一种新型变压器绕组变形检测装置的设计与实现

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变压器绕组变形检测装置研究与设计

硕士学位论文变压器绕组变形检测装置研究与设计Investigate to identify winding deformation of transformer and design the equipmentMIAO LijiaoB.E.(Lanzhou University Of Technology ) 2005A thesis submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofMaster of EngineeringinDetection Technology and Automatic Equipmentin theGraduate SchoolofLanzhou University of TechnologySupervisorProfessor Yang XinhuaMay,2010兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)插图索引 (III)附表索引 (V)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2设计变压器绕组变形检测装置的意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4研究的内容 (3)第2章变压器绕组变形的测试方法 (5)2.1引言 (5)2.2国内外测量方法 (5)2.2.1 低压脉冲法 (5)2.2.2 短路阻抗法 (7)2.2.3 频率响应分析法 (8)2.3课题选用的测量方法 (10)2.4频率响应法的辅佐性判断方法 (10)2.5本章小结 (12)第3章变压器绕组变形检测装置硬件设计 (12)3.1引言 (12)3.2研究内容 (12)3.2.1 测试指标 (12)3.2.2系统设计 (13)3.2.2.1 DDS扫频信号发生电路 (14)3.2.2.2调理电路的设计 (15)3.2.2.3高速A/D转换电路的设计 (18)3.2.2.4 A/D采样转换控制信号产生 (19)3.2.2.5 FIFO模块的设计 (20)3.2.2.6 USB接口电路设计 (21)3.2.2.7蓝牙模块 (24)第4章变压器绕组变形检测装置软件设计 (28)4.1引言 (28)4.2下位机程序的开发 (28)4.2.1 固件程序 (28)4.2.2 下位机主控程序 (32)4.3动态链接库 (32)4.3.1 前言 (32)4.3.2 设备访问函数 (34)4.3.3驱动程序的设计 (35)4.3.3.1 查找设备 (36)4.3.3.2 获得设备信息集 (37)4.3.3.3 识别接口信息 (38)4.3.3.4 读写设备 (38)4.3.4 动态链接库（DLL）的编写 (39)4.3.4.1 打开设备子函数 (39)4.3.4.2 关闭设备子函数 (40)4.3.4.3 读设备子函数 (41)4.3.4.4 写设备子函数 (42)4.3.4.5 对DLL的编译 (44)4.4上位机应用程序的开发 (44)4.4.1 前言 (44)4.4.2 动态链接库函数的调用过程 (45)4.4.3上位机数据处理的算法 (47)4.4.4 基于LabVIEW编程语言的数据采集程序 (52)4.4.5 基于LabVIEW编程语言的数据处理程序 (53)4.5本章小结 (54)第5章实验结果与分析 (55)5.1前言 (55)5.21K H Z～100K H Z频段的特征 (55)5.3100K H Z～600K H Z频段的特征 (55)5.4频段>600K H Z的特征 (56)5.5本章小结 (57)参考文献 (59)致谢 (62)附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 (63)摘要变压器是电力系统中的重要设备之一，它运行的稳定性对电力系统的安全运行至关重要。

一种检测电力变压器绕组变形的测试装置及测试方法[发明专利]

申请人：中国电力科学研究院,华北电网有限公司北京超高压公司地址：100192 北京市清河小营东路15号国籍：CN 代理机构：北京纪凯知识产权代理有限公司更多信息请下载全文后查看
专利内容由知识产权出版社提供
专利名称：一种检测电力变压器绕组变形的测试装置及测试方法
专利类型：发明专利发明人：鞠登峰,姚文军,毕建刚,王军,王献丽,刘巍,张国亮,邓
彦国,张金祥,刘娟5.X 申请日：20080903 公开号：CN10134 4 566A 公开日：20090114
摘要：本发明涉及一种检测电力变压器绕组变形的测试装置及测试方法，其装置包括：上位机、测试单元、DDS扫频信号发生器单元、宽频功率放大器单元和电源系统；测试单元包括中央处理器单元、数据采集单元、逻辑控制模块和通讯单元；中央处理器单元通过通讯单元与上位机交互信息，按上位机的指令向逻辑控制模块发送工作指令，同时向DDS扫频信号发生器单元发出产生相应扫频信号的指令，DDS扫频信号发生器单元产生的扫频信号传输至受试电力变压器一侧的绕组；数据采集单元连接在电力变压器绕组两端，采集数据进行调理并转换为数字信号，数字信号输送至中央处理器模块进行运算后通过通讯单元传输至上位机；逻辑控制模块同时与中央处理器模块和数据采集单元连接，以控制数据的采集和传输。

变压器绕组变形监测装置[实用新型专利]

专利名称：变压器绕组变形监测装置专利类型：实用新型专利
发明人：马莉莉
申请号：CN202020961051.1
申请日：20200529
公开号：CN212133561U
公开日：
20201211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型揭示了一种变压器绕组变形监测装置，其包括电容C1、文氏电桥振荡电路、指示电路以及电源电路。

