專(zhuān)利名稱(chēng)：變壓器繞組變形測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓器的測(cè)試裝置，具體的講是變壓器繞組變形測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
目前對(duì)變壓器的故障檢測(cè)通常有以下幾種方法阻抗法最早使用的繞組變形測(cè)試方法是阻抗法。其原理是通過(guò)測(cè)量變壓器繞組 在50Hz下的阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗值的變化來(lái)判斷變壓器繞組是否發(fā)生了危及運(yùn)行的變形，如匝間短路、開(kāi)路、線圈位移等。國(guó)標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))都規(guī)定了額定電流下漏抗變化的限值，IEC建議超過(guò)3%為異常，國(guó)標(biāo)認(rèn)為根據(jù)線圈結(jié)構(gòu)的不同取2% 4%。美國(guó)ANSI標(biāo)準(zhǔn)96年版已將短路阻抗測(cè)試作為預(yù)試項(xiàng)目之一。而多年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)表明，由于受條件所限，阻抗法很難達(dá)到額定電流(尤其是針對(duì)大型變壓器)，且對(duì)測(cè)試儀表的檢測(cè)精度要求很高，往往難以獲得必要的檢測(cè)靈敏度，有時(shí)僅對(duì)那些繞組變形嚴(yán)重的變壓器有效。脈沖法在變壓器繞組的一端對(duì)地加入標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓信號(hào)(100V)，利用數(shù)字化記錄設(shè)備同時(shí)測(cè)量繞組兩端的對(duì)地電壓信號(hào)Vo (t)和Vi (t)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，最終得到該變壓器繞組的傳遞函數(shù)h(t)或H(jco)，即h (t) =Vo (t) /Vi (t)h (j ω ) =Vo (j ω ) /Vi (j ω )然后根據(jù)波形變化來(lái)判斷變壓器繞組變形。頻響法繞組的一端輸入掃頻電壓信號(hào)Vs (依次輸入不同頻率的正弦波電壓信號(hào))，通過(guò)數(shù)字化記錄設(shè)備同時(shí)檢測(cè)不同掃描頻率下繞組兩端的對(duì)地電壓信號(hào)Vi (η)和Vo (η)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，最終得到被測(cè)變壓器繞組的傳遞函數(shù)H (η):H (n) =201og[Vo (n) /Vi (η)]并將頻率響應(yīng)根據(jù)頻率描繪成曲線來(lái)判斷變壓器繞組變形。掃頻阻抗法掃頻阻抗法是一種新型的繞組變形研究方法，可以全面診斷繞組特性，且可以兼顧工頻阻抗值的測(cè)量，看其是否符合產(chǎn)品的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件要求，并對(duì)負(fù)載損耗和短路阻抗不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的原因進(jìn)行分析，找出變壓器結(jié)構(gòu)和制造的缺陷。由于一直以來(lái)，在現(xiàn)場(chǎng)采用工頻電源作為試驗(yàn)電源，測(cè)試出變壓器的負(fù)載損耗和短路阻抗值。雖然能作為判斷的依據(jù)，但隨著電力需求的增長(zhǎng)以及多變的工況，對(duì)電力主設(shè)備變壓器的監(jiān)控和檢測(cè)，預(yù)防主設(shè)備事故的要求越來(lái)越高。這不僅要能對(duì)變壓器在事故后進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，同時(shí)為變壓器預(yù)期的劣化和事故可能的發(fā)生做出科學(xué)的判據(jù)顯的尤為重要。同時(shí)在工頻下的低壓阻抗法測(cè)試中，由于單一的阻抗值對(duì)比，以及工頻電源諧波干擾，使測(cè)試值與真實(shí)值有一定的偏差，這就為有些處于臨界值的判斷帶來(lái)了不可預(yù)期的結(jié)果。這使得傳統(tǒng)的測(cè)試方法存在如下缺陷(I)傳統(tǒng)測(cè)試模式下，不能有效開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化電氣試驗(yàn)。傳統(tǒng)工頻下的阻抗值單一、對(duì)判斷繞組特性不夠。盡管建立標(biāo)準(zhǔn)的掃頻下的阻抗測(cè)試，通過(guò)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試能夠減少人為失誤，避免測(cè)試漏項(xiàng)，但傳統(tǒng)測(cè)試模式下標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試工作無(wú)法有效開(kāi)展。