[发明专利]一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电力信息检测技术领域，其涉及一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法。

背景技术

电力变压器重要而且昂贵，在运输过程中由于意外碰撞或系统短路故障的强大电动力的作用，可能会立即损坏，但一般仅发生某种程度的绕组变形,此时如不及时发现和修复变形，将可能引发电力系统故障。变压器绕组变形之后，有的立即发生损坏事故，有的则仍可以长时间地运行。绕组已发生变形的变压器常会在相当长时间内继续运行，如不能得到适时的维修，累积效应会进一步发展，即使不再出现短路事故，也会导致变压器非正常地退出运行。正确及时的变形检测能保证变压器故障元件得到及时的替换，无故障元件得到最大限度的使用，从而延长变压器的实际使用寿命。

近年来有关变压器绕组边形检测的研究越来越多，提出了大量的检测方法。由于我国电力电力变压器投入电网的数量不断在增大，传统的离线检测方法已很难满足要求。传统的短路阻抗法、低压脉冲法、频响分析法在绕组变形的检测中取得了一些效果，但这些传统方法都存在着不能在线检测，灵敏性差，抗干扰能力较低，数据获取困难等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法，以解决现有的变压器绕组变形不能在线检测的问题。

本发明的第二目的在于提供一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法，以解决现有的变压器绕组变形不能及时发现，以致不能适时维修的问题。

本发明的第三目的在于提供一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法，以解决现有的变压器绕组变形检测方法存在着灵敏性差，抗干扰能力较低，数据获取困难等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测方法，包括以下步骤：

S1：在变压器外壳上选定一个被测点，发射超声波信号，并开始计时；

S2：接收所述超声波信号的回波信号，并转化成回波电信号；

S3：对所述回波电信号进行优化处理，并停止计时；

S4：对超声波传播路径进行接收补偿，计算被测点距变压器外壳距离；

S5：寻找下一个被测点，重复S1-S4；

S6：测试全部被测点后，处理距离数据，给出变压器绕组变形诊断报告。

较佳地，所述步骤S1进一步包括：通过一高频振荡电路产生高频方波脉冲，所述高频方波脉冲通过激励电路激励超声波发射探头发射超声波信号。

较佳地，所述步骤S1进一步包括：通过自激振荡电路产生高频振荡信号对压电晶片进行激励，产生所述高频方波脉冲，使所述超声波发射探头发射相应频率的超声波。

较佳地，所述步骤S1进一步包括：参考超声波通信的调制方法，通过改变振荡波形占空比的方式得到一个特殊的振荡信号，使所述超声波接收探头接收到的所述回波信号与干扰信号的波形明显不同。

较佳地，所述步骤S1进一步包括：采用低频软探头及超声波耦合剂去除空气薄层，使所述超声波信号顺利传播进入变压器内部。

较佳地，所述步骤S2进一步包括：通过超声波接收探头接收回波信号，并转化为回波电信号。

较佳地，所述步骤S3具体包括：首先，对所述回波电信号进行放大滤波处理，输出放大滤波信号；其次，将所述放大滤波信号进行时间增益补偿或比较整形的优化处理，并输出优化处理的信号；最后，优化处理后停止计时。

较佳地，所述步骤S3进一步包括：进行时间增益补偿时，计算因吸收而使声强增益减少的分贝数；依据超声波在传播距离上幅度减少的分贝数与超声波穿过该距离的时间的关系对衰减的回波信号进行增益补偿，使接收的回波信号波形恢复，并对波形恢复的信号进行二级放大。

较佳地，所述步骤S4进一步包括：停止计时后，获得超声波传播时间；测量温度，依据该温度值计算当前声速，根据当前声速及传播时间进行温度补偿。

较佳地，所述步骤S4具体包括：根据发射超声波信号位置距变压器外壳中心位置的距离计算接收回波信号的位置距变压器外壳中心位置的距离，调整接收回波信号的位置，并根据计时的时间计算被测点距变压器外壳距离。

本发明还提供了一种基于超声波的变压器绕组变形在线检测系统，包括单片机、发射探头、接收探头、信号优化模块、温度补偿电路及定时器；