本發(fā)明涉及電力設(shè)備故障檢測領(lǐng)域，特別涉及一種變壓器繞組變形檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國工業(yè)的迅猛發(fā)展離不開高效可靠的供電系統(tǒng)，而供電系統(tǒng)為了保證高效可靠的供電，對發(fā)生故障的電力設(shè)備需要檢測準確，尤其是供電系統(tǒng)的變壓器。根據(jù)對變壓器故障的統(tǒng)計，繞組短路強度不足造成的繞組變形占了變壓器故障的60％以上。

現(xiàn)有技術(shù)中，對變壓器的繞組變形的檢測方式有頻率響應(yīng)法，通過測量變壓器頻率響應(yīng)并比較其變化判斷繞組是否變形，此外還有低壓脈沖法、短路電抗法等方法，以上方法均需要變壓器退出運行，且試驗周期長，現(xiàn)場干擾大，如果發(fā)現(xiàn)異常還需要進行吊罩檢查，很大程度上降低了變壓器運行效率。

因此，如何減少變壓器停機檢修的時間，快速對繞組變形進行判斷，從而提高變壓器運行效率是目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器繞組變形檢測方法及系統(tǒng)，通過獲取變壓器發(fā)生故障后的繞組油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到故障后油壓數(shù)據(jù)的諧波分量，計算故障后油壓數(shù)據(jù)諧波分量和故障前油壓數(shù)據(jù)的諧波分量之比，得到諧波分量幅值比，對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，可見，本發(fā)明在變壓器發(fā)生故障后，利用現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器速度快、精度高且測量范圍大的特點，快速準確獲得油壓數(shù)據(jù)計算過程采用了函數(shù)變換和諧波分量比值，降低了油壓參數(shù)本身攜帶的誤差，同時也減少了外界影響因素，增加了檢測準確度，而且變壓器無須停機或長時間停機就能夠判斷繞組是否變形，提高了變壓器的運行效率。其具體方案如下：

一種變壓器繞組變形檢測方法，包括：

變壓器發(fā)生故障后，獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)；

對所述第一油壓數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量；

對所述繞組的第二油壓數(shù)據(jù)進行所述函數(shù)變換，得到所述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量，其中，所述第二油壓數(shù)據(jù)為所述繞組在所述變壓器發(fā)生故障之前的油壓數(shù)據(jù)；

求所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量與第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的比值，得到諧波分量幅值比；

對所述諧波分量幅值比進行判斷，若所述諧波分量幅值比超過第一閾值，則發(fā)出繞組損傷警報。

優(yōu)選的，所述函數(shù)變換為快速傅里葉變換。

優(yōu)選的，所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量和所述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量均為二次諧波分量。

優(yōu)選的，所述獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)具體包括：

對所述繞組的油壓進行實時監(jiān)測，并在所述變壓器發(fā)生故障后，獲取所述繞組的所述第一油壓數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述檢測方法還包括：

對所述二次諧波分量幅值比進行判斷，若所述二次諧波分量幅值比大于第二閾值，且小于第一閾值，則發(fā)出繞組可能損傷警告，

其中，所述第二閾值小于所述第一閾值。

優(yōu)選的，所述檢測方法還包括：

對所述二次諧波分量幅值比進行判斷，若所述二次諧波分量幅值比小于第二閾值，則對所述變壓器油壓繼續(xù)進行監(jiān)測。

本發(fā)明還公開了一種變壓器繞組變形檢測系統(tǒng)，包括：

油壓獲取模塊，用于在變壓器發(fā)生故障后，獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)；

函數(shù)變換模塊，用于對所述第一油壓數(shù)據(jù)和第二油壓數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量和所述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量，其中，所述第二油壓數(shù)據(jù)為所述繞組在所述變壓器發(fā)生故障之前的油壓數(shù)據(jù)；

比值計算模塊，用于求所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量與第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的比值，得到諧波分量幅值比；

閾值判斷模塊，用于對所述諧波分量幅值比進行判斷；

第一警報模塊，用于若所述閾值判斷模塊判定所述諧波分量幅值比超過第一閾值，則發(fā)出繞組損傷警報。

優(yōu)選的，所述函數(shù)變換模塊包括：

快速傅里葉變換單元，用于對所述第一油壓數(shù)據(jù)和第二油壓數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，得到所述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的二次諧波分量和所述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的二次諧波分量。