測(cè)試報(bào)告完成后還需要人工把測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試報(bào)告輸入電腦、PMS系統(tǒng)保存，增加勞動(dòng)量和錯(cuò)誤幾率，降低測(cè)試效率。(2)傳統(tǒng)測(cè)試模式下，數(shù)據(jù)分析深度低。傳統(tǒng)測(cè)試模式下，測(cè)試人員主要局限于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，而對(duì)數(shù)據(jù)深度分析、查詢、縱向或橫向比對(duì)缺乏條件，因此根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論往往比較淺薄，深度分析需要回到班組才能進(jìn)行，但此時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)如有異常、超標(biāo)被試設(shè)備往往已經(jīng)投運(yùn)，不可能再停電進(jìn)行重新測(cè)試。
(3)傳統(tǒng)測(cè)試模式下，測(cè)試數(shù)據(jù)處理等后期工作量大。傳統(tǒng)測(cè)試模式下，測(cè)試人員的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)只是完成了工作的一小部分，回到班組后需要計(jì)算、對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)，出具測(cè)試報(bào)告，人工計(jì)算量很大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種變壓器繞組變形測(cè)試裝置，在變壓器出現(xiàn)故障之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行提示，降低變壓器的故障率和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)大幅度減少檢測(cè)的人工工作量，有效保障變壓器的安全運(yùn)行。本發(fā)明的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，包括有與數(shù)據(jù)總線雙向連接的微處理器和信號(hào)采集單元，其中信號(hào)采集單元還連接有信號(hào)處理單元；數(shù)據(jù)總線輸出連接有正弦波變頻電路和相位切換單元，所述的正弦波變頻電路對(duì)相位切換單元輸出連接，相位切換單元通過(guò)負(fù)載變壓器與所述的信號(hào)處理單元連接；還具有順序輸入連接的AC電壓輸入單元、EMI (電磁干擾)濾波整流單元、PFC (功率因數(shù)校正)單元和逆變電路，逆變電路對(duì)所述的正弦波變頻電路輸出連接。傳統(tǒng)的測(cè)試儀器只能進(jìn)行變壓器的阻抗測(cè)試或頻率測(cè)試，主要受限原因是測(cè)試電源的限制，普通的阻抗測(cè)試儀使用市電作為測(cè)試電源，不具備變頻的功能；普通的頻率響應(yīng)測(cè)試儀可以變換頻率但電壓一般為12V以下，不具備帶負(fù)載的能力，不能準(zhǔn)確的給出阻抗值。因此正弦波變頻電路是本發(fā)明裝置的核心部分。正弦波變頻電路具有調(diào)頻、調(diào)壓、限流、保護(hù)等功能。采用自然采樣法的原理計(jì)算正弦調(diào)制波與三角載波的交點(diǎn)，求出相應(yīng)的脈寬和脈沖間隙時(shí)間，生成SPWM (正弦脈寬調(diào)制信號(hào))，使正弦波變頻電路輸出與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖列，通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值來(lái)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的頻率和幅值。測(cè)試裝置以測(cè)試數(shù)據(jù)作為判定參考，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)變形，以便在事故之前就能夠發(fā)現(xiàn)并提示出問(wèn)題，同時(shí)測(cè)試裝置還可以一次性測(cè)試變壓器三相的阻抗值和頻率特性。進(jìn)一步的，測(cè)試裝置中還具有對(duì)數(shù)據(jù)總線輸入連接的保護(hù)電路，和與保護(hù)電路連接的狀態(tài)指示單元。其中可以包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路、短路保護(hù)電路和溫度保護(hù)電路等。保護(hù)電路發(fā)現(xiàn)異常后，可以通過(guò)聲音或顯示裝置進(jìn)行報(bào)警，保護(hù)狀態(tài)可通過(guò)微處理器手動(dòng)讀取。