【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪
本专利技术属于电力变压器
,涉及基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪。
技术介绍
在电力输送系统的所有设备当中,电力变压器承担着电压变换、电能分配及传输的作用。但由于电力变压器的长期运行,各种故障的发生总是不可避免的。从电力变压器出厂之后,其内部铁芯、绕组的压紧程度都随着运输、安装及运行等不断降低,会出现铁芯松动、绕组变形等问题,这些问题的出现对于电力变压器的安全运行都产生了很大的威胁,甚至会造成绝缘强度的降低。目前最为常用的电力变压器状态监测方法有油色谱分析法、振动分析法。目前有几种方法评估大型电力变压器的健康状况。油色谱分析法:油色谱分析法通过对变压器油样中溶解气体的成分及含量进行分析,根据其气体成份及含量判断变压器的潜伏性故障,采取有效措施,将各种隐患消灭在萌芽状态之中,从而预防重大事故的发生。传统振动分析法:①在电力变压器绕组出口端施加机械冲击,由于铁芯中残留有磁通,这时可以测得振动的绕组线圈切割磁力线而产生的电动势大小,对一定大小的机械冲击,通过此电动势的大小可以判断绕组的压紧状况;②对变压器绕组施加电动力冲击,在这一脉冲衰减的过程中,记录下振动的绕组两端感应电动势的大小和变化情况,以此来判断绕组的压紧情况。普通在线振动监测:将振动传感器安装在变压器壁面采集振动信号,然后通过AD转换成数字信号上传给ARMCortex-A8上位机或工控机进行分析与显示。现有方法中,油色谱分析法主要监测过热、放电等绝缘油漆类故障,不能及时发现绕组的机械故障,并且相关设备造价昂贵,安装调试较为复杂。传统振 ...
【技术保护点】
基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪,其特征在于:包括振动采集卡、PXI工控机、显示器;所述PXI工控机包括PXI机箱、PXI背板、系统控制卡和电源;其中PXI机箱为振动采集卡提供了坚固构架,方便振动采集卡的插入,PXI机箱内部设有系统控制卡、PXI总线、电源和PXI背板;PXI背板包括PCI总线、定时总线以及触发总线,为系统控制卡和振动采集卡提供数据交换通道;系统控制卡选择带有Windows操作系统的嵌入式控制器,且与机箱中的PXI总线相连接,接收和处理PXI总线上的数据;振动采集卡通过PXI总线与机箱中的背板连接,采集振动传感器测量的振动信号;振动采集卡有8个振动采集通道可实现同步采样,每通道采样率为312Ksps,采样精度为24bit,用于在线监测变压器的振动信号;FPGA:振动采集卡有8个振动信号测量通道,且每个通道的带宽较高,因此选用FPGA进行数据采集和传送;SRAM:在总线繁忙、数据暂时无法发送时,用来缓存数据,待总线空闲时再发送;PCI桥:作为FPGA与PCI总线之间的桥接芯片,将采集到的振动数据转换为PCI协议所规定的格式,传输到PCI总线上,工控机再从PC ...
【技术特征摘要】
1.基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪,其特征在于:包括振动采集卡、PXI工控机、显示器;所述PXI工控机包括PXI机箱、PXI背板、系统控制卡和电源;其中PXI机箱为振动采集卡提供了坚固构架,方便振动采集卡的插入,PXI机箱内部设有系统控制卡、PXI总线、电源和PXI背板;PXI背板包括PCI总线、定时总线以及触发总线,为系统控制卡和振动采集卡提供数据交换通道;系统控制卡选择带有Windows操作系统的嵌入式控制器,且与机箱中的PXI总线相连接,接收和处理PXI总线上的数据;振动采集卡通过PXI总线与机箱中的背板连接,采集振动传感器测量的振动信号;振动采集卡有8个振动采集通道可实现同步采样,每通道采样率为312Ksps,采样精度为24bit,用于在线监测变压器的振动信号;FPGA:振动采集卡有8个振动信号测量通道,且每个通道的带宽较高,因此选用FPGA进行数据采集和传送;SRAM:在总线繁忙、数据暂时无法发送时,用来缓存数据,待总线空闲时再发送;PCI桥:作为FPGA与PCI总线之间的桥接芯片,将采集到的振动数据转换为PCI协议所规定的格式,传输到PCI总线上,工控机再从PCI总线上读取这些振动数据;PXI接口:PXI接口是PCI的一种扩展,在数据协议上与PCI一致。不过PXI接口提供了时钟信号和同步总线,能够做到卡与卡之间ns级的同步。2.按照权利要求1所述基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪,其特征在于:所述振动采集卡其中的每个通道包括振动传感器、信号调理电路、ADC模数转换器;振动传感器采用ICP型振动传感器,信号调理电路为振动传感器提供硬件滤波,去掉偏置电压、抗混叠,并将振动信号调制成频率在0.2~15kHz范围内、振幅在-5~+5V范围内的差分信号,便于ADC处理;ADC选用Σ-Δ型ADC,其最高采样率设计为312Ksps,采样精度24位;LEDs:信号灯显示设备的工作状态;电源为整个系统提供电源,保证整个系统的稳定运行,同时为ICP型振动传感器提供4mA的恒流源;振动采集卡有8个振动信号测量通道,且每个通道的带宽较高,因此选用FPGA进行数据采集和传送。3.按照权利要求2所述基于FPGA的PXI接口多通道变压器振动测试仪,其特征在于:所述信号调理电路包括滤波器,振动传感器得到的信...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵洪山,尹相龙,高玉峰,董文凯,
申请(专利权)人:华北电力大学保定,
类型:发明
国别省市:河北,13
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