一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统，所述系统包括：上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；上位机指令模块根据用户需求转化为上位机指令；通过无线通讯方式将所述上位机指令发送至下位机检测单元；下位机检测单元与所述待检测变压器绕组负载相连，所述下位机检测单元具有检测运算功能，对负载输出信号的采集和计算，并上传至上位机进行检测分析；所述系统避免了长距离接线、避免现有技术检测准确性及一致性偏低、检测效率偏低的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统


[0001]本技术涉及电力
，更具体地，涉及一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统。

技术介绍

[0002]电力变压器是电力系统的关键核心设备，且在电网系统中设备装用量巨大，其运行可靠性直接关系到电力系统的供电安全。然而近年来，变压器绕组变形故障频发，位居变压器故障首位，据不完全统计，变压器绕组变形故障占变压器全部故障的33.8％。频繁的变压器绕组变形故障导致了极大的设备可靠性的担忧，尤其随着电力系统规模越来越大，容量越来越高，系统短路电流水平逐年提升，变压器绕组变形故障隐患更加突出，系统短路后，如何快速有效地检测出变压器是否发生绕组变形，避免变压器故障损毁，已经成为运维单位重点关注的问题，亟需解决。
[0003]频率响应法是目前公认的检测绕组变形最为有效的技术手段，在变压器绕组变形离线检测方面取得了良好的应用效果。但是现有对频响法的应用，存在以下问题：
[0004](1)检测准确性及一致性偏低。现有技术信号发生及采集点距离被测变压器测试点距离过大，通常为10米～20米的空间距离，二者之间通过长同轴线连接，同轴线屏蔽层通过长距离接地线与接地点连接。由于高频信号在长距离传输线中传播时受到空间耦合干扰的影响较大，导致测量到的高频信号衰减、畸变严重，影响计算结果的准确性。同时，现场接线环境较为复杂，针对相同试品的每次检测难以保证信号连线的走向、位置完全一致，每次测试中杂散参数对检测结果的作用不同，导致测试一致性偏低。
[0005](2)检测效率偏低。现有技术检测时需要用到大量长距离线缆及供电系统，系统结构复杂且接线繁琐，导致检测过程中接线、拆线耗时过多，严重降低检测效率。
[0006](3)检测范围难以扩展。现有检测技术将算法集中在上位机，检测电路集中在下位机，算法与检测电路分离，原始检测数据必须全部上传至上位机进行统一运算。这种模式导致检测数据冗余度过高，单机检测范围难以扩展。