具體的，在所述的正弦波變頻電路中，控制集成塊的信號(hào)輸出腳連接第一導(dǎo)通元件的控制管腳，第一導(dǎo)通元件的另一管腳通過(guò)第一變壓元件與限流電阻連接后接地，第一變壓元件還與串聯(lián)的第一電感、第二電感和第三電感連接至外圍電路。其中所述的第一導(dǎo)通元件可以為場(chǎng)效應(yīng)管，也可以為其它具有類(lèi)似導(dǎo)通功能的元件，如三極管等。通過(guò)控制集成塊使PFC單元提高變頻電源的功率因數(shù)，輸入的AC電壓擴(kuò)展至AC90V到AC260V全域，控制集成塊的輸出峰值電流為1A，因而可使場(chǎng)效應(yīng)管形式的第一導(dǎo)通元件的柵極電容迅速充電與放電。第一變壓元件利用電流互感從第一導(dǎo)通元件進(jìn)行取樣，因此在平均電流傳感控制方法上，改進(jìn)了測(cè)試裝置的綜合效率。PWM (脈寬調(diào)制信號(hào))部分主要通過(guò)第一變壓元件、限流電阻、第一導(dǎo)通元件共同來(lái)實(shí)現(xiàn)。在正弦波變頻電路中還通過(guò)單端變換器和斜率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了占空比的精確控制。大幅值振蕩器和電流輸入乘法器增強(qiáng)了抗噪聲干擾性。斜率補(bǔ)償電路可編程，過(guò)電壓比較器在負(fù)載斷開(kāi)時(shí)可避免失控。當(dāng)電壓在峰值附近時(shí)第一電感、第二電感和第三電感存貯能量，當(dāng)電壓在O附近時(shí)釋放能量。具體的，在所述的逆變電路中，具有第一 PWM控制模塊和第二 PWM控制模塊，其中第一 PWM控制模塊通過(guò)第二導(dǎo)通元件的控制管腳與第三導(dǎo)通元件的導(dǎo)通管腳相連，第二PWM控制模塊通過(guò)第四導(dǎo)通元件的控制管腳與第五導(dǎo)通元件的導(dǎo)通管腳相連；第二導(dǎo)通元件和第三導(dǎo)通元件與第四導(dǎo)通元件和第五導(dǎo)通元件之間耦接有第二 變壓元件和第三變壓元件，第三變壓元件的一個(gè)輸入端連接與第二導(dǎo)通元件的控制管腳和導(dǎo)通管腳之間；第二變壓元件的次級(jí)和第三變壓元件的次級(jí)分別連接有兩組整流二極管。其中優(yōu)選的，所述的第二導(dǎo)通元件、第三導(dǎo)通元件、第四導(dǎo)通元件和第五導(dǎo)通元件均為場(chǎng)效應(yīng)管，也可以為其它具有類(lèi)似導(dǎo)通功能的元件，如三極管等。第一 PWM控制模塊和第二 PWM控制模塊的PWM信號(hào)控制場(chǎng)效應(yīng)管形式的第二導(dǎo)通元件、第三導(dǎo)通元件、第四導(dǎo)通元件、第五導(dǎo)通元件交替開(kāi)關(guān)控制電壓再通過(guò)第二變壓元件和第三變壓元件耦合到次級(jí)，再通過(guò)次級(jí)的整流二極管實(shí)現(xiàn)逆變。在逆變電路中還有電流控制型脈寬調(diào)制器。所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有顯著提高，是目前比較理想的新型控制器。優(yōu)選的，在信號(hào)采集單元中設(shè)置有2 5個(gè)數(shù)據(jù)采集通道和兩個(gè)緩存單元。采用FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)高速高精度采集通道的數(shù)據(jù)采集，每通道最高采樣率500Ksps。兩個(gè)緩存單元能夠使采集系統(tǒng)一直處于采集狀態(tài)中，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。在掃頻的過(guò)程中，信號(hào)具有突發(fā)性、動(dòng)態(tài)范圍大，無(wú)法預(yù)先設(shè)置好恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量量程。對(duì)于大動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)，采用五路并行采集技術(shù)，分別對(duì)40dB、60dB、80dB和IOOdB四種線性放大信號(hào)及O IOOdB對(duì)數(shù)檢波信號(hào)進(jìn)行并行采樣。測(cè)試得知，本發(fā)明的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，測(cè)試的頻率能夠在IOHz 2kHz，功率為3000VA，為準(zhǔn)確測(cè)量提供了良好的基礎(chǔ)。能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出工頻下的變壓器阻抗值、感抗值，可以與變壓器銘牌值進(jìn)行比對(duì)，并且能夠在變壓器出現(xiàn)故障之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，明顯的降低了變壓器的故障率和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也大幅度減少檢測(cè)的人工工作量，有效的保障了變壓器的安全運(yùn)行。