[实用新型]具有衰减补偿模块的变压器绕组超声波阵列在线检测装置

说明书

本实用新型涉及一种具有衰减补偿模块的变压器绕组超声波阵列在线检测装置，属于变压器绕组在线检测装置。n个超声波高压驱动电路通道分别与各自的400k发射换能器电连接，n个400k接收换能器与各自的回波信号预处理电路通道电连接，该回波信号预处理电路通道分别与各自的衰减补偿模块电接连。优点是结构新颖，利用多路超声波法对变压器绕组的变形状况进行检测，比传统的方法操作更简便，检测装置体积大大减小，更加便携，检测的操作流程更为简便，大大减小了检测周期基本实现了便携检测，采用衰减补偿模块，利用深度时间增益补偿电路的特性，放大从远端反射来的有用的超声波信号，可以显著提高判断的准确度。

技术领域

本实用新型属于变压器绕组在线检测装置，尤其是指一种具有衰减补偿模块的变压器绕组超声波阵列在线检测装置。

背景技术

电力变压器具有传输电能、分配电能的重要功能，是电力系统中不可或缺的一种电力设备，它的安全稳定运行关乎整个电力系统的安全型和稳定性。而根据相关的统计调查，在常见的电力变压器故障原因中，绕组故障是导致事故的主要原因，占到各种事故原因的三分之二以上。

绕组变形是指绕组线圈在各种内部因素和外部因素的作用下发生的形状、尺寸上的不可逆转的变化。绕组变形后，可能出现绕组的固体绝缘损坏、导致绕组的电磁模型发生变化；可能产生局部放电、在变压器遭受雷击时绕组被击穿；可能导致变压器绕组散热油路不畅，导致变压器内部温度异常，影响正常工作。

目前对于变压器绕组的检测方法主要有低压脉冲法(Low Voltage Impulse，LVI)、短路阻抗法(Short-Circuit Resistance，SCR)和频率响应分析法(FrequencyResponse Analysis，FRA)，扫频阻抗法，其中：

(1)短路阻抗法

短路阻抗法是通过分析短路阻抗前后的变化情况来推断变压器绕组变形情况的一种方法。一般地，对于同一台电力变压器，绕组的短路阻抗只取决于绕组的几何尺寸。绕组的整体位移、轴向局部变形、径向局部变形等都会导致短路阻抗发生改变，即绕组变形会导致短路阻抗的变化。绕组短路电抗也常称为绕组漏电抗，因此漏电抗的改变程度可以用来反映绕组健康状态，这是短路电抗法的一个重要理论依据。

(2)低压脉冲法

低压脉冲法也简称LVI法。当频率超过一定范围时，铁芯带来的影响可以忽略，当变压器绕组发生结构变化时，网络的结构参数也会随之发生改变，而结构参数变化会导致整个网络的低压脉冲响应的变化，通过低压脉冲的响应变化情况来反应绕组的健康状态，这就是低压脉冲法检测绕组变形的理论依据。

初期人们通过示波器来检测变压器绕组的低压脉冲响应，这种方式较为落后。随着科技的进步，多种先进的信号处理方法开始得到应用，可以对较为复杂的时域信号进行快速的处理和分析。因此规范化的低压脉冲检测设备也逐渐被研制出来，并在实际绕组检测中得到了应用。

(3)频率响应分析法

频率响应分析法也称作FRA法，类似于LVI法，当频率大于一定值时，变压器绕组等值网络传递函数的零极点分布与变压器绕组结构尺寸直接相关，因此当绕组状态发生破坏或者畸变时，网络传递函数也会相应发生变化。而FRA法是通过检测一个较宽频带上的传递函数曲线变化情况来反应绕组变形的情况，这就是频率响应法的理论基础。FRA法与LVI法最主要的区别就是在频域上的差异。扫频信号发生器输出扫频信号到变压器绕组上。然后数据采集卡采集其输入和输出信号，通过上位机生成相应的频谱曲线并进行分析。在实际检测中，绕组状态改变会导致频谱曲线发生畸变或者偏差。通过与历史频谱的对比，可以判断变压器绕组健康状况。

(4)扫频阻抗法