[發(fā)明專利]一種分布式變壓器的頻響測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310384832.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103412228A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都恒銳智科數(shù)字技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;劉雪蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力變壓器繞組變形頻率響應(yīng)測(cè)試方法。

背景技術(shù)

從電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T911-2004《電力變壓器繞組變形頻率響應(yīng)分析法》頒布以來(lái)，過(guò)了將近10年的時(shí)間了，經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用、總結(jié)，在測(cè)試方法及測(cè)試數(shù)據(jù)的處理上有了相當(dāng)?shù)奶嵘Ｓ捎陬l率響應(yīng)測(cè)試法測(cè)試頻率很寬一般為1kHz-2MHz，特別是由于接地及分布參數(shù)的影響，很容易造成測(cè)試結(jié)果的誤差。在此提出一種分布式的變壓器繞組變形測(cè)試方法。

一、測(cè)試原理：

在較高頻率的電壓作用下，變壓器的每個(gè)繞組均可視為一個(gè)由線性電阻、電感（互感）、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部特性可通過(guò)傳遞函數(shù)H(jω)描述，如圖1所示。若繞組發(fā)生變形，繞組內(nèi)部的分布電感、電容等參數(shù)必然改變，導(dǎo)致其等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)H(jω)的零點(diǎn)和極點(diǎn)發(fā)生變化，使網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。

用頻率響應(yīng)分析法檢測(cè)變壓器繞組變形，是通過(guò)檢測(cè)變壓器各個(gè)繞組的幅頻響應(yīng)特性，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行縱向或橫向比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的差異，判斷變壓器可能發(fā)生的繞組變形。

變壓器繞組的幅頻響應(yīng)特性采用圖1所示的頻率掃描方式獲得。連續(xù)改變外施正弦波激勵(lì)源Vs的頻率f(角頻率ω=2πf)，測(cè)量在不同頻率下的響應(yīng)端電壓V2和激勵(lì)端電壓V1的信號(hào)幅值之比，獲得指定激勵(lì)端和響應(yīng)端情況下繞組的幅頻響應(yīng)曲線。圖1中：L、K及C分別代表繞組單位長(zhǎng)度的分布電感、分布電容及對(duì)地分布電容，V1、V2分別為等效網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)端電壓和響應(yīng)端電壓，Vs為正弦波激勵(lì)信號(hào)源電壓，Rs為信號(hào)源輸出阻抗，R為匹配電阻。

綜上所述，傳統(tǒng)的電力變壓器繞組變形頻率響應(yīng)測(cè)試方法通常是將變壓器的信號(hào)拉到地面上進(jìn)行測(cè)試，這樣的測(cè)試通常存在兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題：

其一：由于頻響信號(hào)小、頻率高，原來(lái)測(cè)試電纜較長(zhǎng)（20米左右），信號(hào)很容易受干擾；

如圖2所示，其二：系統(tǒng)存在有較多的分布參數(shù)，而分布參數(shù)存在不穩(wěn)定及變化較大的特點(diǎn)，對(duì)頻響測(cè)試的結(jié)果有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種分布式變壓器的頻響測(cè)試方法，以期徹底解決一、信噪比問(wèn)題；二、解決接地分布參數(shù)及線纜分布參數(shù)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種分布式變壓器的頻響測(cè)試方法，在變壓器繞組的信號(hào)注入端將輸入信號(hào)數(shù)字化；在變壓器繞組的信號(hào)響應(yīng)端將輸出信號(hào)數(shù)字化；通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)收集起來(lái)并進(jìn)行計(jì)算得到變壓器的頻響特性。

所述一種分布式變壓器的頻響測(cè)試方法具體是：

第一步：系統(tǒng)軟件通過(guò)主控單元的無(wú)線控制端向第一測(cè)試單元發(fā)輸出激勵(lì)信號(hào)，第一測(cè)試單元響應(yīng)，輸出激勵(lì)信號(hào)，并加載到所述變壓器繞組上；

第二步：軟件通過(guò)主控單元的無(wú)線控制端向第一測(cè)試單元和第二測(cè)試單元發(fā)出啟動(dòng)測(cè)試信號(hào)；

第三步：第一測(cè)試單元和第二測(cè)試單元對(duì)測(cè)試信號(hào)做出響應(yīng)，同步采集，完成信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換并保存數(shù)據(jù)；第四步：軟件通過(guò)主控單元的無(wú)線控制端將第一測(cè)試單元和第二測(cè)試單元的測(cè)試信號(hào)收集到PC軟件中，進(jìn)行計(jì)算、處理，得到變壓器的頻響。

所述主控單元是筆記本電腦通過(guò)USB進(jìn)行控制，如圖4所示，主控單元的程序流程如下：

第一步：加電啟動(dòng)；

第二步：初始化硬件；

第三步：等待PC指令；

第四步：如果有指令，則分析指令、響應(yīng)指令，若沒(méi)有，則等待PC指令；

第五步：如果兩個(gè)測(cè)試單元響應(yīng)正常，則向第一測(cè)試單元發(fā)出信號(hào)輸出指令；如果不正常則返回第三步；

第六步：向兩個(gè)測(cè)試單元發(fā)啟動(dòng)測(cè)試指令，直至對(duì)最后一個(gè)測(cè)量點(diǎn)完成測(cè)量。

第一測(cè)試單元、第二測(cè)試單元都只接收來(lái)自主控單元的無(wú)線控制信號(hào)，并響應(yīng)控制命令，如圖5所示，第一測(cè)試單元、第二測(cè)試單元的程序流程如下：

第一步：加電啟動(dòng)；

第二步：初始化硬件；

第三步：等待主控單元指令；

第四步：若有指令，則響應(yīng)指令，若沒(méi)有，則返回第三步。

所述軟件通過(guò)主控單元的無(wú)線控制端將兩個(gè)單元的測(cè)試信號(hào)收集到PC軟件中，進(jìn)行計(jì)算、處理。

所述“軟件”屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不做贅述。

假設(shè)第一測(cè)試單元和第二測(cè)試單元的采集數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為N，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)隊(duì)列為X(k)、Y(k)，k=0,1,…,N-1，且X(k)、Y(k)為實(shí)數(shù)，用于繞組變形判斷的相關(guān)系數(shù)R的計(jì)算公式如下。

A.1計(jì)算兩個(gè)序列的標(biāo)準(zhǔn)方差