一种变压器绕组变形检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器绕组变形检测系统及其检测方法，具体涉及检测系统技术领域，包括传感器模块、传声器模块、信号采集模块、自动采集模块、数据处理模块、可视化模块、云服务模块、身份验证单元、数据共享单元、数据存储单元，所述传感器模块采用永磁体吸座式压电式加速度传感器获取良好频响，通过数据处理模块对变压器变形缺陷的检测不仅可以避免重大事故的发生，还能为变压器状态检测提供最有力的数据支撑，通过云服务模块中的数据共享单元和数据存储单元，有效减少数据储存占用本地磁盘，同时有利于为变压器生产厂家以及学者提供数据，便于厂家和学者数据分析，有效的为国家电网提倡的状态检修策略。网提倡的状态检修策略。网提倡的状态检修策略。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器绕组变形检测系统及其检测方法


[0001]本专利技术涉及检测系统
，更具体地说，本专利技术涉及一种变压器绕组变形检测系统及其检测方法。

技术介绍

[0002]电力电压器是电力系统中重要且昂贵的设备，它的安全长期运行对保护电力系统安全可靠运行有极其重要作用，然而电力变压器又是电力系统中发生故障较多的部件之一，若运行中出现故障将导致大面积停电，给国民经济造成严重损失，且检修变压器的周期长，为了降低故障率有必要对电力变压器进行故障分析以保证电网的安全运行。
[0003]变压器出口短路时引起变压器的主要原因之一，对变压器机械强度的影响具有明显积累作用，故变压器绕组变形的及时检测对进一步降低变压器事故具有积极作用，变压器绕组变形是指在机械力或电动力的作用下，绕组的尺寸或形状发生了不可逆转的变化，如轴向和径向尺寸的变化，器身位移，绕组扭曲、鼓包、匝间短路等，在变压器绕组内流过很大的短路电流，短路电流在与漏磁场的相互作用下，产生很大的电动力，虽然这种暂态持续时间很短，但是变压器还是会遭到损坏，其绕组很可能发生变形。变压器绕组发生变形后，有的会立即发生损坏事故，但更多的是仍能继续运行，但会留下一定隐患。
[0004]在现有技术中，变压器受短路冲击后，通过频响法、短路阻抗方法、低压脉冲法、扫频阻抗法等对变压器绕组变形进行检测，然而这些方法需要变压器停运，因此有很大的局限性，通过短路电抗法、脉冲注入法以及暂态冲击信号法，需要从变压器的一次或二次取电压、电流信号，与整个电力系统有直接的电连接，限制了这些方法的广泛应用，同时检测数据不能实现共享，不利于变压器生产厂商以及学者对变压器的研究，因此需要一种检测准确、使用便捷的检测系统。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种变压器绕组变形检测系统及其检测方法，通过数据处理模块对变压器变形缺陷的检测不仅可以避免重大事故的发生，还能为变压器状态检测提供最有力的数据支撑，通过云服务模块中的数据共享单元和数据存储单元，有效减少数据储存占用本地磁盘，同时有利于为变压器生产厂家以及学者提供数据，便于厂家和学者数据分析，有效的为国家电网提倡的状态检修策略，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种变压器绕组变形检测系统，包括传感器模块、传声器模块、信号采集模块、自动采集模块、数据处理模块、可视化模块、云服务模块、身份验证单元、数据共享单元、数据存储单元，所述传感器模块采用永磁体吸座式压电式加速度传感器获取良好频响，所述传声器模块采用声望高品质1/2英寸预极化驻极体测量传声器MP201与ICP前置放大器，用于检测目标变压器绕组振动和铁芯振动测量，所述信号采集模块使用NI9234采集卡以及NI CompactDAQ USB机箱，构成八通道同步采集卡，
用于声音、振动信息的采集，所述自动采集模块用于长时间数据采集时，对数据进行周期性采集记录数据，所述数据处理模块对绕组振动数据和铁芯振动数据进通过算法进行分析处理，并将处理结果传输至可视化模块，所述可视化模块是对振动测点上的振动频谱进行实时显示，所述云服务模块采用无线通讯技术将现场检测的数据进行数据分析、存储、调用，所述身份验证单元用于系统用户身份验证并根据成员身份权限基于相应的服务，所述数据共享单元是针对于不同的系统用户获取他人数据并进行各种运算和分析操作，所述数据存储单元采用分布式技术将数据分类存储以及调用。
[0007]在一个优选的实施方式中，所述数据处理模块是通过时域以及频域波形上提取特征值的方式来进行分析，所述特征值具体如下：
[0008]基频：在电源频率为50Hz的系统内，振动基频为100Hz；
[0009]幅值S
f
：振动频谱中频率f处所对应的振幅；
[0010]主要频率：振动频谱中振幅最高的频率；
[0011]频率比重p
f
：频率比重主要表征频率f处的谐波分量所占比重，变压器箱体振动频率以电源频率的两倍为基频，根据变压器振动信号的特性，其频率范围基本处于100Hz～2000Hz的频率区间内；
[0012]频谱多样度：频谱多样度表征频谱中频率成分的复杂性，该值越低时，频谱中能量越集中在某些特征频率，该值越高则表明频谱中的能量越分散；
[0013]50Hz比重：振动信号中的50Hz来源于测试现场的电磁干扰，利用50Hz的比重对测点的信噪比进行初步的帅选，避免信噪比过低带来的测量误差；
[0014]奇偶次谐波比：变压器在发生直流偏磁时，振动信号中的50Hz，奇次谐波分量增多，利用奇偶次谐波比，判断变压器直流偏磁的严重程度。