優(yōu)選的，所述油壓獲取模塊包括：

油壓監(jiān)測單元，用于對所述繞組的油壓進行實時監(jiān)測。

優(yōu)選的，所述檢測系統(tǒng)還包括：

第二警報模塊，用于若所述閾值判斷模塊判定所述諧波分量幅值比大于第二閾值，且小于第一閾值，則發(fā)出繞組可能損傷警告，

其中，所述第二閾值小于所述第一閾值。

本發(fā)明公開了一種變壓器繞組變形檢測方法及系統(tǒng)，通過獲取變壓器發(fā)生故障后的繞組油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到故障后油壓數(shù)據(jù)的諧波分量，計算故障后油壓數(shù)據(jù)諧波分量和故障前油壓數(shù)據(jù)的諧波分量之比，得到諧波分量幅值比，對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，可見，本發(fā)明在變壓器發(fā)生故障后，利用現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器速度快、精度高且測量范圍大的特點，快速準確獲得油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)采取函數(shù)變換得到諧波分量，通過計算對比故障前的數(shù)據(jù)，得到諧波分量幅值比，再對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，如上計算過程采用了函數(shù)變換和諧波分量比值，降低了油壓參數(shù)本身攜帶的誤差，同時也通過減少了外界影響因素造成的數(shù)據(jù)誤差，增加了檢測準確度，而且變壓器無須停機或長時間停機就能夠判斷繞組是否變形，從而提高了變壓器的運行效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種變壓器繞組變形檢測方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的一種變壓器繞組變形檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開了一種變壓器繞組變形檢測方法，參見圖1所示，包括步驟S1-S5，其中：

步驟S1：變壓器發(fā)生故障后，獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例中，獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)可以通過讀取繞組上壓力傳感器實時數(shù)據(jù)獲得，此時意味著變壓器發(fā)生故障后立即對繞組進行變形檢測的。此外也可采取其他的方式獲得上述第一油壓數(shù)據(jù)，例如讀取故障信息記錄中的油壓數(shù)據(jù)，此時意味著變壓器發(fā)生故障一段時間后對繞組進行變形檢測。

步驟S2：對上述第一油壓數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到上述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量。

本發(fā)明實施例中，對步驟S1中獲取的第一油壓數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，將其變?yōu)橄鄳?yīng)了頻域、時域等數(shù)據(jù)，從而漸少其他外在因素的影響，以漸少誤差。

可以理解的是，第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量可以是單個次數(shù)分量，例如二次諧波分量、三次諧波分量，可以是多個次數(shù)分量的集合，例如二次諧波分量與三次諧波分量。

步驟S3：對上述繞組的第二油壓數(shù)據(jù)進行上述函數(shù)變換，得到上述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量，其中，上述第二油壓數(shù)據(jù)為上述繞組在上述變壓器發(fā)生故障之前的油壓數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例中，第二油壓數(shù)據(jù)的來源可以是變壓器繞組油壓的出廠數(shù)據(jù)，也可以是在變壓器正常工作時，通過繞組上壓力傳感器獲取的壓力數(shù)據(jù)。

可以理解的是，第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量可以是單個次數(shù)分量，例如二次諧波分量、三次諧波分量，可以是多個次數(shù)分量的集合，例如二次諧波分量與三次諧波分量。

需要說明的是，步驟S2和步驟S3無先后區(qū)分，且步驟S2和步驟S3進行的順序并不影響結(jié)果，即步驟S2和步驟S3可以同時進行、也可以先進行步驟S2再進行步驟S3、也可以先進行步驟S3再進行步驟S2。

步驟S4：求上述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量與第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的比值，得到諧波分量幅值比。

本發(fā)明實施例中，由于不同次數(shù)分量的諧波分量數(shù)據(jù)相差較大，為了提高計算準確度，減小誤差，步驟S2中獲得的第一油壓數(shù)據(jù)的諧波分量的次數(shù)分量和步驟S3中獲得的第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的次數(shù)分量相同，例如，第一油壓數(shù)據(jù)的諧波分量為二次諧波分量，那么第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量也為二次諧波分量。

步驟S5：對上述諧波分量幅值比進行判斷，若上述諧波分量幅值比超過第一閾值，則發(fā)出繞組損傷警報。

本發(fā)明公開了一種變壓器繞組變形檢測方法，通過獲取變壓器發(fā)生故障后的繞組油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到故障后油壓數(shù)據(jù)的諧波分量，計算故障后油壓數(shù)據(jù)諧波分量和故障前油壓數(shù)據(jù)的諧波分量之比，得到諧波分量幅值比，對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，可見，本發(fā)明在變壓器發(fā)生故障后，利用現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器速度快、精度高且測量范圍大的特點，快速準確獲得油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)采取函數(shù)變換得到諧波分量，通過計算對比故障前的數(shù)據(jù)，得到諧波分量幅值比，再對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，如上計算過程采用了函數(shù)變換和諧波分量比值，降低了油壓參數(shù)本身攜帶的誤差，同時也通過減少了外界影響因素造成的數(shù)據(jù)誤差，增加了檢測準確度，而且變壓器無須停機或長時間停機就能夠判斷繞組是否變形，從而提高了變壓器的運行效率。

