[发明专利]一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统及方法，关于电力电子技术和电力系统领域，该系统包括高频交变电流信号发生模块和频率响应分析模块，可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统。高频交变电流信号发生模块采用直接数字频率合成(DDS)技术，用于产生宽带的高频交变电流信号，频率响应分析模块主要完成对高频交变电流信号f₁～f₂的实时采集、滤波、放大以及检波、解调、结果显示等处理，有效对变压器绕组材质进行检测分析。

技术领域

本发明关于电力电子技术和电力系统领域，特别是关于一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统及方法。

背景技术

我国部分配电变压器制造公司会采用绕组用铝、铝合金或铜包铝等材质代替铜材的方式降低生产成本，“以铝代铜”现象较为隐蔽，生产完成后，成品外观及接线端子很难识别出来，只要设计合理，现有标准规定的实验项目很难发现变压器绕组是否有“以铝代铜”的情况，这会给电网运行埋下隐患。

现有的绕组材质分析的手段难以检测绕组材质中是否包含铝、铝合金或铝包铜等材质，如X射线法，该方法通过研究铜和铝试品的X射线透射规律，并模拟配电变压器线圈使用铜和铝线时的X射线透射试验，给出铜材与铝材绕组变压器X射线透射照片的黑度对比分析结果，这种方法操作复杂，工程实用性较差；电阻温度系数法，是金属材质无损检测的传统方法，该方法一直无法实现工程应用的原因是绕组直流电阻值太低，低压侧通常为毫欧级，测量精度和误差控制难以达到判别要求。

多参数综合辨识方法，利用配电变压器不同绕组材质，其尺寸、重量以及直流电阻等性能参数存在差异的特点，综合判断辨识，但是该方法只能判断干式变压器的绕组材质，具有一定的局限性，且判断标准同样难以确定。

电涡流技术识别，难以实现无损检测。

Seebeck效应，对于由两种不同的导体串联组成的回路，当两个接头处的温度恒定时，回路中的热电势只与组成该热电偶的金属材料相关，因此可用此热电势值来鉴别金属材质，本方法测试时间长，资源消耗大限制了其推广应用。

发明内容

本发明实施例目的是要提供一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统及方法，其将至少部门克服上述缺点和不足，能够有效解决各类变压器绕组材质分析方案难操作、难实现、周期长、难推广的问题，能够有效的对变压器绕组材质进行检测分析。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统，包括高频交变电流信号发生模块和频率响应分析模块；高频交变电流信号发生模块采用直接数字频率合成(DDS)技术，用于产生宽带的高频交变电流信号，频率在宽带范围内，连续变化；频率响应分析模块主要完成对高频交变电流信号f₁～f₂的实时采集、滤波、放大以及检波、解调、结果显示等处理；

为实现上述目的，本发明实施例提供一种可用于变压器特性分析的宽带频率响应检测系统，所述检测系统包括信号合成电路、信号调理电路、电源管理电路、检波/解调模块和主控模块，所述信号合成电路以告诉可编程芯片(FPGA)和高速数模转换器(DAC)为核心，用以实现高频交变信号的调制、编码、频率合成；所述信号调理电路，主要包括滤波器、放大电路以及防护电路，用以实现对数模转换之后的信号进行调理，获得较强的信号驱动能力；所述检波/解调模块包含低通滤波器、宽带运算放大器、功率检波器，用于对高频交变电流信号进行采集、滤波、放大、解调；所述主控模块主要完成对检波/解调数据的记录/分析，显示结果等。