电力变压器绕组压紧力特性诊断系统技术方案

本实用新型专利技术属于电力变压器故障诊断技术领域，尤其涉及一种电力变压器绕组压紧力特性诊断系统。本实用新型专利技术包括电压传感器，还包括信号调理与放大单元、A/D转换控制电路、信号分析与诊断系统；所述电压信号经过电压传感器连接信号调理与放大单元的输入端，信号调理与放大单元的输出端连接A/D转换控制电路的输入端，A/D转换控制电路的输出端与信号分析与诊断系统的输入端相连接；PC机或嵌入式ARM处理器分别与USB电源和显示输出模块相连接，USB电源和显示输出模块分别与信号分析与诊断系统相连接。本实用新型专利技术结构简单，设计合理，能够对变压器绕组发生的细微变形检测更加灵敏、准确，避免了绕组变形的累积效应造成的设备故障。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力变压器故障诊断
，尤其涉及一种电力变压器绕组压紧力特性诊断系统。
技术介绍
变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换、电能分配及传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。当电力变压器遭受短路冲击等外力作用后，电力变压器绕组压紧力会减小，从而导致变压器的绕组发生松动，变压器的抗短路能力也会减弱，形成了恶性循环，严重威胁着变压器的正常运行。传统的变压器绕组变形检测方法主要有频响法（FRA）、短路阻抗法、低压脉冲法。采用频响分析法测试变压器绕组变形已被电力部门广泛接受，但是究竟如何采用FRA法对变压器绕组的变形程度进行分析尚无统一的定量分析标准。为了解决现有基于电气模型的检测方法的不足，部分研究者从理论上对建立的变压器绕组数学模型进行研究，并从试验上证明了绕组的固有频率与绕组压紧力之间的关系。通过对变压器感应电压信号进行频谱分析，得到绕组固有频率的变化，来判断绕组是否存在压紧力减小、绕组变形等故障。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足之处，本技术提供一种电力变压器绕组压紧力特性诊断系统。其目的在于该系统能够根据检测到的感应电压信号判断出变压器绕组压紧力的压紧情况。为了实现上述专利技术目的，本技术是通过以下技术方案来实现的：电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，包括电压传感器，还包括信号调理与放大单元、A/D转换控制电路、信号分析与诊断系统；所述电压信号经过电压传感器连接信号调理与放大单元的输入端，信号调理与放大单元的输出端连接A/D转换控制电路的输入端，A/D转换控制电路的输出端与信号分析与诊断系统的输入端相连接；PC机或嵌入式ARM处理器分别与USB电源和显示输出模块相连接，USB电源和显示输出模块分别与信号分析与诊断系统相连接。所述电压信号电缆具有屏蔽材质；所述信号分析与诊断系统采用PC机或者嵌入式ARM控制器；所述系统的供电由USB提供，无需外接电源。所述电压信号经过电压互感器转换为符合测量规则的电压信号，该电压信号被传输到信号调理与放大单元的输入端，调理与放大后的电压信号被传送到A/D转换控制电路，转换为代表电压的数字信号，该数字信号通过信号分析与诊断系统得出系统的分析与诊断结果，即得出被试变压器的压紧力特性。所述信号调理与放大单元中包括前置放大电路、滤波电路、主放大电路，前置放大电路的输出端和滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出端和主放大电路的输出端相连，信号调理与放大单元将测量到的电压信号进行相应处理传送到A/D转换控制电路。所述滤波电路为低通滤波电路。所述前置放大电路包括运算放大器U1C、第一电阻R1、第二电阻R2，前置放大电路的输入端正极与传感器CON2的输出相连，前置运算放大器的输入端负极通过第一电阻R1接地，并与第二电阻R2一端相连；第二电阻R2另外一端与前置运算放大器输出端相连。所述滤波电路为低通滤波电路，包括第三电阻R3和第一电容C1，第三电阻R3的一端与前置放大电路输出端连接，第三电阻R3的另外一端通过第一电容C1接地。所述主放大电路包括运算放大器U1B、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2，主放大器输入端正极与低通滤波电路输出端相连，主放大器输入端负极通过第四电阻R4接地，并分别与第五电阻R5、第二电容C2的一端相连，第五电阻R5和第二电容C2的另外一端连接后与主放大电路输出端相连。所述AD转换控制单元具有采样保持作用，最终输出转换结果，输出信号为数字信号。本技术相对现在技术具有如下优点和有益效果：本技术结构简单，设计合理，通过对变压器的感应电压进行频谱分析，确定变压器绕组的固定频率，从而得到被试变压器的压紧力特性，不需要对变压器的结构进行改造。本技术对变压器绕组发生的细微变形检测更加灵敏、准确，避免了绕组变形的累积效应造成的设备故障。能够对变压器绕阻的压紧程度进行准确评估，更好地掌握变压器的绝缘老化情况。还可对变压器压紧力进行不同时期的跟踪测量并且实现不同时期数据的对比分析。下面结合附图和具体实施例，对本技术的技术方案进行详细的说明。附图说明图1是本技术系统结构框图；图2是本技术所述的信号调理与放大单元电路图；图3是本技术AD转换控制电路电路图。