以下結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖I為本發(fā)明變壓器繞組變形測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為圖I中正弦波變頻電路的部分電路圖。圖3為圖I中逆變電路的部分電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示變壓器繞組變形測(cè)試裝置，包括有與數(shù)據(jù)總線雙向連接的微處理器和信號(hào)采集單元，其中信號(hào)采集單元還連接有信號(hào)處理單元；數(shù)據(jù)總線輸出連接有正弦波變頻電路和相位切換單元，所述的正弦波變頻電路對(duì)相位切換單元輸出連接，相位切換單元通過(guò)負(fù)載變壓器與所述的信號(hào)處理單元連接。還具有順序輸入連接的AC90V AC260V的AC電壓輸入單元、EMI濾波整流單元、PFC單元和逆變電路，逆變電路對(duì)所述的正弦波變頻電路輸出連接。通過(guò)正弦波變頻電路計(jì) 算正弦調(diào)制波與三角載波的交點(diǎn)，求出相應(yīng)的脈寬和脈沖間隙時(shí)間，生成SPWM(正弦脈寬調(diào)制信號(hào))，使正弦波變頻電路輸出與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖列，通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值來(lái)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的頻率和幅值。還具有對(duì)數(shù)據(jù)總線輸入連接的保護(hù)電路，和與保護(hù)電路連接的狀態(tài)指示單元。所述的保護(hù)電路包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路、短路保護(hù)電路和溫度保護(hù)電路。如圖2所示的正弦波變頻電路中，控制集成塊U2的信號(hào)輸出腳連接第一導(dǎo)通元件Q2的控制管腳，場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)通元件Q2的另一管腳通過(guò)第一變壓元件Tl與限流電阻R21連接后接地，第一變壓元件Tl還與串聯(lián)的第一電感L3、第二電感L4和第三電感L5連接至外圍電路。通過(guò)ML4812型號(hào)的控制集成塊U2使PFC單元提高變頻電源的功率因數(shù)，輸入的AC電壓擴(kuò)展至AC90V到AC260V全域，控制集成塊U2的輸出峰值電流為1A，因而可使24N60C3型號(hào)的場(chǎng)效應(yīng)管形式的第一導(dǎo)通元件Q2的柵極電容迅速充電與放電。第一變壓元件Tl利用電流互感從第一導(dǎo)通元件Q2進(jìn)行取樣，因此在平均電流傳感控制方法上，改進(jìn)了測(cè)試裝置的綜合效率。PWM (脈寬調(diào)制信號(hào))部分主要通過(guò)第一變壓元件Tl、限流電阻R21、第一導(dǎo)通元件Q2共同來(lái)實(shí)現(xiàn)。在正弦波變頻電路中還通過(guò)單端變換器和斜率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了占空比的精確控制。大幅值振蕩器和電流輸入乘法器增強(qiáng)了抗噪聲干擾性。斜率補(bǔ)償電路可編程，過(guò)電壓比較器在負(fù)載斷開(kāi)時(shí)可避免失控。當(dāng)電壓在峰值附近時(shí)第一電感L3、第二電感L4和第三電感L5存貯能量，當(dāng)電壓在O附近時(shí)釋放能量。在所述的逆變電路中，具有SG3525型號(hào)的第一 PWM控制模塊U7和第二 PWM控制模塊U8，其中第一 PWM控制模塊U7通過(guò)第二導(dǎo)通元件Q3的控制管腳與第三導(dǎo)通元件Q4的導(dǎo)通管腳相連，第二 PWM控制模塊U8通過(guò)第四導(dǎo)通元件Q5的控制管腳與第五導(dǎo)通元件Q6的導(dǎo)通管腳相連；第二導(dǎo)通兀件Q3和第三導(dǎo)通兀件Q4與第四導(dǎo)通兀件Q5和第五導(dǎo)通兀件Q6之間耦接有第二變壓元件T2和第三變壓元件T3，第三變壓元件T3的一個(gè)輸入端連接與第二導(dǎo)通元件Q3的控制管腳和導(dǎo)通管腳之間；其中第二導(dǎo)通元件Q3、第三導(dǎo)通元件Q4、第四導(dǎo)通元件Q5和第五導(dǎo)通元件Q6均為場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)。第二變壓元件T2的次級(jí)和第三變壓元件T3的次級(jí)分別連接有兩組整流二極管。在逆變電路中還有電流控制型脈寬調(diào)制器。所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有顯著提高，是目前比較理想的新型控制器。