一种在线变压器阻抗谱测量系统及测量方法技术方案

本公开揭示了一种在线变压器阻抗谱测量系统，包括：信号测量模块，用于输出不同频率的第一电压激励信号对变压器进行激励，以及用于测量变压器输出的不同频率的电流响应信号的幅值和相位；线性倍压模块，用于将所述第一电压激励信号升压为第二电压激励信号并输入变压器；上位机，用于记录所述不同频率的电流响应信号的幅值和相位，并生成变压器阻抗谱。本公开还揭示了一种在线变压器阻抗谱测量方法。本公开通过测量宽频带下的阻抗，可以准确评估变压器绝缘中的绝缘缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种在线变压器阻抗谱测量系统及测量方法
本公开属于在线变压器阻抗谱测量
，特别涉及一种在线变压器阻抗谱测量系统及测量方法。
技术介绍
变压器作为电力设备不可或缺的一部分，承担着电力运输、电压转换的作用，由于长时间运行和内部应力场错综复杂，电力变压器极易出现故障，需要实时对其状态进行评估。变压器绝缘的稳定性问题受到广泛的关注，因此，对变压器整体绝缘的评估并合理预防显得尤为重要。目前传统的检测方法是离线的，变压器在离线时取出内部一部分绝缘纸或绝缘油进行老化受潮检测，设备无法实时受到检测，这就导致有潜在危险的发生。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种在线变压器阻抗谱测量系统，通过测量宽频带下的阻抗，可以准确评估变压器绝缘中的绝缘缺陷。为实现上述目的，本公开提出以下技术方案：一种在线变压器阻抗谱测量系统，包括：信号测量模块，用于输出不同频率的第一电压激励信号对变压器进行激励，以及用于测量变压器输出的不同频率的电流响应信号的幅值和相位；线性倍压模块，用于将所述第一电压激励信号升压为第二电压激励信号并输入变压器；上位机，用于记录所述不同频率的电流响应信号的幅值和相位，并生成变压器阻抗谱。优选的，所述信号测量模块接入变压器的高压接地端，所述线性倍压模块接入变压器的低压接地端。优选的，所述信号测量模块采用锁相放大器。优选的，所述第一电压激励信号的频率为1mHz-10kHz，电压为0-5V。优选的，所述线性倍压模块包括电压运算放大器、第一调节电阻和第二调节电阻，所述第一调节电阻连接电压运算放大器的同相输入端，所述第二调节电阻连接电压运算放大器的反相输入端。优选的，所述第二电压激励信号与所述第一电压激励信号频率相同。优选的，所述第二电压激励信号的电压幅值为0-50V。本公开还提供一种变压器在线阻抗谱测量方法，包括如下步骤：S100：信号测量模块输出不同频率的第一电压激励信号；S200：所述第一电压激励信号经线性倍压模块升压后获得第二电压激励信号并输入变压器低压接地端；S300：所述第二电压激励信号对变压器激励产生不同频率的电流响应信号并由变压器高压接地端输出至信号测量模块；S400：信号测量模块对所述不同频率的电流响应信号进行测量并获得与频率相对应的幅值和相位；S500：上位机根据测量所得的不同频率的电流响应信号的幅值和相位生成变压器阻抗谱。优选的，所述第一电压激励信号的频率为1mHz-10kHz。优选的，所述第二电压激励信号的频率与所述第一电压激励信号的频率相同。与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：1、本公开通过充分利用锁相放大器的性能，实现了对低至1mHz超低频信号幅值和相位的精确测量，从而实现了宽频范围内(1mHz～10kHz)在线变压器阻抗的精确测量；2、通过调节锁相放大器输出的电压激励信号的频率来调节变压器低压侧接地端电压幅值，可实现较大的阻抗测量范围；3、本公开具有成本低，便携化、操作简便等优点，适合对在线变压器阻抗谱进行测量和分析。附图说明图1是本公开一个实施例提供的一种在线变压器阻抗谱测量系统结构示意图；图2是本公开一个实施例提供的变压器与信号测量模块及线性倍压模块的连接示意图；图3是本公开一个实施例提供的线性倍压模块的结构示意图；图4(a)是本公开一个实施例提供的变压器阻抗谱实部示意图；图4(b)是变压器阻抗谱虚部示意图。