一种变压器绕组变形的检测方法及系统技术方案

本申请提供了一种变压器绕组变形的检测方法及系统，该方法包括：采集待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励端电压；根据响应端电压和激励端电压计算待检测变压器绕组的传递函数模值；根据不同频率下的传递函数模值在坐标系中绘制频响曲线，并将变压器绕组正常时的频响曲线绘制在坐标系中；对两条频响曲线利用腐蚀算法进行预处理，获取符合预设条件的曲线数据并计算两条频响曲线的相关系数；根据相关系数与相关系数预设值的大小判断待检测变压器绕组的变形情况。该方法检测通过利用腐蚀算法对坐标系中的绘制的两条频响曲线进行预处理，去除了毛刺现象，避免了电磁信号等噪声的干扰，提高了诊断的精确度，降低了误判的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电力检测
，尤其涉及一种变压器绕组变形的检测方法及系 统。
技术介绍
变压器是电力系统中重要的电气设备，在电力系统中担任着能量分配、电压等级 转换的重要任务，其运行可靠性是电力系统稳定安全运行的重要保障。实际运行统计结果 表明，绕组变形是变压器最为常见的故障之一，可靠、准确地检测出变压器绕组变形对于降 低电力变压器事故发生率、保障变压器安全运行具有重要意义。 频率响应法是当前国内外检测变压器绕组变形最主要的方法之一。对于一个确 定的变压器，其频率响应特性是唯一的，当变压器由于某种故障而发生绕组变形时，其绕组 等效网络的频率响应特性也会随之改变。在应用频率响应法进行测试时，在变压器绕组一 侧施加正弦频率扫描信号，同时在绕组的另一侧采集该扫频信号的响应信号，然后通过处 理得到绕组的频响曲线，通过对比分析故障前后绕组频响曲线的差异来判别绕组的变形情 况。 然而，在实际测试时，由于受现场电磁信号等噪声的干扰，测得的信号存在突出的 毛刺，这样就直接导致诊断精度不高，从而可能出现误判的可能，限制了频率响应法在检测 变压器绕组变形中的实际推广应用。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种变压器绕组变形的检测方法及系统，以克服现有技 术中的频率响应法在检测变压器绕组变形中诊断精度不高，可能导致误判的问题。 为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案： -种变压器绕组变形的检测方法，包括： 采集待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励端电压； 根据所述响应端电压和激励端电压计算得到所述待检测变压器绕组的传递函数 的模值； 根据所述不同频率下的传递函数的模值在坐标系中绘制频响曲线，并将变压器绕 组正常时的频响曲线绘制在所述坐标系中； 对所述坐标系中的两条频响曲线利用腐蚀算法进行预处理，获取所述两条频响曲 线之间的差异大于差异预设值部分的曲线数据； 利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的相关系数； 根据所述相关系数与相关系数预设值的大小判断所述待检测变压器绕组的变形 情况。 优选的，所述采集待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励端电压包 括： 在所述待检测变压器绕组的一端施加正弦频率扫描信号； 利用频率响应法采集所述待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励 端电压。 优选的，所述对所述坐标系中的两条频响曲线利用腐蚀算法进行预处理，获取所 述两条频响曲线之间的差异大于差异预设值部分的曲线数据包括： 将所述两条频响曲线在所述坐标系中构建一个离散的二值图像； 利用腐蚀算法将所述二值图像中的公共部分和差异小于第一差异预设值的部分 去除，得到处理后的二值图像； 对所述处理后的二值图像进行面积阈值处理，将所述处理后的二值图像中差异小 于第二差异预设值的部分去除，获取所述两条频响曲线之间的差异大于差异预设值部分的 曲线数据。 优选的，所述利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的相关系数包括： 设定所述曲线数据为长度分别为N的两个幅值序列X(i)、Y(i)，并计算所述两个 幅值序列的标准方差和协方差，其中，i = 〇, 1，......，N-1，且X(i)、Y(i)为实数； 利用所述标准方差和所述协方差将所述两个幅值序列的协方差做归一化处理，得 到归一化后的协方差； 根据所述归一化后的协方差确定所述两条频响曲线的相关系数。 