CN110687388A - 一种换流变压器内部缺陷探测电路 - Google Patents

一种换流变压器内部缺陷探测电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种换流变压器内部缺陷探测电路，由宽频声波传感器、信号分离器、低频信号调理单元、高频信号调理单元、数模转换单元、无线数据传输单元组成；其中：信号分离器的芯片型号为IA1881，低频信号调理单元和高频信号调理单元采用运算放大器的型号为AD8031，数模转换单元采用转换芯片的型号为AD7381；本发明公开的装置，通过传感器耦合声波信号，并将信号分离为振动波信号和超声波信号，通过对振动波和超声波信号进行数模转换，将数字信号通过无线技术传输，能够获得换流变内部缺陷发出的声波信号，有效的提高了换流变压器带电检测的效率；同时，多参量的同时获取，保证了检测的准确性。

Description

一种换流变压器内部缺陷探测电路
技术领域
本发明涉及变压器带电检测技术领域，更具体的说是涉及一种换流变压器内部缺陷探测电路。
背景技术
由于换流变压器结构及运行环境与交流变压器有所不同，在对运行中的换流变压器进行带电内部缺陷诊断的时候需要检测多种参量，例如超声波检测、振动波检测，振动波检测和超声波检测对变压器检测起到至关重要的作用，现有的仪器一般都是单功能检测，不能对两个参量同时检测，不能有效的判断换流变压器内部是否存在缺陷。针对以上情况，需要一种宽频范围声波电路，检测频带范围宽，能获得宽频声波信号，并将声波中的振动波信号和超声波信号分离，能够同时获得振动波信号和超声波信号，有效地发现换流变压器内部存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种换流变压器内部缺陷探测电路，用于换流变压器内部缺陷的探测，目的在于提高换流变压器带电检测的效率，同时保证检测的准确性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种换流变压器内部缺陷探测电路，由宽频声波传感器、信号分离器、低频信号调理单元、高频信号调理单元、数模转换单元、无线数据传输单元组成；其中：信号分离器的芯片型号为IA1881，低频信号调理单元和高频信号调理单元采用运算放大器的型号为AD8031，数模转换单元采用转换芯片的型号为AD7381；
所述信号分离器的输入端与宽频声波传感器相连接，信号分离器的输出端分别与低频信号调理单元输入端和高频信号调理单元输入端相连接；
所述低频信号调理单元输出端与数模转换单元输入端相连接；
所述高频信号调理单元输出端与数模转换单元输入端相连接；
所述数模转换单元输出端与无线数据传输单元相连接。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述信号分离器采用宽频带同步信号分离器，能够在5V的宽电压下分离出不同频率的信号，分离频率为150kHz。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述信号分离器分离出频率为10Hz-10kHz的振动波信号，同时同步分离出频率为20kHz-150kHz的超声波信号。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述低频信号调理单元还连接有电阻R1-1、电容C1-1、电阻R1-4、电阻R1-5；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为1500倍。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述高频信号调理单元还连接有电阻R2-1、电容C2-1、电阻R2-4、电阻R2-5；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为5000倍。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述数模转换单元中，转换模块采用分辨率大于24位、转换速率大于1MHz的AD转换芯片。
有益效果：本发明通过传感器耦合声波信号，并将信号分离为振动波信号和超声波信号，通过对振动波和超声波信号进行数模转换，将数字信号通过无线技术传输，能够获得换流变内部缺陷发出的声波信号，有效的提高了换流变压器带电检测的效率；同时，多参量的同时获取，保证了检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的电路工作原理图。
其中：
U0为宽频声波传感器；U1为信号分离器；U3为高频信号调理单元；U4数模转换单元；U5为无线数据传输单元；为C1-1、C1-2、C1-3、C2-1、C2-2、C2-3为电容；R1-1、R1-2、R1-3、R1-4、R1-5、R2-1、R2-2、R2-3、R2-4、R2-5为电阻；AGND为接地。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1-2，本发明实施例公开了一种换流变压器内部缺陷探测电路，一种换流变压器内部缺陷探测电路，由宽频声波传感器U0、信号分离器U1、低频信号调理单元U2、高频信号调理单元U3、数模转换单元U4、无线数据传输单元U5组成；其中：信号分离器U1的芯片型号为IA1881，低频信号调理单元U2和高频信号调理单元U3采用运算放大器的型号为AD8031，数模转换单元U4采用转换芯片的型号为AD7381；
所述信号分离器U1的输入端与宽频声波传感器U0相连接，信号分离器U1的输出端分别与低频信号调理单元U2输入端和高频信号调理单元U3输入端相连接；
所述低频信号调理单元U2输出端与数模转换单元U4输入端相连接；
