[发明专利]基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法

权利要求书

1.一种基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：高压纳秒方波脉冲发生器生成高压纳秒脉冲信号；

步骤二：高压纳秒脉冲信号经过信号注入及保护电路，传输至安装于变压器套管的变压器信号传感器，将纳秒脉冲信号耦合至绕组上；

步骤三：数据采集模块采集高压纳秒脉冲信号及绕组末端中性点的电流响应信号，并转化为数字信号；

步骤四：数据处理模块对所述的数字信号进行傅里叶变换，求取绕组的频率响应曲线，并计算所述频率响应曲线的相关系数、标准偏差等特征参量，判别变压器绕组的变形程度。

2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法，其特征在于：在步骤一中，通过上位机与中央控制模块通信，上位机提供所需生成高压纳秒脉冲的参数指令，中央控制模块产生相对应的驱动信号，驱动脉冲发生电路产生高压纳秒脉冲；

所述中央控制模块包括单片机单元、现场可编程门阵列单元、调压电路单元和同步触发电路单元；所述单片机单元，用于生成触发控制参数，经过现场可编程门阵列单元生成控制参数和触发参数，分别经过调压电路单元和同步触发单元生成电压调理信号和同步触发信号，传输至脉冲发生电路；

所述脉冲发生电路主要由马克思发生器构成，包括高压直流电源、二极管、充电电容、金属氧化物半导体场效应晶体管开关，其中高压直流电源由所述的电压调理信号进行智能控制，金属氧化物半导体场效应晶体管开关由所述的同步触发信号进行开关导通与关断的智能控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法，其特征在于：在步骤二中，信号注入及保护电路由与同轴超高频电缆匹配的匹配电阻、滤波电容、气体放电管和压敏电阻构成，变压器信号传感器安装于靠近接地法兰的变压器套管外绝缘层上；

信号注入及保护电路正向实现纳秒脉冲信号无损注入至变压器信号传感器，同时反向对于变压器信号传感器耦合的套管导杆工频高压起到滤波作用，起到了高通滤波器的作用，保护高压纳秒方波脉冲发生器不受工频高压影响而损坏；

变压器信号传感器是缠绕在变压器高压套管外绝缘层上的金属薄带，并配置接口，所述的金属薄带与变压器套管内部导杆以及套管介质形成耦合电容，基于该耦合电容可以实现纳秒脉冲信号的耦合式注入至绕组的首端。

4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法，其特征在于：在步骤三中，数据采集模块主要由模数转换器、电压传感器、电流传感器、高通滤波器构成，由电压传感器将所述的高压纳秒脉冲信号转换至低幅值电压，由模数转换器对低电压信号进行数据采集；同时电流传感器对绕组末端中性点电流信号进行I-V转换，并经过高通滤波器，滤除工频电流信号的同时采集高频响应信号，并由模数转换器对低电压信号进行数据采集，传输至数据处理模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于脉冲耦合注入的电力变压器绕组变形在线检测方法，其特征在于：在步骤四中，数据处理模块包括频率响应曲线绘制模块、特征参量计算模块和绕组状态评判模块；所述频率响应曲线绘制模块，将数据采集模块采集的数字信号进行傅里叶变换，根据下式进行频率响应数据的计算，从而绘制频率响应曲线：

TF=20log|Iout(f)||Vin(f)|]]>

式中，I_out(f)为绕组末端中性点的电流响应信号，V_in(f)为高压纳秒脉冲信号；

特征参量计算模块，根据频率响应数据计算得到相关系数、标准偏差、极值点对应情况等特征参量；

绕组状态评判模块将特征参量与绕组变形的判据进行对比，从而判断绕组变形的程度，获取绕组的状态，实现绕组变形的在线检测。