在信號(hào)采集單元中，采用FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)控制技術(shù)，通過(guò)兩個(gè)高速高精度的采集通道對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，一個(gè)電壓測(cè)量通道，一個(gè)電流測(cè)量通道，電壓測(cè)量通道的輸入范圍為O 400V，電流通道的輸入范圍為O 20A，每通道最高采樣率為500ksps，每個(gè)采集通道量化精度為16位。同時(shí)采用負(fù)延時(shí)、循環(huán)、雙緩存的采樣技術(shù)，使信號(hào)采集單元一直 處于采集狀態(tài)中，雙循環(huán)的緩存設(shè)計(jì)保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性。在掃頻的過(guò)程中，信號(hào)具有突發(fā)性、動(dòng)態(tài)范圍大，無(wú)法預(yù)先設(shè)置好恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量量程；對(duì)于大動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)，采用五路并行采集技術(shù)，分別對(duì)40dB、60dB、80dB和IOOdB四種線性放大信號(hào)及O IOOdB對(duì)數(shù)檢波信號(hào)進(jìn)行并行采樣。這樣做的有點(diǎn)是信號(hào)采集要實(shí)現(xiàn)IOOdB的動(dòng)態(tài)范圍，即十萬(wàn)分之一的精度，單純采用高分辨率的AD器件很難實(shí)現(xiàn)，即使實(shí)現(xiàn)也會(huì)造價(jià)昂貴。因此采用四通道同時(shí)采樣技術(shù)，即同時(shí)對(duì)40dB、60dB、80dB和IOOdB增益通道進(jìn)行采集，如果被測(cè)信號(hào)較小(即沒(méi)有超過(guò)高增益通道最大量程)，則將以該通道所采集的信號(hào)為有效數(shù)據(jù)，否則將認(rèn)為被測(cè)信號(hào)較大，自動(dòng)以另一個(gè)低增益通道所采集的信號(hào)為有效數(shù)據(jù)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是不需要預(yù)先設(shè)置量程，適應(yīng)于在寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，對(duì)突發(fā)性信號(hào)的波形進(jìn)行高精度采集。采用16bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采集精度做到13bit，每個(gè)量程內(nèi)的測(cè)量精度為1/(2~13)，足以保證每個(gè)量程內(nèi)O. 1%以上的測(cè)試精度。在測(cè)試系統(tǒng)的軟件控制中，采用相關(guān)比較法即先采用橫向比較法，選取相同型號(hào)、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及電壓等級(jí)的繞組進(jìn)行試驗(yàn)，比較在同一頻點(diǎn)下的負(fù)載損耗及短路阻抗值。再通過(guò)縱向比較法，測(cè)試采集的負(fù)載損耗和短路阻抗同歷史或出廠數(shù)據(jù)比較。然后通過(guò)橫向、縱向比較短路阻抗的幅頻響應(yīng)圖譜，驗(yàn)證在IOHz 2kHz數(shù)據(jù)測(cè)試精度。最后通過(guò)FFT(快速傅立葉變換)技術(shù)計(jì)算出短路阻抗與頻率函數(shù)圖譜Zke=H Cf)關(guān)系，通過(guò)顯示屏顯示出幅頻響應(yīng)特性曲線。f = IOHz 2kHz范圍取值。利用相關(guān)系數(shù)值的范圍來(lái)判定橫向、縱向比較的結(jié)果，以判定變壓器繞組的劣化程度。在數(shù)字信號(hào)處理中常常需要用到離散傅立葉變換(DFT)，以獲取信號(hào)的頻域特征。盡管傳統(tǒng)的DFT算法能夠獲取信號(hào)頻域特征，但是算法計(jì)算量大，耗時(shí)長(zhǎng)，不利于計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。因此至DFT被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都不能被應(yīng)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，直到一種快速的離散傅立葉計(jì)算方法(FFT)被發(fā)現(xiàn)。使得離散傅立葉變換才在實(shí)際的工程中得到廣泛應(yīng)用。需要強(qiáng)調(diào)的是，F(xiàn)FT并不是一種新的頻域特征獲取方式，而是DFT的一種快速實(shí)現(xiàn)算法。DFT的計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為 包括有與數(shù)據(jù)總線雙向連接的微處理器和信號(hào)采集單元，其中信號(hào)采集單元還連接有信號(hào)處理單元； 數(shù)據(jù)總線輸出連接有正弦波變頻電路和相位切換單元，所述的正弦波變頻電路對(duì)相位切換單元輸出連接，相位切換單元通過(guò)負(fù)載變壓器與所述的信號(hào)處理單元連接； 還具有順序輸入連接的AC電壓輸入單元、EMI濾波整流單元、PFC單元和逆變電路，逆變電路對(duì)所述的正弦波變頻電路輸出連接。