[0015]在一个优选的实施方式中，所述永磁体吸座式压电式加速度传感器是特制的永磁体吸力为250N，将振动加速度传感器牢固地吸附在变压器的油箱表面，所述传声器模块与NI9234采集卡以及NI CompactDAQ USB机箱相连接，进行长距离测量，与ICP输入端相连进行声音测试。
[0016]在一个优选的实施方式中，所述信号采集模块分为两种类别工作方式，一种是多通道同步采集，另一种是多通道非同步采集，所述同步采集也叫实时采集，是对该通道内单独ADC采样保持通道，按照各个通道的输入信号采样频率进行逐点的采集实时显示输入信号的波形，适用于重复或者不重复的，单次的或者连续的信号波形，所述多通道非同步采集是指对于采集卡内部只有一个A/D转换内核，通过多路复用器轮回扫描实现多通道测量，为了避免“同步性差”和“幽灵电压”对于测量结果的干扰，选择具有同步数据采集功能的采集卡，即NI9234采集卡以及NI CompactDAQ USB机箱，构成八通道同步采集卡。
[0017]在一个优选的实施方式中，所述自动采集模块的特征有：按周期自动保存记录数据以及按触发条件下保存记录数据，触发条件包括自动倒计时设置触发或手动触发，自动采集模块开始后再操作区域停止自动采集操作。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述云服务模块包括身份识别单元、数据共享单元以及数据存储单元，所述身份识别单元通过人脸识别、密码验证以及指纹识别技术对系统用
户身份验证，身份验证通过后按照用户权限给出对应的服务，所述对应的服务指检测数据结果的查看分析或检测数据过程的查看分析，所述数据共享单元采用虚拟化技术提供访问接口，对外提供web和虚拟磁盘的访问方式提供数据存储、备份、搜索以及共享功能，数据数据上传后，以在线修改、分析同步共享到云服务模块中，保证数据的准确性，所述数据存储单元是通过分布式存储技术通过网络使用的每台机器上的磁盘空间构成一个虚拟存储设备，将数据分散存储各个设备中，系统用户登录即可在任一登录界面远程获取他人数据并进行各种运算和分析操作。
[0019]在一个优选的实施方式中，具体运行步骤如下：
[0020]S1、将传感器模块与永磁体吸座式压电式加速度传感器相连并与检测目标变压器良好接触，安装谐振频率大于大于被测振动信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器绕组变形检测系统，其特征在于：包括传感器模块、传声器模块、信号采集模块、自动采集模块、数据处理模块、可视化模块、云服务模块、身份验证单元、数据共享单元、数据存储单元，所述传感器模块采用永磁体吸座式压电式加速度传感器获取良好频响，所述传声器模块采用声望高品质1/2英寸预极化驻极体测量传声器MP201与ICP前置放大器，用于检测目标变压器绕组振动和铁芯振动测量，所述信号采集模块使用NI9234采集卡以及NI CompactDAQ USB机箱，构成八通道同步采集卡，用于声音、振动信息的采集，所述自动采集模块用于长时间数据采集时，对数据进行周期性采集记录数据，所述数据处理模块对绕组振动数据和铁芯振动数据进通过算法进行分析处理，并将处理结果传输至可视化模块，所述可视化模块是对振动测点上的振动频谱进行实时显示，所述云服务模块采用无线通讯技术将现场检测的数据进行远程数据分析、存储、调用，所述身份验证单元用于系统用户身份验证并根据成员身份权限基于相应的服务，所述数据共享单元是针对于不同的系统用户获取他人数据并进行各种运算和分析操作，所述数据存储单元采用分布式技术将数据分类存储以及调用。2.根据权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测系统，其特征在于：所述数据处理模块是通过时域以及频域波形上提取特征值的方式来进行分析，所述特征值具体如下：基频：在电源频率为50Hz的系统内，振动基频为100Hz；幅值S
f
：振动频谱中频率f处所对应的振幅；主要频率：振动频谱中振幅最高的频率；频率比重p
f
：频率比重主要表征频率f处的谐波分量所占比重，变压器箱体振动频率以电源频率的两倍为基频，根据变压器振动信号的特性，其频率范围基本处于100Hz～2000Hz的频率区间内；频谱多样度：频谱多样度表征频谱中频率成分的复杂性，该值越低时，频谱中能量越集中在某些特征频率，该值越高则表明频谱中的能量越分散；50Hz比重：振动信号中的50Hz来源于测试现场的电磁干扰，利用50Hz的比重对测点的信噪比进行初步的帅选，避免信噪比过低带来的测量误差；奇偶次谐波比：变压器在发生直流偏磁时，振动信号中的50Hz，奇次谐波分量增多，利用奇偶次谐波比，判断变压器直流偏磁的严重程度。3.根据权利要求1所述的一种变压器绕组变形检测系统，其特征在于：所述永磁体吸座式压电式加速度传感器是特制的永磁体吸力为250N，将振动加速度传感器牢固地吸附在变压器的油箱表面，所述传声器模块与NI9234采集卡以及NI CompactDAQ USB机箱相连接，进行长距离测量，与ICP输入端相连进行声音测试。4.根据权利要求1所述的一种变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑜，李晨贺，张建波，路垚，李晓明，彭昆，王勇，王匡，徐清轩，王甲立，
申请(专利权)人：国网河南淅川县供电公司，
类型：发明
国别省市：