所述高频信号调理单元U3输出端与数模转换单元U4输入端相连接；
所述数模转换单元U4输出端与无线数据传输单元U5相连接。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述信号分离器U1采用宽频带同步信号分离器，能够在5V的宽电压下分离出不同频率的信号，分离频率为150kHz。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述信号分离器U1分离出频率为10Hz-10kHz的振动波信号，同时同步分离出频率为20kHz-150kHz的超声波信号。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述低频信号调理单元U2还连接有电阻R1-1、电容C1-1、电阻R1-4、电阻R1-5；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为1500倍。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述高频信号调理单元U3还连接有电阻R2-1、电容C2-1、电阻R2-4、电阻R2-5；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为5000倍。
优选的，在上述一种换流变压器内部缺陷探测电路中，所述数模转换单元U4中，转换模块采用分辨率大于24位、转换速率大于1MHz的AD转换芯片。
工作原理如下：
探测换流变压器内部缺陷的宽频声波电路工作原理如图2所示。电路通过声波传感器耦合换流变内部缺陷发出的声波信号，通过信号分离及信号调理得到振动波信号和超声波信号，将振动波和超声波模拟信号进行数模转换，将数字信号通过无线技术进行传输。声波传感器连接芯片U1，U1采用宽频带同步信号分离器，芯片型号为IA1881，芯片能够能够在5V的宽电压下分离出不同频率的信号，分离频率为150kHz，通过信号分离器能够分离频率为10Hz-10kHz的振动波信号，也能同时同步分离出20kHz-150kHz的超声波信号；振动波信号通过R1-1、C1-1、R1-4、R1-5、U2组成放大电路，放大倍数为1500倍，保证振动波的微弱信号都能获取到；超声波信号通过R2-1、C2-1、R2-4、R2-5、U3组成放大电路，放大倍数为5000倍，保证超声波的微弱信号能获取到；其中低频信号调理单元U2和高频信号调理单元U3采用高增益，低噪声，宽频带运算放大器，U2，U3型号为AD8031，经过调理后的振动波信号和超声波信号经过数模转换单元U4进行数模转换，将模拟信号转换成数字信号，数模转换单元U4采用高分辨率、高速AD转换芯片，其中分辨率大于24位、转换速率大于1MHz，保证数模转换的有效性，U4芯片型号为AD7381，数模转换后的数字信号传输给无线数据传输单元U5，U5包括数据无线发射模块，经过U5将采集的数据进行无线传输。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解为在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种编号、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，由宽频声波传感器(U0)、信号分离器(U1)、低频信号调理单元(U2)、高频信号调理单元(U3)、数模转换单元(U4)、无线数据传输单元(U5)组成；其中：信号分离器(U1)的芯片型号为IA1881，低频信号调理单元(U2)和高频信号调理单元(U3)采用运算放大器的型号为AD8031，数模转换单元(U4)采用转换芯片的型号为AD7381；
所述信号分离器(U1)的输入端与宽频声波传感器(U0)相连接，信号分离器(U1)的输出端分别与低频信号调理单元(U2)输入端和高频信号调理单元(U3)输入端相连接；
所述低频信号调理单元(U2)输出端与数模转换单元(U4)输入端相连接；
所述高频信号调理单元(U3)输出端与数模转换单元(U4)输入端相连接；
所述数模转换单元(U4)输出端与无线数据传输单元(U5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，所述信号分离器(U1)采用宽频带同步信号分离器，能够在5V的宽电压下分离出不同频率的信号，分离频率为150kHz。
3.根据权利要求2所述的一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，所述信号分离器(U1)分离出频率为10Hz-10kHz的振动波信号，同时同步分离出频率为20kHz-150kHz的超声波信号。
4.根据权利要求1所述的一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，所述低频信号调理单元(U2)还连接有电阻(R1-1)、电容(C1-1)、电阻(R1-4)、电阻(R1-5)；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为1500倍。
5.根据权利要求1所述的一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，所述高频信号调理单元(U3)还连接有电阻(R2-1)、电容(C2-1)、电阻(R2-4)、电阻(R2-5)；上述连接方式组成放大电路，放大倍数为5000倍。
6.根据权利要求1所述的一种换流变压器内部缺陷探测电路，其特征在于，所述数模转换单元(U4)中，转换模块采用分辨率大于24位、转换速率大于1MHz的AD转换芯片。
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