本發(fā)明實施例公開了一種具體的變壓器繞組變形檢測方法，相對于上一實施例，本實施例對技術(shù)方案作了進一步的說明和優(yōu)化。具體的：

本發(fā)明實施例中，步驟S2和步驟S3中的函數(shù)變換為快速傅里葉變換。

可以理解的是，根據(jù)傅立葉變換的原理，任何連續(xù)測量的時序或信號，都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加，而快速傅里葉變換可以減少變換的乘法計算，從而加快步驟S2和步驟S3中的函數(shù)變換過程，從而提高檢測效率。

本發(fā)明實施例中，當步驟S2和步驟S3中的函數(shù)變換采用快速傅里葉變換，則步驟S2中的第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量和步驟S3中的第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量均為二次諧波分量。

可以理解的是，由于諧波分量具有衰減特性，且三次諧波相對應(yīng)變換前的數(shù)據(jù)衰減幅度過大，誤差較大，為了提高計算準確度，因此采用二次諧波分量。

本發(fā)明實施例中，為了對繞組變形進行實時檢測，步驟S1中獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)具體包括：

對上述繞組的油壓進行實時監(jiān)測，并在所述變壓器發(fā)生故障后，獲取上述繞組的第一油壓數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例中，步驟S5中對諧波分量幅值比判斷還包括：

對上述二次諧波分量幅值比進行判斷，若上述二次諧波分量幅值比大于第二閾值，且小于第一閾值，則發(fā)出繞組可能損傷警告，

其中，上述第二閾值小于上述第一閾值。

本發(fā)明實施例中，檢測方法還包括：

對上述二次諧波分量幅值比進行判斷，若上述二次諧波分量幅值比小于第二閾值，則對上述變壓器油壓繼續(xù)進行監(jiān)測。

需要說明的是，當步驟S2和步驟S3中的函數(shù)變換采用快速傅里葉變換，且諧波分量為二次諧波分量，第一閾值優(yōu)選設(shè)置為200％，第二閾值優(yōu)選設(shè)置為50％，此時，

若二次諧波分量幅值比大于200％，則發(fā)出繞組損傷警報；

若二次諧波分量幅值比大于50％且小于200％，則發(fā)出繞組可能損傷警告；

若二次諧波分量幅值比小于200％，則返回步驟S6，即對上述繞組的油壓進行實時監(jiān)測。

本發(fā)明還公開了一種變壓器繞組變形檢測系統(tǒng)，參見圖2所示，包括油壓獲取模塊11、函數(shù)變換模塊12、比值計算模塊13、閾值判斷模塊14和第一警報模塊15，其中，

油壓獲取模塊11，用于在變壓器發(fā)生故障后，獲取繞組的第一油壓數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例中，油壓獲取模塊11可以通過讀取繞組上壓力傳感器實時數(shù)據(jù)獲得，此時意味著變壓器發(fā)生故障后立即對繞組進行變形檢測的。此外油壓獲取模塊11也可采取其他的方式獲得上述第一油壓數(shù)據(jù)，例如讀取系統(tǒng)芯片存儲區(qū)中的故障信息記錄中的油壓數(shù)據(jù)，此時意味著變壓器發(fā)生故障一段時間后對繞組進行變形檢測。

函數(shù)變換模塊12，用于對上述第一油壓數(shù)據(jù)和第二油壓數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換，得到上述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量和上述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量，其中，上述第二油壓數(shù)據(jù)為上述繞組在上述變壓器發(fā)生故障之前的油壓數(shù)據(jù)。

可以理解的是，第一油壓數(shù)據(jù)或第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量可以是單個次數(shù)分量，例如二次諧波分量、三次諧波分量，可以是多個次數(shù)分量的集合，例如二次諧波分量與三次諧波分量。

比值計算模塊13，用于求上述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量與第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的比值，得到諧波分量幅值比。

本發(fā)明實施例中，由于不同次數(shù)分量的諧波分量數(shù)據(jù)相差較大，為了提高計算準確度，減小誤差，第一油壓數(shù)據(jù)的諧波分量的次數(shù)分量和第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量的次數(shù)分量相同，例如，第一油壓數(shù)據(jù)的諧波分量為二次諧波分量，那么第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的諧波分量也為二次諧波分量。

閾值判斷模塊14，用于對上述諧波分量幅值比進行判斷。

第一警報模塊15，用于若上述閾值判斷模塊14判定上述諧波分量幅值比超過第一閾值，則發(fā)出繞組損傷警報。

本實施例中，當閾值判斷模塊判定諧波分量幅值比超過第一閾值，第一警報模塊支持如下警報方式：在顯示屏的顯示區(qū)域中通過文字或圖標予以顯示、通過喇叭發(fā)出繞組損傷警報、通過亮起特定標志著繞組損傷的信號燈。

