ST-3006電力變壓器繞組測試儀
一、系統(tǒng)簡介
變壓器繞組變形測試儀（頻響法）用于測試6KV及以上電壓等級電力變壓器及其它特殊用途的變壓器，電力變壓器在運行或者運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，測量部分是由信號生成及信號測量組成的黑匣子，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。
信號源：儀器自帶一個通道信號輸出作為掃頻的激勵信號；信號輸出為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，信號輸出幅度可以軟件調(diào)節(jié)，大幅度±10V，信號輸出阻抗為50Ω。
兩個采集通道，一個采集激勵信號，一個采集響應(yīng)信號，用于計算傳遞函數(shù)。
采集通道量化精度：14位。
每通道大存儲容量：64K樣點。
每通道高采樣率：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：信號源輸出正弦信號的頻率精度不大于0.01%。
掃頻測量頻點：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，兼容Window 2000/Window XP。
可以同時加載2條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動計算，自動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，自動保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時提供依據(jù)。測量數(shù)據(jù)自動存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測試報告。
軟件人性化特點明顯，測量的各種條件多為選擇項，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、輸出信號連接好之后，只需要按一個鍵就可以完成所有的測量工作。
軟件界面簡潔直觀。
二、ST-3006電力變壓器繞組測試儀安全工作準(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)的計算機(jī)書籍。
采集儀器USB驅(qū)動安裝
驅(qū)動程序安裝
將硬件電路與計算機(jī)連接后，如果是*次相連，則計算機(jī)會提示找到新的設(shè)備，將驅(qū)動程序光盤插入計算機(jī)，進(jìn)行驅(qū)動程序的安裝工作。當(dāng)硬件電路與計算機(jī)開始相連后，此時卡上單片機(jī)內(nèi)還沒有程序，它的缺省的ID號是：VID:0x04B4；PID:0x8613。計算機(jī)通過這個ID號，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)，并讓程序運行。之后，單片機(jī)有了新的ID 號，通過這個ID號，計算機(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)計中，采用了在線加載技術(shù)，因此會出現(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
或運行setup文件
如重新安裝系統(tǒng)請廠家，修改配置文件，否則會影響機(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”和“輸入”端通過“輸入測量阻抗”將掃頻電壓信號輸入“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
掃頻信號輸入阻抗接于中性點O，掃頻信號輸出阻抗分別接在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由信號發(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，測試時必須解開接地。如圖4.1.5所示。



試驗的注意事項
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。

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)來實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時顯示。
用戶程序主要完成采集參數(shù)設(shè)置和采集數(shù)據(jù)的實時顯示。可以在時域坐標(biāo)下觀察采集的響應(yīng)通道輸出信號，同時將采集的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式保存在計算機(jī)硬盤上。通過對采集到的幅頻文件的數(shù)據(jù)分析，可以同時畫出兩組幅頻曲線，并實時計算兩組曲線的相關(guān)系數(shù)，自動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，如修改此值可能會降低動態(tài)范圍。 一般為默認(rèn)值。
起始頻率為低0.5KHZ，終止頻率高為2MHZ。(做相關(guān)系數(shù)分析請選1－1000KHZ)
步進(jìn)頻率自動生成。
完成后 點擊“設(shè)置”鍵

采集參數(shù)設(shè)置



點擊“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)計數(shù)”滿1000后可以點擊“停止采集”此1000點的幅頻曲線己完成。

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。點開始分析，后生成和文件名同名的三個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


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。