ST-3006頻響法變壓器繞組變形測試裝置

一、系統(tǒng)簡介
　　變壓器繞組變形測試儀（頻響法）用于測試6KV及以上電壓等級(jí)電力變壓器及其它特殊用途的變壓器，電力變壓器在運(yùn)行或者運(yùn)輸過程中不可避免地要遭受各種故障短路電流的沖擊或者物理撞擊，在短路電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電動(dòng)力作用下，變壓器繞組可能失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致局部扭曲、鼓包或移位等*變形現(xiàn)象，這樣將嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行。按國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T911－2004采用頻率響應(yīng)分析法測量變壓器的繞組變形，是通過檢測變壓器各個(gè)繞組的幅頻響應(yīng)特性，并對檢測結(jié)果進(jìn)行縱向或橫向比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的變化程度，判斷變壓器繞組可能發(fā)生的變形情況。
　　變壓器繞組變形測試儀（頻響法）由測量部分及分析軟件部分組成，測量部分是由信號(hào)生成及信號(hào)測量組成的黑匣子，分析部分由筆記本電腦完成，測量部分通過USB或網(wǎng)絡(luò)與筆記本電腦連接。
　　變壓器繞組變形測試系統(tǒng)的主要技術(shù)特色：
不對變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就可以進(jìn)行測試。
使用目前zui為流行的掃頻法進(jìn)行測量。
本儀器可以對6kV以上的變壓器進(jìn)行測量。
采用分體式結(jié)構(gòu)，測試主機(jī)與主控計(jì)算機(jī)之間采用USB連接，即插即用。
現(xiàn)場接線簡單、使用方便。
測量動(dòng)態(tài)范圍寬：－100dB～20dB。
分析軟件功能強(qiáng)大，軟件、硬件指標(biāo)滿足國標(biāo)DL/T911-2004。
　　變壓器繞組變形測試儀（頻響法）的主要技術(shù)指標(biāo)：
測試主機(jī)與PC接口：USB。
信號(hào)源：儀器自帶一個(gè)通道信號(hào)輸出作為掃頻的激勵(lì)信號(hào)；信號(hào)輸出為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，信號(hào)輸出幅度可以軟件調(diào)節(jié)，zui大幅度±10V，信號(hào)輸出阻抗為50Ω。
兩個(gè)采集通道，一個(gè)采集激勵(lì)信號(hào)，一個(gè)采集響應(yīng)信號(hào)，用于計(jì)算傳遞函數(shù)。
采集通道量化精度：14位。
每通道zui大存儲(chǔ)容量：64K樣點(diǎn)。
每通道zui高采樣率：25Msps。
采集通道輸入阻抗：1MΩ。
掃頻測量范圍：500Hz－2000kHz。
掃描方式：采用線形分布的掃頻測量方式。
掃描頻率精度：信號(hào)源輸出正弦信號(hào)的頻率精度不大于0.01%。
掃頻測量頻點(diǎn)：固定模式或用戶自定義。
符合國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：DL/T911-2004。
　　測試分析軟件主要特色：
采用windows平臺(tái)，兼容Window 2000/Window XP。
可以同時(shí)加載2條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。
軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測試報(bào)告。
軟件人性化特點(diǎn)明顯，測量的各種條件多為選擇項(xiàng)，不用在現(xiàn)場作很多的輸入，使用人員更加的方便。
軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，只需要按一個(gè)鍵就可以完成所有的測量工作。
軟件界面簡潔直觀。
　　二、ST-3006頻響法變壓器繞組變形測試裝置安全工作準(zhǔn)則
　　在使用變壓器繞組測試儀器前，請你仔細(xì)閱讀本章。以便熟知重要的安全要點(diǎn)和警告。
　　請遵循本手冊的說明使用本測試儀，否則測試儀所提供的保護(hù)可能會(huì)受到損壞。
　　本手冊中：
　　[警告]是指對使用者或采集儀器構(gòu)成危險(xiǎn)的情況或操作。
　　[小心]是指對測試儀或被試變壓器可能造成損壞的情況或操作。
　　[注意]是指對測試結(jié)果可能造成誤差的情況或操作。
　　為了避免人身傷害，同時(shí)為避免測試儀或被試變壓器受到損壞，請遵循以下準(zhǔn)則進(jìn)行操作：
　　[警告]變壓器鐵心必須與外殼可靠接地。測試儀外殼、測量阻抗外殼必須與變壓器外殼可靠接地。
　　[警告]測試儀的“接地”沒有連接正確前，請不要開始繞組變形測試。
　　[警告]試驗(yàn)前應(yīng)將被試變壓器線端充分放電。
　　[注意]使用前，請先檢查測試儀的外觀，檢查電源開關(guān)位置是否在“關(guān)”的位置、各接線端子是否正常。
　　[注意]繞組變形測試應(yīng)在解開變壓器所有引線(包括架空線、封閉母線和電纜)的前提下進(jìn)行，并使這些引線盡可能的遠(yuǎn)離變壓器套管(周圍接地體和金屬懸浮物需離開變壓器套20cm以上)，尤其是與封閉母線連接的變壓器。
　　[注意]測試時(shí)必須正確記錄分接開關(guān)的位置。應(yīng)盡可能將被試變壓器的分接開關(guān)放置在第1分接，特別對有載調(diào)壓變壓器，以獲取較全面的繞組信息。對于無載調(diào)壓變壓器，應(yīng)保證每次測量在同一分接位置，便于比較。
　　[注意]應(yīng)保證測量阻抗的接線鉗與套管線夾緊密接觸。如果套管線夾上有導(dǎo)電膏或銹跡，必須使用砂布或干燥的棉布擦拭干凈。
　　　　　　
三、準(zhǔn)備工作
　　注：使用說明書中涉及計(jì)算機(jī)及Windows操作系統(tǒng)的基本操作不在本使用說明書中，請參考相關(guān)的計(jì)算機(jī)書籍。
　　注：使用說明書中關(guān)于Windows操作系統(tǒng)的基本操作以Windows XP操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，Windows 2000的操作與Windows XP操作的差別不在本使用說明書之內(nèi)，請參考相關(guān)的計(jì)算機(jī)書籍。
采集儀器USB驅(qū)動(dòng)安裝
驅(qū)動(dòng)程序安裝
　　將硬件電路與計(jì)算機(jī)連接后，如果是*次相連，則計(jì)算機(jī)會(huì)提示找到新的設(shè)備，將驅(qū)動(dòng)程序光盤插入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的安裝工作。當(dāng)硬件電路與計(jì)算機(jī)開始相連后，此時(shí)卡上單片機(jī)內(nèi)還沒有程序，它的缺省的ID號(hào)是：VID:0x04B4；PID:0x8613。計(jì)算機(jī)通過這個(gè)ID號(hào)，找到了wdgtldr.sys 文件，wdgtldr.sys文件中包含了單片機(jī)程序，它將單片機(jī)的程序通過某種方式傳給了采集卡上的單片機(jī)，并讓程序運(yùn)行。之后，單片機(jī)有了新的ID 號(hào)，通過這個(gè)ID號(hào)，計(jì)算機(jī)找到了ezusb.sys 文件，ezusb.sys是Cypress公司提供的，它提供了對USB數(shù)據(jù)傳送的支持，在應(yīng)用軟件中，就通過它進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了在線加載技術(shù)，因此會(huì)出現(xiàn)找到2次新硬件，按提示操作即可。
　　連接數(shù)據(jù)線，如果通訊正常，采集卡上的通訊（V2）和模式(V3)指示燈變亮。并且在計(jì)算機(jī)的硬件資源中可以看到該硬件設(shè)備，如下圖所示：


