基于变压器过电压信号及响应的绕组变形在线检测系统

摘要

本发明公开了一种基于变压器过电压信号及响应的绕组变形在线检测系统，属于电力设备在线监测领域，该系统包括耦合分压单元、信号采集单元、信号处理单元和人机接口单元，所述耦合分压单元包括变压器过电压电容耦合传感器、分压器低压臂、分压器匹配部分；所述变压器过电压电容耦合传感器为带状，并以缠绕方式紧贴设置在变压器套管末屏靠近法兰处；所述分压器低压臂采用多个同型号电容同轴对称的方式排列后并联而成；所述分压器匹配部分，采取同轴电缆首尾两端匹配的结构。本发明能够对变压器绕组进行实时检测，准确判断其变形情况，并及时作出预警，有效地保障了变压器的安全稳定运行。

主权项

一种基于变压器过电压信号及响应的绕组变形在线检测系统，包括耦合分压单元、信号采集单元、信号处理单元、信号存储单元和人机接口单元，其特征在于：所述耦合分压单元包括变压器过电压电容耦合传感器、分压器低压臂、分压器匹配部分；所述变压器过电压电容耦合传感器为带状，并以缠绕方式紧贴设置在变压器套管末屏靠近法兰处；所述变压器过电压电容耦合传感器上安装有BNC接口，且与变压器套管的导杆形成耦合电容C_T；所述分压器低压臂采用多个同型号电容同轴对称的方式排列后并联而成，所得分压器低压臂电容为C_S1；所述分压器低压臂的电容牢固的焊接为一整体，且该整体一端连接BNC接口，另一端接地；所述变压器过电压电容耦合传感器和分压器低压臂通过两端安装有BNC接口的同轴电缆连接；所述分压器匹配部分，采取同轴电缆首尾两端匹配的结构，在分压器低压臂上端连接一无感电阻R₁作为匹配电阻，再通过一波阻抗为R₃的电缆与无感电阻R₂和电容C_S2串联；分压器信号输出接口设置在无感电阻R₂与同轴电缆的连接处；所述信号采集单元，用作采集变压器运行过程中在一侧遭受的过电压信号和在另一侧的响应信号；所述的信号采集单元要求通道数不少于6个，采样率不低于50M/s，采样位数不少于10位；所述信号处理单元实现对信号采集单元采集来的数据进行实时处理，包括过电压判断、信号预处理、绕组变形模式判别；所述的过电压判断，是对信号采集单元采集到的电压信号进行判断，若在正常电压运行范围内，则不对采集到的数据进行信号处理；若是过电压信号，则对过电压信号及其响应信号做后续处理；所述的信号预处理，包括滤除低频分量、获取频谱特性，且所述滤除低频分量采用小波算法实现；所述获取频谱特性是将经过预处理后的数据进行傅里叶变换，求取绕组网络的转移函数，绘制绕组网络的频率响应曲线；所述的绕组变形模式识别，是通过提取绕组的过电压信号的频率响应曲线的特征量，来对绕组变形的类型和程度作出判断。