管耦合输出的响应信号。
45.所述信号采集分析模块将响应信号传输至控制监测模块。
46.所述控制监测模块根据响应信号判断绕组变形故障类型和位置，具体而言，是通过提取响应曲线的特征量，来对绕组变形的类型和程度作出判断。响应曲线由响应信号建立。
47.所述控制监测模块与脉冲发生模块、脉冲发生模块与脉冲注入传感器、响应信号测量传感器与信号采集分析模块、信号采集分析模块与控制监测模块通过屏蔽电缆连接。
48.实施例2：
49.高频脉冲响应法绕组变形故障在线监测设备，包括控制监测模块、脉冲发生模块、脉冲注入传感器、响应信号测量传感器、信号采集分析模块。
50.本发明高频脉冲信号范围
±
100v-20kv，且实现调频输出，频率范围100hz～10mhz，提升各个频带的信噪比，提高检测精度。
51.控制检测模块为本装置的核心，主要控制脉冲发生模块输出脉冲的幅值和频率，幅值
±
100v-20kv，频率范围100hz～10mhz，经过屏蔽电缆，传输至脉冲注入传感器，经过电场耦合，耦合至套管中的导杆，再由导杆传输至变压器绕组，经过绕组后，再由中心点套管或低压套管，经过响应信号传感器耦合输出，经过信号采集分析模块，输出至控制检测模块，由控制检测模块对响应信号进行分析，判断绕组变形故障类型和位置。