51200字硕士毕业论文用CygnalC8051F单片机分析变压器绕组变化试验机
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：51200字
论点：绕组,变压器,变形
论文概述：
本文在阅读大量文献的基础上，频率响应策划的检测原理，改进了原测试系统的软硬件设计。硬件方面设计了C8051F005的变压器绕组变形测试系统，完成了扫频信号产生、信号滤波、信号采
论文正文：
导言
1。1本课题的研究背景和意义
电能已经成为日常生产和生活中不可或缺的能源，是经济发展和社会进步的主要动力。然而，电能的远距离传输需要变压器来转换电压，因此变压器的安全运行对于保证电网的安全可靠具有重要意义。变压器一旦损坏，需要很长时间才能修复，成本很高，影响很广，给国民经济造成巨大损失。因此，应及时对变压器进行故障检测和准确的故障诊断，以降低故障发生的概率，保证电网的安全运行。
近年来，中国电力工业发展迅速。据最新统计，截至2010年底，全国发电量为9.6641亿千瓦，比去年同期增长10.6%，年发电量为9231万千瓦。此外，受经济发展带动，全国发电量达到4278亿千瓦时，同比增长14.8%。“十二五”期间，中国计划建设“纵横”UHV骨干网，将大型能源基地与主要负荷中心和13个直流输电工程连接起来，形成“西电东送”、“南北送”的大规模能量分布格局。至此，中国大容量、大面积互联和西电东送的复杂系统即将形成，对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了更高的要求。目的:随着超高压输电系统的全国互联、紧凑型输电线路的建成以及采用串联补偿或静态补偿的交流柔性超高压输电系统，输电系统的短路电流将显著高于过去十年。这就要求变压器产品能够承受短路电流[·[/比尔/]产生的巨大的电力和机械力。研究表明，变压器绕组是变压器故障的主要部分。当变压器在运行过程中受到短路故障电流的影响时，大的短路电流将在绕组中流动，并与泄漏磁场相互作用以产生大的电功率。此时，绕组将承受巨大且不均匀的径向和轴向电力。此外，变压器在运输和安装过程中也可能受到意外冲击、碰撞和振动。在这些力
(电力或机械力)的作用下，绕组可能发生机械位移和变形，例如线圈的轴向变形、径向变形(内部线圈根据不同的力向内收缩或外部线圈向外膨胀)、线圈股断裂、引线位移、匝间短路、局部线圈压缩或拉伸等。这种变形不会立即导致匝间短路和保护动作。变形变压器经常伴随“疾病”运行很长时间。如果变压器不能及时修复，累积效应将进一步加深，造成绝缘损坏、绕组短路和烧毁，最终导致大规模停电等事故，给国家和人民带来无法估量的损失。
因此，研究变压器绕组变形的原因、检测方法和诊断方法，提前采取有效的预防措施，及时发现和解决问题，对减少变压器事故，延长变压器使用寿命具有重要意义。目前，该测试已受到国内外电力企业的广泛关注，并成为一个重要的研究课题。中国国家电网公司在国家电力发行文件《预防电力生产重大事故二十五项关键要求》中明确规定，变压器出厂、交接和短路事故后，绕组变形试验应纳入强制性试验项目
1。2变压器绕组变形检测方法[/BR/][/BR/]20世纪60年代以来，绕组变形检测技术成为国外学者的研究热点，经过多年探索，取得了很大的成果。随着我国经济的快速发展，电力系统需要安全稳定运行。因此，变压器绕组变形检测越来越受到重视，成为变压器安全运行的一个重要课题。在我国，绕组通常在出厂前或现场安装后进行测试。在运行过程中，还进行一系列常规测试，故障后必须进行全面测试。检测时，测量相关特征量，分析判断绕组是否有位移、变形等异常现象。一般来说，变压器绕组变形后，其一些特征参数，如电参数、物理尺寸、几何形状和温度，与正常状态有很大不同。因此，已经形成了多种基于特征比的绕组变形检测方法。然而，目前各种绕组变形检测方法中没有通用的状态量来描述和判断绕组的状态，也没有通用的指标来量化绕组变形的程度。它们都是基于自己的测量理论基础，采用相应的经验和判断标准来判断绕组变形的程度和位置