　　　先將WDGTLDR.sys和ezusb.sys兩個(gè)文件分別手工拷貝到winnt\system32\drivers目錄下，然后連接USB采集卡，按照提示進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的安裝。
控件注冊
　　　1、定位安裝方法；
　　　2、系統(tǒng)安裝方法
采集程序
或運(yùn)行setup文件
如重新安裝系統(tǒng)請廠家，修改配置文件，否則會(huì)影響機(jī)器精度。

　　　　　　必須仔細(xì)閱讀第2部分《安全工作準(zhǔn)則》中的相關(guān)規(guī)定。
試驗(yàn)接線
　　變壓器繞組變形測試儀（頻響法）的前、后面板如圖4.1所示。


　　圖4.1 變壓器繞組變形測試儀（頻響法）前、后面板圖
　　進(jìn)行變壓器繞組變形測試時(shí)的外部接線示意圖如圖4.2所示。變壓器繞組變形測試儀（頻響法）的“信號(hào)”和“輸入”端通過“輸入測量阻抗”將掃頻電壓信號(hào)輸入“被試變壓器”繞組的末端，“被試變壓器”繞組首端的電壓信號(hào)通過“輸出測量阻抗”輸入的測試儀“輸出”端。變形儀的“接地”、“被試變壓器”的外殼和鐵心一起接地。筆記本電腦通過USB通訊線或則網(wǎng)絡(luò)與測試儀的“通訊”口連接，實(shí)現(xiàn)對采集儀器的控制。


　　圖4.2 變壓器繞組變形測試的外部接線示意圖
繞組的接線方式
　　繞組變形頻率響應(yīng)測試的掃頻信號(hào)建議從繞組的末端注入，首端輸出，非被試?yán)@組懸空。根據(jù)變壓器的不同接線組別，繞組變形測試的接線方式也不同。
4.1.1 YN接線
　　掃頻信號(hào)輸入阻抗接于中性點(diǎn)O，掃頻信號(hào)輸出阻抗分別接在A、B、C上。這種測量方法，可以將非測量相上接收到的干擾信號(hào)由信號(hào)發(fā)生器上的低阻抗來吸收。如圖4.1.1所示。