电容C1与变压器绕组串联组成LC电路，并与文氏电桥振荡电路配合使用形成感知振荡器，当变压器绕组无匝间短路时，文氏电桥振荡电路起振，有正弦波信号输出；当变压器绕组有匝间短路时，文氏电桥振荡电路停振，无正弦波信号输出。

指示电路与文氏电桥振荡电路耦接，并根据有无正弦波信号进行灯光指示。

电源电路用于提供工作电压。

本实用新型的变压器绕组变形监测装置在不需要拆卸变压器的情况下，通过监测变压器匝间短路故障判断绕组是否变形，测量精度高，而且还可以通过灯光来指示变压器绕组是否变形，显示直观。

申请人：广西电力职业技术学院
地址：530000 广西壮族自治区南宁市西乡塘区科园大道39号
国籍：CN
代理机构：南宁图耀专利代理事务所(普通合伙)
代理人：陈剑锋
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一种变压器绕组测试装置[实用新型专利]

专利名称：一种变压器绕组测试装置专利类型：实用新型专利
发明人：何家舫
申请号：CN200520035947.2
申请日：20051027
公开号：CN2837857Y
公开日：
20061115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种涉及测试仪器的变压器绕组测试装置，包括交流电源、整流电路、被测变压器初级绕组连接端口和次级绕组连接端口、电压表头和电流表头，交流电源通过变压器与整流电路输入端相连，所述交流电源与被测变压器初级绕组连接端口相连，电压表头的电源端和电流表头的电源端分别与整流电路输出端相连，其特征在于：所述次级绕组连接端口连接测试回路，所述测试回路串接整流管、电流检测电阻和可变负载，其中，所述电流检测电阻两端分别与电流表头检测端相连，所述可变负载两端并接电压采样支路，所述电压采样信号连接至电压表头检测端，本实用新型效率高，可靠性好，实用性强。

申请人：比亚迪股份有限公司
地址：518119 广东省深圳市龙岗区葵涌镇延安路比亚迪工业园
国籍：CN
代理机构：深圳创友专利商标代理有限公司
代理人：江耀纯
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一种新的变压器绕组变形检测方法

一种新的变压器绕组变形检测方法作者：姜云龙姜德胜叶风彩来源：《科学与财富》2017年第04期摘要：目前研究现状中各类变压器绕组变形检测方法都多多少少存在一定缺陷，仅仅通过单一信息对绕组变形状况进行检测已不可靠，因此，本文基于变压器振动信号和阻抗圆特性提出一种联合分析法。

关键词：绕组变形；振动信号；阻抗圆特性引言电力变压器是电网中极其重要的设备，担负着电压升降的重要作用，其运行状况直接影响到电力系统的安全稳定运行。

变压器绕组变形或者破损是变压器故障中比较常见的故障，在变压器长期运行中，各种短路电流冲击都很容易造成变压器绕组变形或破损；在变压器运输、安装或吊罩过程中，意外冲撞颠簸和振动同样也容易导致变压器绕组变形，因此，及时准确了解电力变压器绕组变形或破损状况是极其重要的。

常见的绕组故障检测技术主要包括频率响应法、短路阻抗法和油色谱分析法等，然而前两种方法不仅对绕组的轻中度变形诊断准确度低，而且不能进行带电检测；油色谱分析法虽然可用于带电检测，但是对内部的机械结构并不敏感。

随着研究的深入，大量的检测方法被提出，这些方法大体可以分为电类检测和非电类检测两种，电类检测如基于绕组漏磁场变化的方法、短路点抗值法等，非电类检测如振动信号分析法。

然而各种方法都存在一些问题，为了保证检测结果的准确性，仅仅通过单一信息对绕组变形状况进行检测已经不可靠。

针对此，本文提出基于振动信号与阻抗圆特性联合分析的检测方法，电类检测采用振动信号法，通过检测提取振动信号中的每阶固有频率对应的单频振动衰减曲线，进而计算得到电力变压器绕组各测点的诊断参考值的变化量；非电类检测采用阻抗圆特性法，利用变压器原副边的电压电流信息，做出电压降落与原边电流的关系图，即变压器的阻抗圆特性图，进而得到反映椭圆变化的特征量——偏移角。

将参考值的变化量与偏移角的变化量加权，以此得到的结果来表示绕组变形的状态。

最后，模拟实验验证了所提方法的正确性。

1振动信号法变压器表面的振动主要来源于铁芯和绕组的振动，电力变压器稳定运行时，硅钢片的磁致伸缩引起了铁芯振动，由电流通过绕组时在绕组间、线饼间、线匝间产生的电动力引起绕组振动。

