變壓器作為電網(wǎng)的重要樞紐設(shè)備,分析評(píng)估其運(yùn)行健康狀況有利于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器的振動(dòng)與鐵心和繞組的振動(dòng)狀況有密切關(guān)系,研究變壓器的振動(dòng)特性和振動(dòng)機(jī)理,對(duì)實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)具有重要意義。因此本文在研究變壓器的結(jié)構(gòu)、振動(dòng)產(chǎn)生起因、傳遞路徑、振動(dòng)機(jī)理及振動(dòng)分布特性的基礎(chǔ)上,提出了基于隨機(jī)子空間方法的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法,并設(shè)計(jì)了變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的硬件設(shè)備和監(jiān)控軟件。具體工作如下:(1)根據(jù)繞組軸向振動(dòng)彈簧質(zhì)量塊模型和理想變壓器鐵心模型,分析了繞組和鐵心的振動(dòng)加速度進(jìn)行受力分析,得出繞組和鐵心固有頻率的分布規(guī)律。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行變壓器的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù),驗(yàn)證理論的正確性。(2)提出了一種基于隨機(jī)子空間方法的變壓器狀態(tài)評(píng)估方法,通過(guò)幾何投影和奇異值分解技術(shù)構(gòu)建變壓器振動(dòng)信號(hào)的子空間模型,使用模型估計(jì)得到系統(tǒng)矩陣的特征值,并將其應(yīng)用在變壓器的狀態(tài)評(píng)估上,根據(jù)過(guò)程控制統(tǒng)計(jì)原理設(shè)定狀態(tài)評(píng)估的閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)電力變壓器的狀態(tài)評(píng)估。(3)設(shè)計(jì)變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估的硬件設(shè)備和評(píng)估監(jiān)測(cè)軟件。針對(duì)變壓器振動(dòng)采集,測(cè)點(diǎn)多、同步性要求高、同步采樣的要求,設(shè)計(jì)變壓器振動(dòng)信號(hào)采集硬件設(shè)備,詳細(xì)介紹了硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)工藝�；贑#編程語(yǔ)言和GDI+技術(shù),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)變壓器評(píng)估監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng),在分析選擇特征量和設(shè)計(jì)多種數(shù)據(jù)分析算法之后,實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域監(jiān)控、頻譜監(jiān)控、特征值監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)分析和報(bào)警信息管理等功能,為變壓器的健康狀態(tài)判別提供依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM41
【部分圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文變。持續(xù)采集一段時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)，計(jì)算振動(dòng)均值變化曲線(xiàn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，在 160s 于穩(wěn)定正常運(yùn)行狀態(tài)[37]。20 40 60 80 100 120 圖 2-5 均值變化曲線(xiàn)

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文的下發(fā)。顯示模塊：將采集卡采集的振動(dòng)信號(hào)讀入上位機(jī)，通過(guò)振動(dòng)信號(hào)處理算法分析振動(dòng)信號(hào)，并將處理結(jié)果進(jìn)行顯示，軟件界面中不僅可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示振動(dòng)信號(hào)時(shí)域波形圖及特征參數(shù)，還可以實(shí)時(shí)顯示信號(hào)頻譜圖，從而能清晰直觀地展示信號(hào)特征。4.1.1 硬件電路頂層設(shè)計(jì)同樣由于電路原件較多，所以電路原理圖采用多圖紙方式設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)圖紙如圖 4-2,包括采樣模塊電路部分、控制模塊部分、通信模塊部分、電源模塊部分以及 ESD 部分和散熱設(shè)計(jì)部分。

圖 4-5 濾波器的相關(guān)幅頻特性模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)采用 ADS1271 芯片，ADS1271 是一款工業(yè) Δ-Σ 型 ADC，其最高采樣率為 105ksps，具有 24bit 精度。振動(dòng)信號(hào)通過(guò)濾波器去除偏置后，利用差分放大運(yùn)放 THS4131 搭建差分放大電路，將±5V 的振動(dòng)信號(hào)調(diào)制成±3.3V 的差分信號(hào)，以提高抗干擾能力，供 AD直接處理。ADC 采用 SPI 接口通信，為了節(jié)省 STM32 主控芯片的 IO 資源，采用每?jī)蓚�(gè) ADC 形成一條菊鏈的方法進(jìn)行連接，其電路連接原理圖如圖 4-6 所示。DS1271A輸入ARRRRRRCCCCRCSDOSDISDOSDOSCOFSOMCLKSYNCDEC_RATESCOSCOFSOMCLKSYNCDEC_RATEVIN-VIN+
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884056