4.1.2 Y接線
　　由于中性點(diǎn)未引出，應(yīng)按以下方式接線，如圖4.1.2所示。
　　輸入阻抗接于A，輸出阻抗接在B測試。
　　輸入阻抗接于B，輸出阻抗接在C測試。
　　輸入阻抗接于C，輸出阻抗接在A測試。

　　內(nèi)連接Δ接線繞組的接線方式如圖4.1.3所示。
　　輸入阻抗接于c，輸出阻抗接在a相，代表a相。
　　輸入阻抗接于a，輸出阻抗接在b相，代表b相。
　　輸入阻抗接于b，輸出阻抗接在c相，代表c相。


　　由于內(nèi)連接Δ接線非測量的兩個(gè)繞組串聯(lián)后并聯(lián)在回路中，理論上說對測試過程是有影響的。如果衰減超過10dB后，則可以認(rèn)為非測量線圈的影響可以忽略。
4.1.4 外連接Δ接線 
　　如果繞組解開測量的接線方式如圖4.1.4所示。如果不解開連接，可以看作內(nèi)連接Δ接線，接線方式如圖4.5所示。
　　輸入阻抗接于x，輸出阻抗接在a相，代表a相。
　　輸入阻抗接于y，輸出阻抗接在b相，代表b相。
　　輸入阻抗接于z，輸出阻抗接在c相，代表c相。


4.1.5 有平衡繞組的變壓器
　　對于有平衡繞組的變壓器，測試時(shí)必須解開接地。如圖4.1.5所示。



試驗(yàn)的注意事項(xiàng)
必須在*連接好接線后再開始儀器電源。
儀器的接地線必須和被試變壓器的鐵心和外殼連接在一起。

ST-3006頻響法變壓器繞組變形測試裝置

五、應(yīng)用程序軟件界面
　　隨著CPU處理速度與內(nèi)存讀寫速度的大幅度提高，為充分利用微機(jī)資源，降低成本，考慮通過軟件上的數(shù)據(jù)抽取、坐標(biāo)查表映射、控件顯示和多線程等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。
　　用戶程序主要完成采集參數(shù)設(shè)置和采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示?？梢栽跁r(shí)域坐標(biāo)下觀察采集的響應(yīng)通道輸出信號(hào)，同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式保存在計(jì)算機(jī)硬盤上。通過對采集到的幅頻文件的數(shù)據(jù)分析，可以同時(shí)畫出兩組幅頻曲線，并實(shí)時(shí)計(jì)算兩組曲線的相關(guān)系數(shù)，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。


功能詳解：
DDS參數(shù)設(shè)置

輸入相應(yīng)數(shù)值，如峰峰值電壓，系統(tǒng)默認(rèn)值為20V，如修改此值可能會(huì)降低動(dòng)態(tài)范圍。 一般為默認(rèn)值。
起始頻率為zui低0.5KHZ，終止頻率zui高為2MHZ。(做相關(guān)系數(shù)分析請選1－1000KHZ)
步進(jìn)頻率自動(dòng)生成。
完成后 點(diǎn)擊“設(shè)置”鍵

采集參數(shù)設(shè)置



點(diǎn)擊“寫路徑”輸入繞組名稱文件。當(dāng)掃頻結(jié)束后，此文件為這繞組的幅頻曲線。當(dāng)“觸發(fā)計(jì)數(shù)”滿1000后可以點(diǎn)擊“停止采集”此1000點(diǎn)的幅頻曲線己完成。

當(dāng)做第二條曲線同上方法(注意：更換文件名)。


數(shù)據(jù)分析


調(diào)入，幅頻文件一，幅頻文件二,幅頻文件三。點(diǎn)開始分析，后生成和文件名同名的三個(gè)TXT文件。并顯示幅頻曲線。（必須是同頻段的曲線才能顯示正常）
R12為*條和第二條曲線的相關(guān)系數(shù)。
R13為*條和第三條曲線的相關(guān)系數(shù)。
R23為第二條和第三條曲線的相關(guān)系數(shù)。

　　　相關(guān)系數(shù)分析的兩條曲線必須是1－1000KHZ的頻段。
顯示繞組變形程度如下

 

ST-3006頻響法變壓器繞組變形測試裝置

　　 六、設(shè)備維護(hù)
　　本節(jié)提供基本的維護(hù)資料，請盡量不要嘗試去拆裝、更改和維修變壓器繞組變形測試儀（頻響法）。
6.1基本維護(hù)
　　定期用干凈的布擦拭測試儀及其附件的表面。
　　測試儀應(yīng)放置在干凈、濕度較低的位置，并防止臟污的灰塵進(jìn)入測試儀內(nèi)部。
　　
此說明書僅供參考，如有修改不另行通知