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ａｔｓｇｎｍｐｌｍｅｔｔｏｎｄＩｓＤｅｉｎａｄＩｅｎａｉｎ
ＭＩＡＯ－ｉｏ，ＬｉａＹＡＮＧｎｈａｊＸｉ— ｕ
（ｃｏｌｆＥｅｒａｎｎｏｍｔｎｌｎｉｅｉｇＬｎｈｕＵｉｅｓｙｏｃｎｅｎｅｈｏｏｙ，ａｚｏ３００Ｃｉ）ＳｈｏｏｌｔｉｌｄＩｆｒａｉａｇｎｒ，ａｚｏｎｖｒｉＳｉｃｄＴｃｎｌｇＬｎｈｕ７０５，ｈｎｃｃａｏＥｅｎｔｆｅａａ
第２２卷
第４期
甘肃科学学报
Ｊｕｎ１ｏｎｕＳｉｎｅｏｒａｆＧａｓｃｅｃｓ
Ｖｏ．ＺＮｏ４ＩＺ．
Ｄｅ．０ＯｃＺ１
２１００年１月２
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
种新型变压器绕组变形检测装置的设计与实现
压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕
组的尺寸或形状发生不可逆的变化．时发现变压及
来描述．由于每台变压器都对应有自己的响应特性，
所以绕组变形后，内部参数变化将导致传递函数其
的变化．分析和比较变压器的频率响应特性，就可以发现变压器绕组是否发生了变形．硬件系统中依在
方案以及关键部分的设计方法．机测试表明，变压器绕组变形检测装置具有实时性好、样该可靠性
高、度高以及响应快等优点，且容易实现．精而
关键词：频率响应；Ｂ；ＵＳＣＹ７８１ＣＣ６０３；ＰＬＤ
计了变压器绕组变形检测装置ｎ．装置包含扫频信］该号产生电路、数据采集电路、控制电路、数据传输电路．设计中优化各个电路模块并合理配置整体结构使得该装置具有精度高、响应快、成本低且易于测量等优点．
器投入使用前的幅频曲线和变压器变形后的幅频曲
ＡｂｔａｔＢａｅｈｓｒｃ：ｓｄｏｎｔｅＣＹ７８０３，ａｔａｓｏｍｅｗｉｄｉｇｓｅｅｔｏｄｖｃｉｄｓｇｎｄＣ６１ｒｎｆｒｒｎｎｄｔｃｉｎｅｉｅｓｅｉｅ．Ｔｈｅｓｅｉｉｐｃｆｃｈｒｗａｅｏｈｅｓｔｍｎｄｉｓｋｙｐｒｓａｅｄｓｒｂｅｎｄｔｉ．ｅｓｍｐｌｅｔｎｈｗｈｅｓｔｍａａｄｒｆｔｙｓｅａｔｅａｔｒｅｃｉｄｉｅａｌＴｈａｅｔｓｉｇｓｓｏｔｙｓｅｈｓ
线便可判断变压器绕组变形情况．
１检测装置的设计原理
频率响应分析法的原理是基于变压器的等值电路可以看成是共地的二端口网络［．二端口网络２该］
的频率特性可以用传递函数
中图分类号：ＴＭ４０５ＴＰ７１．，２２
文献标志码：Ａ
文章编号：０４０６（ＯＯ０ — １０Ｏ１０－３６２１）４０５一３
ＡｗｐｅｏａｓｏｍｅｉｄｉｇＤｅｏｍａｉｎＤｅｅｔｏｖｃＮｅＴｙｆＴｒｎｆｒｒＷｎｎｆｒｔｏｔｃｉｎＤｅｉｅ
器的事故隐患，避免事故的发生，最大程度地减少损
失，着非常重要的实际意义．有鉴于此，于ＵＢ芯片Ｃ７６０３－２Ｃ设基ＳＹＣ８１Ａ１８
次把正弦波扫频信号电路输出的不同频率的正弦波
电压信号加在变压器的一端，同时检测该频率下绕组两端的对地电压信号Ｖ（）Ｖ（）对数据经／厂和ｏ厂，过运算得到该频率下的幅频值Ｈ（）改变扫频信，．号的频率便可获得试品的一系列幅频值，由Ｌｂ再ａ— ＶＩＷ软件来处理并显示整条幅频曲线．比变压Ｅ对
ｇｏｅｌｔｅｈｇｅｉｂｌｙ，ｏｄｆｅｉｉｔ，ｉｈａｃｒｃｎｔｉｅｓｏｉｌｍｅｔｏｄｒａ— ｉ，ｉｈｒｌｉｔｇｏｌｘｂｌｙｈｇｃｕａｙａｄｉｓａｙｔｍｐｅｎ．ｍａｉｉ
苗立交，新华杨
（州理工大学电气工程与信息工程学院，肃兰州７０５）兰甘３００
摘要：基于ＣＣ８１设计了变压器绕组变形检测装置，详细介绍了该系统的具体硬件实现Ｙ７６０３并
Ｋｅｒｓ：ｆｅｅｃｅｐｎｓＵＳＣＹ７８３；ｙｗｏｄｒｑｕｎｙｒｓｏｅ；Ｂ；Ｃ６０１ＣＰＬＤ
变压器是电力系统中的重要设备之一，它运行的稳定性对电力系统的安全运行至关重要．电力变