技术实现思路

[0007]为了解决
技术介绍
存在的现有检测方法及装置在现场应用中存在接线繁琐、检测准确度及一致性偏低、检测效率低下等问题，本技术提供了一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统，所述系统通过无线网络实现现场检测装置与上位机控制单元进行交互，将检测运算下沉至硬件检测电路中，使信号采集、数据处理和计算均在现场实现，所述一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统包括：
[0008]上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；
[0009]所述上位机指令模块用于接收用户的控制要求信息，并转化为预设的上位机指
令；所述上位机指令单元与所述上位机无线通讯模块相连；所述上位机指令模块通过所述上位机无线通讯模块将所述上位机指令发送至下位机检测单元；所述上位机指令包括扫频信号信息；
[0010]所述上位机无线通讯模块以及所述下位机无线通讯模块用于通过预设的无线通讯协议建立通讯通道进行数据传输；
[0011]所述扫频信号发生模块的输出端与待检测变压器绕组负载的输入端相连；所述信号处理模块的输入端与所述待检测变压器绕组负载的输出端相连；
[0012]所述扫频信号发生模块通过所述下位机无线通讯模块获得上位机指令中的扫频信号信息，根据所述扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；
[0013]所述信号处理模块具有两个输入端，分别与所述待检测变压器绕组负载的两路输出端相连；
[0014]所述信号处理模块用于根据预设规则对所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号进行预处理，并将所述预处理后的两路所述输出信号传输至所述信号计算模块的输入端；
[0015]所述信号计算模块用于根据所述两路输入信号以及预设规则计算获得检测参数，并将所述检测参数通过所述下位机无线通讯模块上传至所述上位机控制单元；
[0016]所述上位机控制单元用于根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。
[0017]进一步的，所述扫频信号信息包括扫频信号信息包括信号峰值、扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数；
[0018]所述信号峰值、扫频起始频率、扫频方式以及扫频截止频率通过接收用户在对应的预设的参数区间内确定的控制要求信息而确定。
[0019]进一步的，所述扫频方式包括线性扫频方式以及对数扫频方式；
[0020]所述上位机指令模块用于根据所述扫频起始频率、扫频截止频率、扫频方式以及扫频点数确定频率数组；
[0021]所述扫频信号发生模块根据所述频率数组中的频率值依次进行扫频信号的发生；
[0022]当所述扫频方式为线性扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
[0023][0024]当所述扫频方式为对数扫频方式时，所述频率数组的计算方式为:
[0025][0026]其中，f2为扫频截止频率，f1为扫频起始频率，N为扫频点数，i为扫频次数，i＝0,1,2
…
N
‑
1。
[0027]进一步的，所述信号处理模块包括带通滤波子模块以及AD采集子模块；
[0028]所述带通滤波子模块用于将所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号按照预设的一个或多个滤波频段进行滤波，获得滤波后的两路输出信号；
[0029]所述AD采集子模块用于对所述滤波后的输出信号进行AD转换，获得两路数字输出信号。
[0030]进一步的，所述上位机指令包括滤波控制信息；所述带通滤波子模块用于根据所述滤波控制信息确定是否进行带通滤波；若确定不进行带通滤波，则将所述原始的两路输出信号传输至AD采集子模块。
[0031]进一步的，所述信号处理模块还包括量程调整子模块；
[0032]所述量程调整子模块用于根据预设判断方法判断对搜索输出信号的采集量程是否需要调整；
[0033]所述预设判断方法包括将当前采集输出信号的信号峰值与当前量程进行比较，若所述信号峰值处于所述当前量程的预设比例范围内，则无需进行量程调整；若所述信号峰值高于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程上调；若所述信号峰值低于所述当前量程的预设比例范围，则按照预设比例将所述量程下调。
[0034]进一步的，所述信号计算模块计算所述的所述检测参数包括幅频参数以及相频参数；
[0035]所述幅频参数H的计算公式为：
[0036]H＝20lg(V2/V1)
[0037]所述相频参数C的计算公式为：
[0038]C＝θ2‑
θ1[0039]其中，H为幅频参数；V1为第一路通道采集波形的峰峰值；V2为第二路通道采集波形的峰峰值；C为相频参数；θ1为第一路通道采集波形的初始相位；θ2为第二路通道采集波形的初始相位。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线通讯的变压器绕组变形频响法检测运算系统，其特征在于，所述系统包括：上位机控制单元以及下位机检测单元；所述上位机控制单元包括上位机指令模块以及上位机无线通讯模块；所述下位机检测单元包括下位机无线通讯模块、扫频信号发生模块、信号处理模块以及信号计算模块；所述上位机指令模块用于接收用户的控制要求信息，并转化为预设的上位机指令；所述上位机指令单元与所述上位机无线通讯模块相连；所述上位机指令模块通过所述上位机无线通讯模块将所述上位机指令发送至下位机检测单元；所述上位机指令包括扫频信号信息；所述上位机无线通讯模块以及所述下位机无线通讯模块用于通过预设的无线通讯协议建立通讯通道进行数据传输；所述扫频信号发生模块的输出端与待检测变压器绕组负载的输入端相连；所述信号处理模块的输入端与所述待检测变压器绕组负载的输出端相连；所述扫频信号发生模块通过所述下位机无线通讯模块获得上位机指令中的扫频信号信息，根据所述扫频信号信息生成扫频信号并输出至所述变压器绕组负载中；所述信号处理模块具有两个输入端，分别与所述待检测变压器绕组负载的两路输出端相连；所述信号处理模块用于根据预设规则对所述待检测变压器绕组负载的两路输出信号进行预处理，并将所述预处理后的两路所述输出信号传输至所述信号计算模块的输入端；所述信号计算模块用于根据所述两路所述输出信号以及预设规则计算获得检测参数，并将所述检测参数通过所述下位机无线通讯模块上传至所述上位机控制单元；所述上位机控制单元用于根据预设分析方法对所述检测参数进行分析，获得所述变压器绕组变形检测结果。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：常文治，袁帅，于浩，毕建刚，杜非，许渊，杜劲超，邵明鑫，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：