优选的，所述根据所述相关系数与相关系数预设值的大小关系判断所述待检测变 压器绕组的变形情况包括： 当所述相关系数小于第一预设值时，则判定所述待检测变压器绕组为严重变形； 当所述相关系数大于或等于第一预设值，且小于第二预设值时，则判定所述待检 测变压器绕组为明显变形； 当所述相关系数大于或等于第二预设值时，则判定所述待检测变压器绕组为轻度 变形或绕组正常。 优选的，当判定所述待检测变压器绕组为轻度变形或绕组正常后，还包括： 利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的形态距离，根据所述形态距离判断所 述待检测变压器绕组为轻度变形或绕组正常。 优选的，所述利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的形态距离，根据所述形 态距离判断所述待检测变压器绕组为轻度变形或绕组正常包括： 将所述曲线数据分成η段，预设第k段的曲线数据为两个长度为L的幅值序列 Hlk(i)、H2k(i)，其中，i = 0, 1，……，L-I，且 Hlk⑴、H2k⑴为实数； 计算所述第k段的两条曲线上每相邻两点连线的斜率qlk (i)、q2k(i)，其中，i = 0， 1，……，L-2 ; 根据所述斜率与模式区分阈值的大小对所述曲线数据的模式进行划分得到模式 值； 利用所述模式值计算所述第k段曲线数据相同频率下的两条频响曲线之间的形 态距离； 计算其余k-Ι段频响曲线的形态距离，并计算k段频响曲线形态距离的平均值； 当所述曲线形态距离的平均值小于距离阈值，则判定所述待检测变压器绕组正 常，否则，判定所述待检测变压器绕组轻度变形。 一种变压器绕组变形的检测系统，包括： 采集单元，用于采集待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励端电 压； 第一计算单元，用于根据所述响应端电压和激励端电压计算得到所述待检测变压 器绕组的传递函数的模值； 绘制单元，用于根据所述不同频率下的传递函数的模值在坐标系中绘制频响曲 线，并将变压器绕组正常时的频响曲线绘制在所述坐标系中； 预处理单元，用于对所述坐标系中的两条频响曲线利用腐蚀算法进行预处理，获 取所述两条频响曲线之间的差异大于差异预设值部分的曲线数据； 第二计算单元，用于利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的相关系数； 判断单元，用于根据所述相关系数与相关系数预设值的大小判断所述待检测变压 器绕组的变形情况。 优选的，所述采集单元包括： 施加单元，用于在所述待检测变压器绕组的一端施加正弦频率扫描信号； 采集子单元，用于利用频率响应法采集所述待检测变压器绕组在不同频率下的响 应端电压和激励端电压。 优选的，所述预处理单元包括： 构建单元，用于将所述两条频响曲线在所述坐标系中构建一个离散的二值图像； 去除单元，用于利用腐蚀算法将所述二值图像中的公共部分和差异小于第一差异 预设值的部分去除，得到处理后的二值图像； 处理单元，用于对所述处理后的二值图像进行面积阈值处理，将所述处理后的二 值图像中差异小于第二差异预设值的部分去除，获取所述两条频响曲线之间的差异大于差 异预设值部分的曲线数据。 优选的，所述第二计算单元包括： 设定单元，用于设定所述曲线数据为长度分别为N的两个幅值序列X (i)、Y (i)，其 中，i = 〇，l，……，N_1，且 X(i)、Y(i)为实数； 第一计算子单元，用于计算所述两个幅值序列的标准方差和协方差； 归一化单元，用于利用所述标准方差和所述协方差将所述两个幅值序列的协方差 做归一化处理，得到归一化后的协方差； 确定单元，用于根据所述归一化后的协方差确定所述两条频响曲线的相关系数。 优选的，所述判断单元包括第一判断子单元； 所述第一判断子单元用于当所述相关系数小于第一预设值时，则判定所述待检测 变压器绕组为严重变形；当所述相关系数大于或等于第一预设值，且小于第二预设值时，则 判定所述待检测变压器绕当前第1页1 2 3 4&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器绕组变形的检测方法，其特征在于，包括：采集待检测变压器绕组在不同频率下的响应端电压和激励端电压；根据所述响应端电压和激励端电压计算得到所述待检测变压器绕组的传递函数的模值；根据所述不同频率下的传递函数的模值在坐标系中绘制频响曲线，并将变压器绕组正常时的频响曲线绘制在所述坐标系中；对所述坐标系中的两条频响曲线利用腐蚀算法进行预处理，获取所述两条频响曲线之间的差异大于差异预设值部分的曲线数据；利用所述曲线数据计算所述两条频响曲线的相关系数；根据所述相关系数与相关系数预设值的大小判断所述待检测变压器绕组的变形情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永利，张宁，卢敏，阙凌燕，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：北京;11