基于FPGA的变压器绕组变形测试仪研制.pdf

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1、技术与应用基于FPGA的变压器绕组变形测试仪研制陈超(韶关曲江供电局，广东韶关512100)摘要本文根据变压器绕组变形频率响应法的原理，利用FPGA可以嵌核和并行处理的优势，设计了变压器绕组变形测试仪。信号发生器采用FPGA核控制AD9854产生扫频信号，扫频频段可以是0~8MHz内任意频段。并通过低通滤波器得到纯正的正弦波信号，最后经幅值放大和功率放大产生可供变压器绕组测试的信号。该测试仪能够测量变压器的幅频和相频特性，通过软件实现幅频曲线和相频曲线分开测试，在幅频测试上采取直接采样经有效值转换后获得信号的方法，使得幅频特性的测量更为快速。关键词：绕组变形；频

2、率响应法；FPGA；扫频；有效值转换DevelopmentofTransformerWindingDeformationTester．BasedonFP6ChenChao(QujiangPowerSupplyBureau，Shaoguan，Guangdong512100)AbstractThispaperisbasedontheprinciplewhichthefrequencyresponsemethodaboutthedeformationofTransformerWinding．UsingtheadvantagesofembeddedFPGAcoreand

3、parallelprocessing，designsthetransformerwindingdeformationtester．ThesignalgeneratorutilizesFPGAtocontroltheAD9854generatingsweepsigna1．Thesweepfrequencybandranges0~8MHz．ThepuresinewavesignalisobtainedbyLow—passfilterandfinallybytheamplitudeamplificationandpoweramplificationforgenerat

4、ingthetestsignaloftransformerwinding．Thisdevicecanmeasurethemagnitudeandphasefrequencycharacteristicsoftransformer，throughthesoftwareincreasesseparationtestofthefrequencycurveandphasecurve．TakingthesamplesdirectlyandusingtheRMSconversionmethodtoobtainthesignalintheamplitude—-frequenc

5、ytestmakethemeasurementofamplitude--frequencycharacteristicsmorequickly．Keywords：windingdeformation；frequencyresponse：FPGA；sweep；RMSconversion变压器绕组变形是导致变压器发生损坏事故特点，结合DDS技术，研制了变压器绕组变形测的主要原因之一。因此，对受短路冲击后的变压器试仪，该仪器可测变压器绕组的幅频特性曲线和相应进行绕组变形测试，以确保变压器的安全稳定运频特性曲线。行[1]。变压器绕组变形测试的方法有低压脉冲法、1频率响应

6、法原理频率响应分析法和短路电抗分析法。其中低压脉冲法和短路电抗法的灵敏度低，判断方法复杂，而频变压器绕组是由线圈绕在铁心上，由于线圈有率响应分析法具有灵敏度高、试验设备轻便、判断一定的电感和电阻，同时线圈之间也存在电容。因直观的优点[2]。目前国内对频率响应分析法仪器的此变压器绕组可以等效成电阻电容和电感组成的网研究主要是分立设备法和模拟分析法I34】，分立设备络[，在高频信号的作用下，变压器绕组的频率特法操作麻烦，抗干扰能力不强，模拟分析法不能解性可以用传递函数f／'co)描述。根据变压器绕组的决实际问题。为此笔者结合所学知识，运用FPGA特性，变压器绕组在频

7、率响应下的等效电路如图1作为主控芯片，利用FPGA并行处理和可以嵌核的所示。图中为变压器绕组单位长度的分布电感，64I囊l_I蕞泰2013~I10期技术与应用为变压器绕组的纵向分布电容，C为变压器绕组的择进入AD的是正弦波信号还是经有效值转换的信对地分布电容；为变压器饶组测试端所加电压，号，两种信号分别用来测试幅频和相频曲线。包括幅值和相位，是变压器绕组响应电压，同样也是矢量。为正弦波激励信号源电压，s为信号源输出阻抗；为匹配电阻。lT一一一T—I==cIIc—R[图2系统总体框图厂3系统硬件设计图1变压器绕组等效电路和频率响应分析测试电路FPGA(FieldP

8、rogrunmableG