本發(fā)明公開了一種變壓器繞組變形檢測系統(tǒng)，包括油壓獲取模塊、函數(shù)變換模塊、比值計算模塊、閾值判斷模塊和第一警報模塊，通過油壓獲取模塊獲取變壓器發(fā)生故障后的繞組油壓數(shù)據(jù)，函數(shù)變換模塊對該數(shù)據(jù)進行函數(shù)變換后，得到故障后油壓數(shù)據(jù)的諧波分量，比值計算模塊計算故障后油壓數(shù)據(jù)諧波分量和故障前油壓數(shù)據(jù)的諧波分量之比，得到諧波分量幅值比，閾值判斷模塊對幅值比進行判斷，若超過閾值，則第一警報模塊發(fā)出繞組損傷警報，可見，本發(fā)明在變壓器發(fā)生故障后，利用現(xiàn)有技術(shù)中壓力傳感器速度快、精度高且測量范圍大的特點，快速準確獲得油壓數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)采取函數(shù)變換得到諧波分量，通過計算對比故障前的數(shù)據(jù)，得到諧波分量幅值比，再對幅值比進行判斷，若超過閾值，則判斷繞組變形，如上計算過程采用了函數(shù)變換和諧波分量比值，降低了油壓參數(shù)本身攜帶的誤差，同時也通過減少了外界影響因素造成的數(shù)據(jù)誤差，增加了檢測準確度，而且變壓器無須停機或長時間停機就能夠判斷繞組是否變形，從而提高了變壓器的運行效率。

本發(fā)明實施例還公開了一種具體的變壓器繞組變形檢測系統(tǒng)，相對于上一實施例，本實施例對技術(shù)方案作了進一步的說明和優(yōu)化。具體的：

本實施例中，函數(shù)變換模塊包括：

快速傅里葉變換單元，用于對上述第一油壓數(shù)據(jù)和第二油壓數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，得到上述第一油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的二次諧波分量和上述第二油壓數(shù)據(jù)相應(yīng)的二次諧波分量。

可以理解的是，根據(jù)傅立葉變換的原理，任何連續(xù)測量的時序或信號，都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加，而快速傅里葉變換可以減少變換的乘法計算，從而加快函數(shù)變換模塊的函數(shù)變換過程，從而提高檢測效率。同時，由于諧波分量具有衰減特性，且三次諧波相對應(yīng)變換前的數(shù)據(jù)衰減幅度過大，誤差較大，為了提高計算準確度，因此采用二次諧波分量。

本發(fā)明實施例中的油壓獲取模塊包括：

油壓監(jiān)測單元，用于對上述繞組的油壓進行實時監(jiān)測。

可以理解的是，油壓監(jiān)測單元可以直接位于繞組表面，也可以位于繞組外殼內(nèi)表面。同時，油壓檢測單元具體可以由多個均勻分布在繞組表面的壓力傳感探頭組成，各探頭所獲取的油壓的平均值為油壓監(jiān)測單元所獲取的油壓數(shù)值。

為了對繞組變形情況進行詳細準確地說明，本發(fā)明實施例進一步包括：

第二警報模塊，用于若上述閾值判斷模塊判定上述諧波分量幅值比大于第二閾值，且小于第一閾值，則發(fā)出繞組可能損傷警告，

其中，上述第二閾值小于上述第一閾值。

本實施例中，當閾值判斷模塊判定諧波分量幅值比大于第二閾值，且小于第一閾值，第二警報模塊支持如下警報方式：在顯示屏的顯示區(qū)域中通過文字或圖標予以顯示、通過喇叭發(fā)出繞組可能損傷警報、通過亮起特定標志著繞組可能損傷的信號燈。

需要說明的是，當函數(shù)變換模塊中包括快速傅里葉變換單元，即對第一油壓數(shù)據(jù)和第二油壓數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，得到相應(yīng)的二次諧波分量，第一閾值優(yōu)選設(shè)置為200％，第二閾值優(yōu)選設(shè)置為50％，此時，

若二次諧波分量幅值比大于200％，則第一警報模塊發(fā)出繞組損傷警報；

若二次諧波分量幅值比大于50％且小于200％，則第二警報模塊發(fā)出繞組可能損傷警告；

若二次諧波分量幅值比小于200％，則油壓獲取模塊中的油壓監(jiān)測單元繼續(xù)對繞組的油壓進行實時監(jiān)測。

可以理解的是，第一警報模塊發(fā)出的繞組損傷警報和第二警報模塊發(fā)出的繞組可能損傷警告，可以由同一個喇叭予以警報，且可以在同一塊顯示區(qū)域顯示。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對本發(fā)明所提供的一種變壓器繞組變形檢測方法及系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。