2.如權(quán)利要求I所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為還具有對(duì)數(shù)據(jù)總線輸入連接的保護(hù)電路，和與保護(hù)電路連接的狀態(tài)指示單元。
3.如權(quán)利要求2所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為所述的保護(hù)電路包括過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路、短路保護(hù)電路和溫度保護(hù)電路。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為在所述的正弦波變頻電路中，控制集成塊(U2)的信號(hào)輸出腳連接第一導(dǎo)通元件(Q2)的控制管腳，第一導(dǎo)通元件(Q2)的另一管腳通過(guò)第一變壓元件(Tl)與限流電阻(R21)連接后接地，第一變壓元件(Tl)還與串聯(lián)的第一電感(L3)、第二電感(L4)和第三電感(L5)連接至外圍電路。
5.如權(quán)利要求4所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為所述的第一導(dǎo)通元件(Q2)為場(chǎng)效應(yīng)管。
6.如權(quán)利要求I至3之一所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為在所述的逆變電路中，具有第一 PWM控制模塊(U7 )和第二 PWM控制模塊(U8 )，其中第一 PWM控制模塊(U7 )通過(guò)第二導(dǎo)通元件(Q3)的控制管腳與第三導(dǎo)通元件(Q4)的導(dǎo)通管腳相連，第二 PWM控制模塊(U8)通過(guò)第四導(dǎo)通元件(Q5)的控制管腳與第五導(dǎo)通元件(Q6)的導(dǎo)通管腳相連； 第二導(dǎo)通元件(Q3)和第三導(dǎo)通元件(Q4)與第四導(dǎo)通元件(Q5)和第五導(dǎo)通元件(Q6)之間耦接有第二變壓元件(T2 )和第三變壓元件(T3 )，第三變壓元件(T3 )的一個(gè)輸入端連接與第二導(dǎo)通元件(Q3)的控制管腳和導(dǎo)通管腳之間； 第二變壓元件(T2)的次級(jí)和第三變壓元件(T3)的次級(jí)分別連接有兩組整流二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為所述的第二導(dǎo)通元件(03)、第三導(dǎo)通元件(04)、第四導(dǎo)通元件(05)和第五導(dǎo)通元件(Q6)均為場(chǎng)效應(yīng)管。
8.如權(quán)利要求I至3之一所述的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，其特征為在信號(hào)采集單元中設(shè)置有2 5個(gè)數(shù)據(jù)采集通道和兩個(gè)緩存單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及變壓器繞組變形測(cè)試裝置，包括有與數(shù)據(jù)總線雙向連接的微處理器和信號(hào)采集單元，其中信號(hào)采集單元還連接有信號(hào)處理單元；數(shù)據(jù)總線輸出連接有正弦波變頻電路和相位切換單元，所述的正弦波變頻電路對(duì)相位切換單元輸出連接，相位切換單元通過(guò)負(fù)載與所述的信號(hào)處理單元連接；還具有順序輸入連接的AC電壓輸入單元、EMI濾波整流單元、PFC單元和逆變電路。本發(fā)明的變壓器繞組變形測(cè)試裝置，能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出工頻下的變壓器阻抗值、感抗值，可以與變壓器銘牌值進(jìn)行比對(duì)，并且能夠在變壓器出現(xiàn)故障之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，明顯的降低了變壓器的故障率和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也大幅度減少檢測(cè)的人工工作量，有效的保障了變壓器的安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R27/02GK102854389SQ20121037183
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者王彥良, 王繼文, 孔令明, 李斌, 劉宗杰, 肖云東, 李晏, 殷艷華, 張建峰, 許磊, 王敏 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司濟(jì)寧供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司