一種變壓器繞組分析儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述分析儀包括CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊；所述CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊依次連接；所述分析儀與電源模塊相連接。本實用新型可使現(xiàn)場工作人員更容易判斷變形的情況，為分析判斷繞組的工作狀態(tài)提供了一種更有效新的手段。
【專利說明】一種變壓器繞組分析儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力系統(tǒng)，具體講涉及一種變壓器繞組分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器作為重要的電氣設(shè)備，其安全可靠運行對電力系統(tǒng)極為重要。對變壓器進行繞組變形測試，已經(jīng)成為變壓器在受到短路電流沖擊后重要的測試項目。國內(nèi)應(yīng)用較廣泛的主要采用以下兩種方法:一是頻率響應(yīng)分析法(簡稱頻響法)；二是低電壓短路阻抗法。
[0003]頻響法是利用精確的掃頻測量技術(shù)，對被試繞組施加IkHz?IMHz的低壓掃頻信號(〈10Vp-p)，測量繞組的頻率響應(yīng)特性曲線。如果繞組發(fā)生了機械變形現(xiàn)象，等值網(wǎng)絡(luò)中的分布參數(shù)隨之變化，其幅頻特征曲線的諧振點就會發(fā)生變化。
[0004]短路阻抗法現(xiàn)場應(yīng)用時，通常在變壓器的高壓繞組側(cè)加工頻的低電壓，低壓繞組側(cè)短路，測量工頻時變壓器的短路阻抗。短路阻抗值主要是漏電抗分量，由繞組的幾何尺寸所決定，變壓器繞組結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改變勢必引起變壓器漏電抗的變化，從而引起變壓器短路阻抗數(shù)值的改變。
[0005]頻響法和短路阻抗法在變壓器繞組變形測試已經(jīng)有了成功的應(yīng)用經(jīng)驗，并取得一定的效果，相關(guān)的標準也已經(jīng)頒布。但是兩種方法都各有優(yōu)缺點，對不同類型的變形敏感程度不同。在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)，某些變形在頻響法中有反映但在低電壓短路阻抗中沒有反映，相反的情況也存在。但許多變形在兩種方法中都有反映，因此同時利用兩種方法，可以有效減少誤判。為此一般要利用兩臺儀器進行兩次測試，更換兩次接線，極為耗時耗力，給現(xiàn)場測試工作帶來了很大不便。另外也存在兩種方法都無法判定變形程度的情況。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種變壓器繞組分析儀。本實用新型中的變壓器繞組分析儀，一次測試可以同時獲得全頻段的短路阻抗曲線和頻響曲線，并可以利用機器自帶顯示屏實時顯示。新型測試設(shè)備兼顧傳統(tǒng)的掃頻法測試系統(tǒng)和低電壓短路阻抗儀的優(yōu)點，同時通過對短路阻抗頻率曲線數(shù)據(jù)的進一步分析、處理，能夠更靈敏地檢測電力變壓器繞組變形情況，使現(xiàn)場工作人員更容易判斷變形的情況，為分析判斷繞組的工作狀態(tài)提供了 一種更有效新的手段。
[0007]本實用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]一種變壓器繞組分析儀，其改進之處在于，所述分析儀包括CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊；
[0009]所述CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊依次連接；
[0010]所述分析儀與電源模塊相連接。[0011]優(yōu)選的，所述CPU與程序存儲器連接；用于通過程序存儲器調(diào)取程序，所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊產(chǎn)生特定頻率的正弦波。
[0012]優(yōu)選的，所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊與信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器和信號調(diào)理模塊依次連接；所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的正弦波通過信號放大模塊和功率放大模塊將正弦波放大，正弦波通過測試鉗經(jīng)變壓器后返回到兩路信號調(diào)理模塊中對其進行濾波和適當放大。
[0013]優(yōu)選的，所述信號調(diào)理模塊與A/D高速采集模塊和FIFO模塊相連接；用于調(diào)理后信號通過A/D高速采集模塊和FIFO模塊使其由模擬量變?yōu)閿?shù)字量方便芯片處理。
[0014]優(yōu)選的，所述電源模塊與分析儀內(nèi)部各個芯片相連接；用于對儀器內(nèi)部各個芯片進行供電。
[0015]優(yōu)選的，所述CPLD模塊與A/D高速采集模塊連接；用于處理A/D高速采集模塊中的邏輯運算。
[0016]優(yōu)選的，所述USB通信模塊與控制器相連接；用于將最終處理結(jié)果輸出到控制器中。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型的有益效果為:
