變壓器油中微量氣體組分測量系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、變壓器絕緣油中溶解的特征氣體的含量蘊(yùn)含著變壓器運(yùn)行狀態(tài)的信息，對特征氣體進(jìn)行定量分析能夠及時預(yù)測變壓器的故障情況，從而避免更嚴(yán)重的事故發(fā)生。光聲光譜法克服了傳統(tǒng)方法的不足，并且具有選擇性好、靈敏度高、動態(tài)范圍大等諸多優(yōu)點。本文設(shè)計了一種基于光聲光譜技術(shù)的變壓器油中微量氣體組分檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對變壓器油中微量氣體組分的精確測量。
　　以光聲效應(yīng)的工作機(jī)理和六種特征氣體紅外吸收特性為理論基礎(chǔ)，根據(jù)紅外光源、微聲傳感器以及光聲腔的特性，

2、同時結(jié)合光聲信號的典型特征，設(shè)計了一種對紅外光源的調(diào)制頻率進(jìn)行電脈沖控制的變壓器油中微量氣體光聲光譜檢測系統(tǒng)，顯著降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和體積，適合應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。
　　針對變壓器油中微量氣體光聲信號極其微弱的問題，設(shè)計并實現(xiàn)了基于高精度Sigma-Delta ADC的鎖定放大器電路。該數(shù)字鎖定放大器是基于FPGA（Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列）來實現(xiàn)的，所設(shè)計的數(shù)字鎖定放大器電路具有

3、功耗低和可靠性高的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)對微弱光聲信號的準(zhǔn)確測量。設(shè)計完成后，對光聲信號測量電路進(jìn)行了測試，測試結(jié)果顯示電路的本地噪聲控制在微伏級以下。
　　采用該方式設(shè)計的變壓器油中微量氣體光聲光譜測量系統(tǒng)，根據(jù)對不同濃度的乙炔氣體對應(yīng)采集到的光聲信號幅值的分析，得出測量誤差在允許范圍之內(nèi)，實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的變壓器油中微量氣體組分光聲光譜測量系統(tǒng)能夠滿足測量精度要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對油中微量氣體組分的定量分析，從而實現(xiàn)對變壓器潛在故障進(jìn)行