具体实施方式如图1所示，图1是本技术的系统结构框图。电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，包括电压传感器、信号调理与放大单元、A/D转换控制电路、信号分析与诊断系统。所述电压信号经过电压传感器传的输出端连接信号调理与放大单元的输入端，信号调理与放大单元的输出端连接A/D转换控制电路的输入端，A/D转换控制电路的输出端与信号分析与诊断系统的输入端相连接。PC机或嵌入式ARM处理器分别与USB电源和显示输出模块相连接，USB电源和显示输出模块分别与信号分析与诊断系统相连接。所述电压信号电缆具有屏蔽材质，抗干扰能力强。所述信号分析与诊断系统采用PC机或者嵌入式ARM控制器。所述系统的供电由USB提供，无需外接电源。所述的电压信号经过电压互感器转换为符合测量规则的电压信号，该电压信号被传输到信号调理与放大单元的输入端，调理与放大后的电压信号被传送到A/D转换控制电路，转换为代表电压的数字信号，该数字信号通过信号分析与诊断系统得出系统的分析与诊断结果，即得出被试变压器的压紧力特性。在图2所示实施例中，信号调理与放大单元中包括前置放大电路、滤波电路、主放大电路。前置放大电路的输出端和滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出端和主放大电路的输出端相连，信号调理与放大单元将测量到的电压信号进行相应处理传送到A/D转换控制电路。图2为信号调理与放大单元电路图，包括前置放大电路、低通滤波电路、主放大电路。其中前置放大电路包括运算放大器U1C、第一电阻R1及第二电阻R2，前置放大电路的输入端正极与传感器CON2的输出相连，前置运算放大器的输入端负极通过第一电阻R1接地，并与第二电阻R2一端相连，第二电阻R2另外一端与前置运算放大器输出端相连。所述滤波电路为低通滤波电路，包括第三电阻R3和第一电容C1，第三电阻R3的一端与前置放大电路输出端连接，第三电阻R3的另外一端通过第一电容C1接地。所述主放大电路包括运算放大器U1B、第四电阻R4、第五电阻R5及第二电容C2，主放大器输入端正极与低通滤波电路输出端相连，主放大器输入端负极通过第四电阻R4接地，并分别与第五电阻R5、第二电容C2的一端相连，第五电阻R5和第二电容C2的另外一端连接后与主放大电路输出端相连。在图3所示实施例中，A/D转换控制电路含有采样保持功能，输入信号为模拟信号,输出信号为数字信号。本技术的工作原理为：电力变压器的感应电压通过电压传感器转换为符合测量要求的电压信号，该电压信号被传输到信号调理与放大单元，信号调理与放大单元对电压信号进行放大、滤波处理，输出信号被传输到A/D转换控制电路，该A/D转换控制电路为12位精度的模数转换器，A/D转换控制电路能够将电压信号转换为12位精度的数字信号，该数字信号被传输到信号分析与诊断系统，信号分析与诊断系统对数据信号进行分析，可得到变压器电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，包括电压传感器，其特征是：还包括信号调理与放大单元、A/D转换控制电路、信号分析与诊断系统；所述电压信号经过电压传感器连接信号调理与放大单元的输入端，信号调理与放大单元的输出端连接A/D转换控制电路的输入端，A/D转换控制电路的输出端与信号分析与诊断系统的输入端相连接；PC机或嵌入式ARM处理器分别与USB电源和显示输出模块相连接，USB电源和显示输出模块分别与信号分析与诊断系统相连接。

【技术特征摘要】
1.电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，包括电压传感器，其特征是：还包括信号调理与放大单元、A/D转换控制电路、信号分析与诊断系统；所述电压信号经过电压传感器连接信号调理与放大单元的输入端，信号调理与放大单元的输出端连接A/D转换控制电路的输入端，A/D转换控制电路的输出端与信号分析与诊断系统的输入端相连接；PC机或嵌入式ARM处理器分别与USB电源和显示输出模块相连接，USB电源和显示输出模块分别与信号分析与诊断系统相连接。2.根据权利要求1所述的电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，其特征是：所述电压信号电缆具有屏蔽材质；所述信号分析与诊断系统采用PC机或者嵌入式ARM控制器；所述系统的供电由USB提供，无需外接电源。3.根据权利要求1所述的电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，其特征是：所述电压信号经过电压互感器转换为符合测量规则的电压信号，该电压信号被传输到信号调理与放大单元的输入端，调理与放大后的电压信号被传送到A/D转换控制电路，转换为代表电压的数字信号，该数字信号通过信号分析与诊断系统得出系统的分析与诊断结果，即得出被试变压器的压紧力特性。4.根据权利要求1所述的电力变压器绕组压紧力特性诊断系统，其特征是：所述信号调理与放大单元中包括前置放大电路、滤波电路、主放大电路，前置放大电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭铁，陈浩，韦德福，李佳奇，应勇，牛李，赵义松，唐红，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21