[0018]本實用新型中的基于掃頻法和短路阻抗法的變壓器繞組分析儀兼顧傳統(tǒng)的掃頻法測試系統(tǒng)和低電壓短路阻抗儀的優(yōu)點，一次測試就可以獲得頻響特性和短路阻抗特性曲線，在低頻段反應(yīng)短路阻抗特性中引入了新的判斷依據(jù)參數(shù):Ζ,/ω、電阻(R)和電抗(X)。觀察新引進參數(shù)Ζ,/ω、電阻(R)和電抗(X)與頻率f的關(guān)系曲線兩次測量的變化程度，可以對變壓器繞組變形進行判斷，引進的新參數(shù)在判斷繞組變形方面具有較高的靈敏度。
[0019]而在高頻段，本實用新型又可繼續(xù)利用頻響法對變壓器進行繞組變形分析。比單純的利用頻響法具有明顯的優(yōu)勢和先進性。
[0020]本實用新型可使現(xiàn)場工作人員更容易判斷變形的情況，為分析判斷繞組的工作狀態(tài)提供了 一種更有效新的手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提供的一種變壓器繞組分析儀原理圖。
[0022]圖2為本實用新型提供的一種變壓器繞組分析儀結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0024]本實用新型一種變壓器繞組分析儀由CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊組成。變壓器繞組分析儀測試開始時CPU通過程序存儲器調(diào)取程序，驅(qū)動信號發(fā)生模塊產(chǎn)生特定頻率的正弦波。通過信號放大模塊和功率放大模塊將正弦波放大，正弦波通過測試鉗經(jīng)變壓器后返回到兩路信號調(diào)理模塊中對其進行濾波和適當放大。經(jīng)過調(diào)理的信號通過A/D高速采集模塊和FIFO模塊使其由模擬量變?yōu)閿?shù)字量方便芯片處理。
[0025]其中，電源模塊負責對儀器內(nèi)部各個芯片進行供電。[0026]其中，CPLD模塊負責處理AD采樣中的邏輯運算。
[0027]其中，USB通信模塊負責將最終處理結(jié)果輸出到控制器中。
[0028]采用本實用新型一種變壓器繞組分析儀，可獲得50Hz下的變壓器短路阻抗值，與銘牌值進行比較，參照低電壓短路電抗法進行判斷；同時中高頻段的測試曲線與以前的頻響法曲線可以相比較，可以參照頻響法進行判斷，同時又可以利用阻抗一頻率特征曲線、電阻一頻率特征曲線、電抗一頻率特征曲線等進一步進行判斷。
[0029]本實用新型具體測試為:按照短路阻抗法的接線方式，將變壓器的副邊短接，在原邊施加大功率掃頻信號，通過測量裝置測試激勵和響應(yīng)信號。由于變壓器二次側(cè)短路，當驅(qū)動信號發(fā)生模塊發(fā)出的掃頻信號頻率比較低時，功率放大模塊需要輸出比較大的電流和功率。隨著驅(qū)動信號發(fā)生模塊發(fā)出的掃頻信號頻率的提高，電力變壓器的鐵芯的作用逐漸減弱。由于感抗的增加，使得功率放大模塊輸出的信號源的輸出功率降低，但該信號的幅值較大(是頻響法的10倍)，能夠有效地增強抗干擾能力。
[0030]同時，設(shè)備配有顯示屏可以隨時顯示測試曲線，并可對曲線數(shù)據(jù)進行進一步的分析、處理，能夠更靈敏地檢測電力變壓器繞組變形情況，使現(xiàn)場工作人員更容易判斷變形的情況，為分析判斷繞組的工作狀態(tài)提供了一種更有效新的手段。
[0031]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述分析儀包括CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/d高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊； 所述CPU、程序存儲器、驅(qū)動信號發(fā)生模塊、信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器、信號調(diào)理模塊、A/D高速采集模塊、CPLD模塊、FIFO模塊和USB通信模塊依次連接； 所述分析儀與電源模塊相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述CPU與程序存儲器連接；用于通過程序存儲器調(diào)取程序，所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊產(chǎn)生特定頻率的正弦波。
3.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊與信號放大模塊、功率放大模塊、測試鉗、變壓器和信號調(diào)理模塊依次連接；所述驅(qū)動信號發(fā)生模塊產(chǎn)生的正弦波通過信號放大模塊和功率放大模塊將正弦波放大，正弦波通過測試鉗經(jīng)變壓器后返回到兩路信號調(diào)理模塊中對其進行濾波和適當放大。
4.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊與A/D高速采集模塊和FIFO模塊相連接；用于調(diào)理后信號通過A/D高速采集模塊和FIFO模塊使其由模擬量變?yōu)閿?shù)字量方便芯片處理。
5.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述電源模塊與分析儀內(nèi)部各個芯片相連接；用于對儀器內(nèi)部各個芯片進行供電。
6.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述CPLD模塊與A/D高速采集模塊連接；用于處理A/D高速采集模塊中的邏輯運算。
7.如權(quán)利要求1所述的一種變壓器繞組分析儀，其特征在于，所述USB通信模塊與控制器相連接；用于將最終處理結(jié)果輸出到控制器中。
【文檔編號】G01B7/16GK203629536SQ201320849295
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】仇一凡, 周興, 李忠晶, 鞠登峰, 趙殿濱 申請人:國家電網(wǎng)公司, 北京國網(wǎng)普瑞特高壓輸電技術(shù)有限公司