变压器受到短路电流影响后，操作单元一般会进行常规的电气试验和绝缘油分析，以检查变压器的绝缘状况。检查结果表明，部分变压器的电气试验和绝缘油分析结果在预防性试验规程规定的范围内，但吊罩检查发现绕组有明显变形或绝缘垫块严重松动，表明常规的电气试验、注油试验等检测方法不能有效发现变压器绕组的变形缺陷。虽然对吊罩的检查非常直观，但仍然需要大量的人力、物力和财力，并且仍然很难判断弱变形和内绕组是否变形。为了满足电力系统的要求，弥补传统电气方法和吊罩检测方法的不足，国内外学者对变压器绕组变形检测进行了大量研究，逐渐形成了几种相对成熟的检测方法，如短路阻抗法、低压脉冲法、频率响应分析法等。
以下是对这些方法或技术的简要描述。
2。1短路阻抗法
短路阻抗法简称可控硅法。短路阻抗法是最早的变压器绕组变形检测方法。其原理是测量变压器绕组在工频电压作用下的短路阻抗或漏抗，并诊断绕组是否因短路阻抗或漏抗值的变化而变形。变压器短路阻抗是指变压器负载阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗，它反映了绕组之间或绕组与油箱之间漏磁通形成的感应磁势。短路阻抗包括电阻分量和电抗分量。对于10110千伏及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中的比例很小，短路阻抗主要是电抗分量值。变压器的短路电抗分量是变压器绕组的漏抗。变压器漏抗由横向漏抗和纵向漏抗组成，横向漏抗的比例通常很小。当频率恒定时，变压器的漏抗值由绕组的几何尺寸决定。变压器绕组结构状态的变化将不可避免地导致变压器漏抗的变化，从而导致变压器短路阻抗值的变化。短路阻抗法[·
的基本思想是通过测量变压器绕组中漏抗的变化来检测绕组是否变形。实际测量一般在交流电源作用下进行，低压
3变压器绕组变形测量……22-40
3.1绕组变形测量系统……22-23
3.2c8051f系列单片机简介23-26
3.2.1 c8051f系列……23-24
3.2.2c8051f系列……24-26
3.3信号生成模式……26-32
3.3.1信号生成模块……26-27 [/BR/] 3.3.2信号生成……27-29 [/BR/] 3.3.3信号滤波……29-31
3.3.4功率放大……31-32[/比尔/] 3.4数据采集……32-37[/溴/] 3.4.1均方根转换……32-35
3.4.2程序放大……35-37 [/BR/] 3.5数据通信……37-40 [/BR/] 3.5.1双计算机通信……37-38
3.5.2连接……38-40
4变压器绕组变形上位机测试……40-52 [/BR/] 4.1下层计算机软件……40-45
4.1.1整体较低的计算机软件……40-41 [/BR/] 4.1.2信号生成部分……41-42 [/BR/] 4.1.3信号滤波部分……42-45
4.1.4信号采集部分……45
4.2上位机诊断……45-52
4.2.1诊断软件总体……46-47
4.2.2……47-48 [/BR/] 4.2.3为获得频率响应指纹计算特征点的幅度……48-49 [/BR/] 4.2.4计算特征点的频率……49-51
4.2.5特性计算……特征点51-52
结论
在阅读大量文献的基础上，根据频率响应分析的检测原理，对原测试系统的软硬件设计进行了改进。在硬件方面，设计了基于C8051F005的变压器绕组变形测试系统，完成了扫频信号产生、信号滤波、信号采集和数据存储等功能。软件部分研究了10号基变压器绕组频响指纹特征差异指数分析方法，并在此基础上设计了诊断软件。这方面的工作主要包括以下几个方面:
1。研究了几种变压器绕组变形检测方法，并分析总结了各自的优缺点。其中，主要介绍抗干扰能力强、测量重复性好的频率响应分析方法，并分析了几种基于十频响应法的上位机诊断方法。本课题的研究重点是设计一套可靠稳定的绕组变形测试系统，探索如何快速准确地诊断绕组是否变形。
2，设计了基于C8051F005的变压器绕组变形测试系统的软硬件。硬件方面，采用双单片机处理系统，两个单片机分别负责信号采集和管理。测试系统利用DDS芯片产生扫频信号，通过程控滤波器对信号进行滤波，利用均方根转换芯片完成信号采集，最终实现与上位机和SD卡存储器的通信。