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1、硕士学位论文变压器绕组变形检测装置研究与设计 Investigate to identify winding deformation of transformer and design the equipmentMIAO LijiaoB.E.(Lanzhou University Of Technology ) 2005A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree ofMaster of EngineeringinDetectionTechnologyandAutomaticEquip
2、mentin the Graduate Schoolof Lanzhou University of TechnologySupervisor Professor Yang XinhuaMay,2010兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解
3、学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日-18-硕士学位论文 目 录摘 要IABSTRACTII插图索引III附表索引V第1章 绪 论11.1 引言11.2 设计变压器绕组变形检测装置的意义11.3 国内外研究现状21.4
4、 研究的内容3第2章 变压器绕组变形的测试方法52.1 引言52.2 国内外测量方法52.2.1 低压脉冲法52.2.2 短路阻抗法72.2.3 频率响应分析法82.3 课题选用的测量方法92.4 频率响应法的辅佐性判断方法102.5 本章小结11第3章 变压器绕组变形检测装置硬件设计123.1 引言123.2 研究内容123.2.1 测试指标123.2.2系统设计123.2.2.1 DDS扫频信号发生电路133.2.2.2调理电路的设计153.2.2.3高速A/D转换电路的设计173.2.2.4 A/D采样转换控制信号产生183.2.2.5 FIFO模块的设计203.2.2.6 USB接口电
5、路设计203.2.2.7蓝牙模块233.3 本章小结26第4章 变压器绕组变形检测装置软件设计274.1 引言274.2下位机程序的开发274.2.1 固件程序274.2.2 下位机主控程序314.3 动态链接库314.3.1 前言314.3.2 设备访问函数334.3.3驱动程序的设计344.3.3.1 查找设备354.3.3.2 获得设备信息集364.3.3.3 识别接口信息364.3.3.4 读写设备374.3.4 动态链接库（DLL）的编写384.3.4.1 打开设备子函数384.3.4.2 关闭设备子函数394.3.4.3 读设备子函数394.3.4.4 写设备子函数414.3.4.
6、5 对DLL的编译424.4 上位机应用程序的开发434.4.1 前言434.4.2 动态链接库函数的调用过程444.4.3上位机数据处理的算法454.4.4 基于LabVIEW编程语言的数据采集程序504.4.5 基于LabVIEW编程语言的数据处理程序514.5 本章小结52第5章 实验结果与分析535.1 前言535.2 1kHz100kHz频段的特征535.3 100kHz600kHz频段的特征535.4 频段600kHz的特征545.5 本章小结55结论56参 考 文 献57致 谢60附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录61I摘 要变压器是电力系统中的重要设备之一，它运行的稳定性
7、对电力系统的安全运行至关重要。电力变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化。它包括轴向和径向尺寸的变化、器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等，严重威胁着电力系统的安全运行。如果及时发现变压器的事故隐患，能避免事故的发生，最大程度的减少损失。所以对变压器绕组变形检测的研究，有着非常重要的意义。本文在比较深入的研究国内外变压器绕组变形检测基本理论和检测方法的基础上，基于频率响应法，研究和设计了变压器绕组变形检测仪。论文首先研究了国内外目前在电力变压器绕组变形测试中三种基本方法: 低压脉冲法、短路阻抗法和频率响应法,对其优缺点进行比较，确立频率响应法作为本课题变压
8、器绕组检测的基本方法，在此基础上，基于DDS技术、USB技术、蓝牙技术,EDA技术、LabVIEW技术设计了变压器绕组变形测试仪。在扫频信号的产生上，采用DDS技术，扫频信号频率控制方便，精度高；在上位机和下位机的通讯中，采用USB技术，实现电压幅值/频率信号数据的高速传输；作为辅助通讯方式，采用蓝牙技术实现上下位机数据的无线传输；采用EDA技术及PLL技术，实现高速采样控制信号的产生；采用高速ADC实现幅值电压信号的高速A/D转换；采用LabVIEW技术，实现变压器幅频特性的图形化显示。论文基于设计的硬件系统，编写了上位机和下位机应用软件，并且重点对动态链接库的编写、FFT算法这几个关键部分
9、作了详细说明。论文完成的变压器绕组变形仪图形分析方便，易于升级和扩展，模拟实验表明，能够满足设计要求。关键词:变压器；绕组变形；频率响应；FFT；USB；LabVIEWAbstractPower transformer is one of the important equipment.The stability of the safe operation of power systems is essential.Power transformer winding deformation means that the winding of the size or shape of irrev
10、ersible changes under the electric power and the role of mechanical force. It includes axial and radial size changes. These reasons are a serious threat to the safe operation of the electric power system.If you discover hidden dangers of accidents transformer early, it will to avoid accidents, the g
11、reatest degree of reduction of losses.So the detection of transformer winding deformation,has a very important significance.Researching in domestic and international basic theory of detecting transformer winding deformation and the detection method,then basing on the frequency response method resear
12、ched and designed the transformer winding deformation apparatus.In the paper, firstly reaserched currently three basic testing methods about domestic and international power transformer winding deformation. It includes low-voltage impulse method,short-circuit impedance and frequency response method.
13、 Compared advantages and disadvantages and then choosing the frequency response method for detecting transformer winding.In this basis,based on DDS technology,USB technology,Bluetooth technology,EDA technology,LabVIEW technology designed transformer winding deformation apparatus.In the sweep signal
14、generation,using DDS technology and sweep frequency control signal made the precision more high;In the communications,the use of USB technology,achieved voltage amplitude/high frequency signal data transmission in a high speed;As an auxiliary means of communication with Bluetooth technology for wire
15、less transmission;Using EDA technology and PLL technology to achieve high-speed sampling control signal generation;Using LabVIEW technology, display amplitude and frequency characteristics of transformer in graphics.In this paper,based on the design of the hardware system,programed application software,and described the dynamic link library,FFT algorithm,LabVIEW platform da
