[发明专利]一种便携式变压器绕组故障在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种便携式变压器绕组故障在线检测装置，其特征在于，包括全固态高压纳秒方波脉冲发生器、高精度采集系统和信号处理单元；

所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器连接变压器绕组的一端，用于向待检测变压器绕组发送激励脉冲信号；所述高精度采集系统同时分别连接变压器绕组的另一端、所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器及信号处理单元，用于采集全固态高压纳秒方波脉冲发生器发送的激励脉冲信号和待检测变压器绕组另一端的响应信号并发送至信号处理单元；

所述信号处理单元包括数据预处理单元、数据运算单元和数据后处理单元；所述数据预处理单元用于对激励脉冲信号和响应信号进行滤波处理，并将滤波处理后的激励脉冲信号和响应信号发送至数据运算单元；所述数据运算单元连接所述数据预处理单元，根据滤波处理后的激励脉冲信号和响应信号绘制频响图谱，再分别对预处理后的激励脉冲信号和响应信号进行快速傅里叶变换，并根据傅里叶变换结果绘制增益频响图谱；所述数据后处理单元连接所述数据运算单元，用于接收和处理增益频响图谱，判断绕组变形或绕组正常；

还包括与所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器相连接的上位机；所述上位机用于向全固态高压纳秒方波脉冲发生器发送脉冲参数指令，控制激励脉冲信号的幅值；

所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器包括，高压直流电源、主电路、开关电源、电平转换芯片和FPGA；所述开关电源用于为FPGA和电平转换芯片供电；所述高压直流电源为主电路供电，使主电路产生激励脉冲信号；所述FPGA用于接收上位机发送的脉冲参数指令并产生TTL信号I；所述电平转换芯片与所述FPGA连接，接收TTL信号I后进行电平转换，产生TTL信号II，并发送至主电路，所述TTL信号II控制主电路的开关管导通；FPGA接收到上位机发送的脉冲参数指令后，产生驱动信号，并发送至高压直流电源，所述驱动信号控制高压直流电源的输出幅值；

还包括抽拉式的机箱；所述机箱内部集成全固态高压纳秒方波脉冲发生器和高精度采集系统；所述机箱的侧壁装有散热风扇；所述机箱的侧壁设有散热孔、通信接口、响应信号接收孔、高压地线孔、电流显示屏、电压显示屏、电源启停键、电源指示灯和电源滤波器；FPGA和高压直流电源通过所述通信接口与上位机进行通信；

所述驱动信号的频率范围为10Hz～1KHz，高压直流电源的输出幅值范围为0V～800V，TTL信号I的幅值为3.3V，TTL信号II的幅值为5V；

所述激励脉冲信号的幅值范围为0V～2Kv，脉冲宽度范围为150ns～2000ns，脉冲频率范围为1Hz～1000Hz，上升沿持续时间范围为30ns～40ns，下降沿持续时间为40ns。

2.根据权利要求1所述的便携式变压器绕组故障在线检测装置，其特征在于，所述通信接口为USB接口。

3.根据权利要求1所述的便携式变压器绕组故障在线检测装置，其特征在于，所述高精度采集系统为虚拟示波器。

4.根据权利要求1所述的便携式变压器绕组故障在线检测装置，其特征在于，所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器通过电阻连接待检测变压器绕组的一端。

5.一种基于权利要求1所述的便携式变压器绕组故障在线检测装置的变压器绕组故障在线检测方法，其特征在于，具体如下：

1)所述全固态高压纳秒方波脉冲发生器向待检测变压器绕组发送激励脉冲信号；

2)所述高精度采集系统采集全固态高压纳秒方波脉冲发生器发送的激励脉冲信号和待检测变压器绕组另一端的响应信号并发送至信号处理单元，

3)所述信号处理单元对激励脉冲信号和响应信号进行滤波处理，根据滤波处理后的激励脉冲信号和响应信号绘制频响图谱，再分别对预处理后的激励脉冲信号和响应信号进行快速傅里叶变换，并根据傅里叶变换结果绘制增益频响图谱；

4)根据处理后的增益频响图谱，判断变压器绕组变形或正常。