[發(fā)明專利]基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置

在審

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• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104061850A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚陳果;趙仲勇;李成祥;趙曉震;米彥;廖瑞金;李偉;王建;張勇;馬勤勇
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;重慶大學(xué);國網(wǎng)新疆電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置，其特征在于：包括全固態(tài)高壓納秒方波脈沖發(fā)生器、信號注入及保護(hù)電路單元、變壓器信號傳感器單元、電流傳感器單元、高通濾波單元、信號采集單元和信號處理單元；

全固態(tài)高壓納秒方波脈沖發(fā)生器用于產(chǎn)生激勵脈沖信號和實現(xiàn)脈沖參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)，能夠產(chǎn)生脈沖幅值為0～10kV、脈沖寬度為100～1000ns、脈沖頻率為1～1000Hz，下降沿為30～40ns的高壓納秒方波脈沖信號；

信號注入及保護(hù)電路單元用于對全固態(tài)高壓納秒方波脈沖發(fā)生器輸出的脈沖實現(xiàn)無損傳輸至變壓器信號傳感器單元，同時限制因加裝變壓器信號傳感器而耦合的高壓套管導(dǎo)桿上的高壓信號，保護(hù)所述的全固態(tài)高壓納秒方波脈沖發(fā)生器；

變壓器信號傳感器單元用于將信號注入及保護(hù)電路單元輸出的脈沖耦合至高壓套管內(nèi)部的導(dǎo)桿，作為繞組首端的激勵信號；

電流傳感器單元主要由羅氏線圈構(gòu)成，用于非侵入式測量繞組末端的響應(yīng)電流信號，其頻帶下限不大于1KHz，頻帶上限不小于10MHz，安裝在被測繞組末端中性點接地導(dǎo)線上；

高通濾波單元采用高通濾波器，用于濾除變壓器繞組中性點接地線上的工頻電流信號；

信號采集單元用于采集全固態(tài)高壓納秒方波脈沖發(fā)生器輸出的脈沖電壓作為分析繞組故障的激勵電壓信號，同時采集所述的電流傳感器單元測量的脈沖電流作為分析繞組故障的響應(yīng)信號；

信號處理單元用于處理繞組的激勵信號和響應(yīng)信號，包括信號預(yù)處理，數(shù)據(jù)運算和后處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置，其特征在于：所述信號注入及保護(hù)電路單元包括一個信號注入及保護(hù)電路和用于屏蔽外部干擾的屏蔽盒；信號注入及保護(hù)電路包括一個匹配電阻、一個壓敏電阻、一個氣體放電管及一個電容，匹配電阻與電容進(jìn)行串聯(lián)實現(xiàn)濾波功能，壓敏電阻和氣體放電管進(jìn)行并聯(lián)實現(xiàn)保護(hù)功能；信號注入及保護(hù)電路固定安裝在屏蔽盒中并通過標(biāo)準(zhǔn)BNC接口與外部進(jìn)行連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置，其特征在于：所述變壓器信號傳感器單元包括插頭座、插頭外殼、固定夾件、銅帶、方形卡槽和熱縮管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置，其特征在于：所述信號采集單元的通道數(shù)不少于2個，采樣率不低于100MS/S，采樣位數(shù)不少于10位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖在線注入的變壓器繞組變形檢測裝置，其特征在于：信號處理單元用于處理繞組的激勵信號和響應(yīng)信號，包括信號預(yù)處理，數(shù)據(jù)運算和后處理，其中，信號預(yù)處理主要是去除隨機干擾，采取在同一種狀態(tài)下多次測量求平均值的方式實現(xiàn)隨機噪聲的濾除；數(shù)據(jù)運算主要是繪制頻率響應(yīng)圖譜，將經(jīng)過信號預(yù)處理后的激勵信號和響應(yīng)信號分別進(jìn)行快速傅里葉變換，以此求取繞組網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)，得到繞組網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)圖譜；后處理主要是繞組變形狀態(tài)的評判，以電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為參考依據(jù)，對比獲取時間不同的同一變壓器的頻率響應(yīng)圖譜，判斷繞組變形的程度，獲取繞組的狀態(tài)，實現(xiàn)繞組變形的在線檢測。