具体实施方式下面将参照附图1至图4(b)详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种在线变压器阻抗谱测量系统，包括：信号测量模块，用于输出不同频率的第一电压激励信号对变压器进行激励，以及用于测量变压器输出的不同频率的电流响应信号的幅值和相位；线性倍压模块，用于将所述第一电压激励信号升压为第二电压激励信号并输入变压器；上位机，用于记录所述不同频率的电流响应信号的幅值和相位，并生成变压器阻抗谱。本实施例通过给变压器施加不同频率的激励电压信号，并通过测量不同频率的电流响应信号的阻抗值实时生成变压器的阻抗谱，相比现有技术，能够对变压器进行在线测量，从而能够避免潜在故障的发生。另一个实施例中，所述信号测量模块接入变压器的高压接地端，所述线性倍压模块接入变压器的低压接地端。本实施例中，由于变压器在运行过程中高压接地端电流较低，因此，变压器输出的电流响应信号噪声小，将信号测量模块接入变压器的高压接地端能够减小对电流响应信号的测量误差；同样，由于变压器在运行过程中低压接地端电流较大，将线性倍压模块接入变压器低压端，能够使变压器运行的噪声对由线性倍压模块输出的电压激励信号的影响降到最小。另一个实施例中，所述信号测量模块采用锁相放大器。本实施例中，锁相放大器具有频率滤除功能，同时，锁相放大器具有测量精准度高、测量频带宽的特点，能够很好的满足变压器阻抗谱测量的要求，本实施例优选采用锁相放大器SR830，其输入端连接变压器高压侧接地端，输出端连接线性倍压模块的输入端，同时，锁相放大器SR830通过GPIB或RS232接口与上位机相连。需要说明的是，锁相放大器包括直流和交流两种耦合方式。采用交流耦合对变压器的电流响应信号进行测量时，信号频率在10Hz以上时，测量结果较为精确，而信号频率低于10Hz时，测量结果会有严重的幅值和相位误差，这是由于交流耦合相当于一个高通滤波器，信号频率过低时，锁相放大器无法区分出直流信号和低频信号。因此在对变压器进行测量时，需要在10Hz处切换锁相放大器的工作模式。另一个实施例中，所述第一电压激励信号的频率为1mHz-10kHz，电压为0-5V。本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线变压器阻抗谱测量系统，包括：/n信号测量模块，用于输出不同频率的第一电压激励信号对变压器进行激励，以及用于测量变压器输出的不同频率的电流响应信号的幅值和相位；/n线性倍压模块，用于将所述第一电压激励信号升压为第二电压激励信号并输入变压器；/n上位机，用于记录所述不同频率的电流响应信号的幅值和相位，并生成变压器阻抗谱。/n

【技术特征摘要】
1.一种在线变压器阻抗谱测量系统，包括：
信号测量模块，用于输出不同频率的第一电压激励信号对变压器进行激励，以及用于测量变压器输出的不同频率的电流响应信号的幅值和相位；
线性倍压模块，用于将所述第一电压激励信号升压为第二电压激励信号并输入变压器；
上位机，用于记录所述不同频率的电流响应信号的幅值和相位，并生成变压器阻抗谱。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，优选的，所述信号测量模块接入变压器的高压接地端，所述线性倍压模块接入变压器的低压接地端。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号测量模块采用锁相放大器。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电压激励信号的频率为1mHz-10kHz，电压为0-5V。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线性倍压模块包括电压运算放大器、第一调节电阻和第二调节电阻，所述第一调节电阻连接电压运算放大器的同相输入端，所述第二调节电阻连接电压运算放大器的反相输入端。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明，杨凯歌，谢佳成，徐广昊，范文杰，刘文君，吴文杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61