根据变压器的工作原理可以知道,造成变压器温度升高的热量主要由变压器 的绕组产生,绕组的温度也会比其它部位都要高,因而需要针对变压器的绕组做 温升试验,以检验变压器的经济性和可靠性。
在变压器短路试验和温升试验中,为提供准确的绕组冷态电阻值,也需要进 行冷态直流电阻的测量。测量变压器绕组连同套管的直流电阻,可以检查出绕组 内部导线接头的焊接质量、引线与绕组接头的焊接质量、电压分接开关各个分接 位置及引线与套管的接触是否良好、并联支路连接是否正确、变压器载流部分有 无短路情况以及绕组有无短路现象[1],绕组冷态直流电阻的测量是变压器是变压 器试验的主要项目。
温度过高对变压器的绝缘介质是不利的,会加速绝缘材料的老化,从而影响 变压器的寿命,甚至烧毁变压器,严重威胁供电安全。变压器的损坏可能会导致 大范围的停电,严重影响正常的生产生活,因此必须对变压器进行严格的检测, 确保其经济、可靠的运行。
1。2 国内外研究现状
国际上,各国相继对变压器的测试标准做了规定,以加快发展变压器试验的 自动化程度和提高工作效率。日本、德国等国家致力于变压器试验自动化的研究 和开发,采用EIC76标准对变压器进行检测和试验,并且在变压器微机检测的开 发和应用上都领先一步。这些国家变压器的计算机自动测试技术已经从试验研制 开发阶段过渡到生产实用阶段[2],测试系统性能精确可靠,但价格昂贵且维修不 便。
在国内,变压器的试验和检测大都处于手工或半自动阶段,各项性能指标都 需要用专用仪器测量,自动化程度较低,导致测试工作耗时耗力。采用人工测试 的方法,试验、检测速度较慢,而且会带来人工误差,导致生产效率低下、试验 结果不精确。特别是温升试验耗时长,人工操作难免费时费力。为了解决这些问 题,国内一批公司开发了一些综合试验台及智能仪表,这些产品能够进行多项内 容的变压器试验,在一定程度上提高了自动化程度、较少了误差,但这些设备还 是需要较多的人工干预,且很少涉及温升试验,因而没有推广。
1。3 研究内容及实施方案
为了提高油浸式变压器温升试验和冷态电阻测量的自动化程度,结合已有的 方法,本设计课题主要涉及应用传感器技术、微处理器技术、串行通信技术和虚 拟仪器技术,采集变压器的各项参数数据,并将数据在PC机上通过LabVIEW存储、 显示,减少人工干预,以提高自动化程度和效率。
实施方案: 硬件方面包括温度测量模块的设计、电阻测量模块的设计、单片机信号采集
处理模块的设计和串行通信模块的设计。 温度测量模块采用DS18B20传感器,负责变压器温升试验中变压器顶层油面
温度的实时测量。该传感器采用单总线设计,即与单片机双向通信只需一根线, 除一个上拉电阻外,无需其他外部元件。
电阻测量模块由康铜丝、差分运算放大器组成,其中康铜丝作为采样电阻与 变压器绕组串联。康铜丝受温度影响很小,非常适合串入电路采样。康铜丝阻值 小,电路电流也不大,故其两端电压也很小,需要在其两端加差分运算放大电路, 放大后的模拟信号传输给单片机系统进行采集、处理。
单片机信号采集处理模块由单片机最小系统和供电模块组成。供电模块采用 LM2596稳压芯片,其输入电压范围大,可以方便的选择供电电压,而且其输出 电流大,输出电压可调,方便使用。单片机最小系统选用MSP430F149芯片,其 运算速度快、内部资源丰富、低功耗。 LabVIEW变压器温升试验自动测试系统设计+程序(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82190.html