一种基于高频开关电源信号注入的变压器故障检测方法

专利主权项内容

1.一种基于高频开关电源信号注入的变压器故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：搭建高频信号注入的变压器故障检测实验平台；第二步：根据实验平台获取变压器模拟运行参数曲线；第三步：提取变压器运行曲线的特征参数得到评估因子；第四步：获取变压器故障综合评估系数；第五步：评估变压器的故障情况；所述第一步的具体过程为：变压器故障检测实验平台包括：PC端(1)、220V工频交流电(2)、隔离变压器(3)、整流桥(4)、滤波模块(5)、H逆变桥(6)、PWM波(7)、主控驱动电路(8)、耦合线圈(9)、注入检测仪(10)、注入电流互感器(11)、变压器实验主体(12)、输出检测仪(13)、输出电流互感器(14)、高压工频电(15)、用户(16)、实验平台(17)，其中：首先220V工频交流电(2)通过隔离变压器(3)进行电压变换得到可调电压正弦波，正弦波依次通过整流桥(4)、滤波模块(5)、H逆变桥(6)得到正负交替的高频方波信号，其中PC端(1)通过控制PWM波(7)和主控驱动电路(8)来调节方波信号的频率。可调频高频信号通过电容后再通过耦合线圈(9)将信号注入到变压器实验主体(12)的低压绕组中，高频信号流过变压器实验主体(12)后从高压绕组中通过等效电容后流向大地。高压工频电(15)从变压器实验主体(12)高压绕组流过经过变压后流向用户(16)来模拟在线工况。其中注入检测仪(10)、注入电流互感器(11)、输出检测仪(13)、输出电流互感器(14)分别测量注入侧、输出侧的电压和电流信号，最终处理数据、拟合曲线、提取曲线的特征参数来获取故障综合系数评估变压器的故障情况；所述第二步的具体过程为：在变压器故障检测实验平台上，首先220V工频交流电(2)通过隔离变压器(3)进行电压变换得到可调电压正弦波，正弦波依次通过整流桥(4)、滤波模块(5)、H逆变桥(6)得到正负交替的高频方波信号，可调频高频信号通过电容后再通过耦合线圈(9)将信号注入到变压器实验主体(12)的低压绕组中，高频信号流过变压器实验主体(12)后从高压绕组中通过等效电容后流向大地。注入检测仪(10)、注入电流互感器(11)得到注入信号U、I的幅值和相位；输出检测仪(13)、输出电流互感器(14)得到输出信号U、I的幅值和相位；其中电压单位是V，电流单位是A。其中U、U的相位差是I、I相位差是/>PC端(1)通过控制PWM波(7)和主控驱动电路(8)来调节注入方波信号的频率f，其中f为频率取点(i＝1, 2……N), f的单位为Hz。然后以横坐标为lnf，纵坐标分别为/>和/>(其中i为每次不同频率对应的取值数点，i＝1, 2……N)，最后根据横纵坐标绘出变压器模拟运行参数曲线p、p；11221212iii12所述第三步的具体过程为：基于第二步已经得到的变压器模拟运行参数曲线p、p，对已获得的参数曲线进行特征参数提取。其中每条参数曲线有N个取点，每个取点对应的频率是f；每个取点对应不同的响应征值分别为Y、Y。其中Y、Y分别是响应征值最大值；Y、Y分别是响应征值平均值；U、U的相位差是I、I相位差是/>最后对曲线的特征参数根据公式(1)进行拟合计算出评估因子ψ和评估因子ψ为：12i1(i)2(i)1max2max1av2av121212所述第四步的具体过程为：基于第三步已经得到的评估因子ψ、ψ，根据公式(2)获取变压器故障综合评估系数σ为：12所述第五步的具体过程为：根据第四步计算得出的变压器故障综合评估系数σ可以评估变压器的故障情况，若σ＞0.72，则表明该变压器运行状况良好，可以继续运行；若σ≤0.72，则表明该变压器内部存在故障，应及时停电检修。