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作为电力系统中的一个重要组件,变压器的安全运行对于保证电网的可靠性意义重大。近年来,由于变压器绕组变形直接或间接导致的变压器损坏事故居高不下。为了能及时发现变压器的事故隐患、避免突发事故、提高变压器运行的安全可靠性,开展变压器绕组变形的检测与诊断方法的研究具有十分重要的意义。 由变压器的理论分析可知:变压器的短路电抗值是由绕组的几何尺寸及相互位置所决定的。对于一台变压器而言,当绕组变形,几何尺寸及相互位置发生变化时,其短路电抗值也会变化,因而,如果运行中的变压器受到了短路电流的冲击,为检查其绕组是否变形,就可将短路前后的短路电抗值加以比较来判断,根据其变化的程度,作为判断变压器绕组变形程度的重要依据。例如,IEC和我国国家标准规定,对于同心式绕组,如果短路电抗变化量超过2%,即认为绕组有明显的变形。 理论分析表明,对于运行中的三相变压器,利用每相的电压互感器和电流互感器输出值,可以计算出变压器每相的短路电抗,并据此对电力变压器的绕组变形程度进行在线检测。 本文利用51系列单片机研制了变压器绕组变形在线检测系统,该系统可以实现数据采集、测量结果显示、与上位计算机通讯等功能。文中详细介绍了该系统的硬件设计方法,并对各主要功能部分进行了详细分析,包括:LCD显示器及键盘接口电路,A/D转换器件的选取及接口电路设计,电路板内部及其在机内整体安装上的硬件抗骚扰措施等。 测量系统的软件部分包括单片机系统控制软件和上位机软件。其中采用C51语言编制的单片机控制系统程序用来实现测量控制、数据采集和处理、显示、通信和人机对话等功能;上位机程序利用图形编程语言LabVIEW编制,它可实现与单片机系统的通信、数据处理、显示和数据库等功能,文中详细介绍了各个模块的设计方法。 利用该检测系统在实验室模型变压器上进行了模拟实验,测量结果表明此系统具有较高的精度和稳定性,达到了设计要求。