變壓器油中微量氣體組分測量系統(tǒng)設計.pdf

1、變壓器絕緣油中溶解的特征氣體的含量蘊含著變壓器運行狀態(tài)的信息，對特征氣體進行定量分析能夠及時預測變壓器的故障情況，從而避免更嚴重的事故發(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。本文設計了一種基于光聲光譜技術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。
　　以光聲效應的工作機理和六種特征氣體紅外吸收特性為理論基礎，根據(jù)紅外光源、微聲傳感器以及光聲腔的特性，

2、同時結合光聲信號的典型特征，設計了一種對紅外光源的調制頻率進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)復雜度和體積，適合應用于工業(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，能夠實現(xiàn)對微弱光聲信號的準確測量。設計完成后，對光聲信號測量電路進行了測試，測試結果顯示電路的本地噪聲控制在微伏級以下。
　　采用該方式設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，實驗結果表明，所設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，能夠實現(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行