專利名稱：變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開(kāi)關(guān)電氣性能指標(biāo) 的綜合測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
有載分接開(kāi)關(guān)的測(cè)量分為無(wú)繞組和有繞組測(cè)量?jī)煞N，即不帶負(fù)載(變壓器)和帶 負(fù)載測(cè)量。無(wú)繞組測(cè)量主要用于開(kāi)關(guān)生產(chǎn)時(shí)出廠測(cè)量，有繞組則用于開(kāi)關(guān)檢修時(shí)。由于有 載分接開(kāi)關(guān)使用時(shí)和變壓器是連為一體的，測(cè)量時(shí)開(kāi)關(guān)和變壓器分開(kāi)很麻煩，所以采用有 繞組測(cè)量。有繞組測(cè)量由于回路中加入了變壓器繞組，而變壓器繞組呈感性，在切換過(guò)程中 會(huì)阻礙回路電流的變化，產(chǎn)生振蕩，使測(cè)得的電壓和電流信號(hào)不準(zhǔn)，造成Rx不準(zhǔn)。因此，對(duì) 有繞組測(cè)量，目前通常采用加電流源的方法，以恒流消除開(kāi)關(guān)切換時(shí)變壓器線圈電感對(duì)測(cè) 量的影響，但這種方面目前國(guó)內(nèi)制造的測(cè)試儀準(zhǔn)確度一般不是很高，加上測(cè)試儀輸出結(jié)果 直接顯示過(guò)渡電阻和過(guò)渡時(shí)間組成的波形，靠使用人員自己移動(dòng)光標(biāo)，以查看實(shí)際的過(guò)渡 電阻和過(guò)渡時(shí)間，由于人員讀數(shù)的差異性，造成對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡電阻和過(guò)渡時(shí)間的測(cè) 量誤差比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種使用方便、重量 輕、抗干擾性能好、精度高的一種用于變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明電路模塊結(jié)構(gòu)為，采用濾波電路分別與恒流源電路、基準(zhǔn)電壓電路連接，基 準(zhǔn)電壓電路又與恒流源電路連接，恒流源電路又與數(shù)據(jù)采集與處理電路連接。本發(fā)明恒流源電路由場(chǎng)效應(yīng)管組成的H橋和高頻變壓器組成；濾波電路由交流濾 波與過(guò)電壓抑制、直流濾波組成，其中交流濾波部分含有繞在鐵氧體上的兩個(gè)線圈；基準(zhǔn)電 壓電路由電壓芯片LM399與運(yùn)放LM258組成；數(shù)據(jù)采集與處理電路由采樣保持芯片Ii^98 和AD模數(shù)轉(zhuǎn)換AD7714組成。恒流源電路部分輸出為IA的直流電流。本發(fā)明能夠用于測(cè)量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開(kāi)關(guān)電氣性能指標(biāo)的綜 合測(cè)量?jī)x器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)的過(guò)渡時(shí)間、過(guò)渡波形、過(guò)渡電阻、三相同期性等參數(shù) 的測(cè)量，同具有使用方便、重量輕、抗干擾性能好、精度高。


圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為恒流源電路圖；圖3為濾波電路圖；圖4為基準(zhǔn)電壓電路圖；圖5為數(shù)據(jù)采集與處理電路圖6為過(guò)渡電阻和過(guò)渡時(shí)間的波形圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，其電路模塊結(jié)構(gòu)為，采用濾波 電路分別與恒流源電路、基準(zhǔn)電壓電路連接，基準(zhǔn)電壓電路又與恒流源電路連接，恒流源電 路又與數(shù)據(jù)采集與處理電路連接。恒流源電路如圖2所示由場(chǎng)效應(yīng)管組成的H橋和高頻變壓器組成；濾波電路如圖 3所示由交流濾波與過(guò)電壓抑制、直流濾波組成，其中交流濾波部分含有繞在鐵氧體上的兩 個(gè)線圈；基準(zhǔn)電壓電路如圖4所示由電壓芯片LM399與運(yùn)放LM258組成；數(shù)據(jù)采集與處理電 路如圖5所示由采樣保持芯片LF298和AD模數(shù)轉(zhuǎn)換AD7714組成。恒流源電路部分輸出為 IA的直流電流。輸出過(guò)渡電阻、過(guò)渡時(shí)間波形如圖6所示為凹形。本發(fā)明的基本原理為通過(guò)恒流源電路輸出IA的直流電流到變壓器的有載分接 開(kāi)關(guān)上，同時(shí)從從有載分接開(kāi)關(guān)接頭處取得其直流電壓信號(hào)，然后進(jìn)行采樣、保持、AD轉(zhuǎn)換、 顯示等操作，通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部處理直接顯示其過(guò)渡電阻、過(guò)渡電流、三相同期性及波形。本發(fā)明的電路原理為①恒流源電路恒流源電路通過(guò)閉環(huán)控制的方式自動(dòng)調(diào)節(jié)電流至1A，其具體控制方法直流電壓 加載在4個(gè)MOS管組成的H橋上，然后通過(guò)變壓器和VD1、VD2接到LRC的回路中，閉環(huán)控制 通過(guò)PWM調(diào)制器控制MOS管的通斷，從而使輸出電流穩(wěn)定為1A。②濾波電路濾波電路能有效抑制電網(wǎng)噪聲，提高測(cè)試儀的電磁兼容性能及可靠性，在這里選 用二階共模濾波器，這里主要濾除開(kāi)關(guān)噪聲和由輸入線引起的諧波。當(dāng)電路中出現(xiàn)共模干 擾時(shí)，由于L中兩個(gè)線圈的磁通方向一致，纖過(guò)耦合后總電感量迅速增大，因而對(duì)共模信號(hào) 產(chǎn)生很大的感抗，使之不易通過(guò)，這兩個(gè)線圈分別繞在低損耗、高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁環(huán)上。 直接接地的兩個(gè)電容Cl、C2主要用來(lái)濾除串模干擾。Li、Dl和D2共同組成過(guò)電壓抑制器 即浪涌抑制器，防止超過(guò)它們額定的瞬時(shí)容量通過(guò)，保護(hù)后續(xù)電路。通過(guò)整流器后再通過(guò)直 流濾波以濾除尖峰信號(hào)等。③基準(zhǔn)電壓(Vref)電路為了提高模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片精度和恒流源電路輸出穩(wěn)定，減小溫度、漂移等多種因素 對(duì)設(shè)備精度的影響，利用精密電壓芯片LM399建立高精度電壓基準(zhǔn)，并通過(guò)運(yùn)放LM258進(jìn)一 步使基準(zhǔn)電壓保持穩(wěn)定，具體電路如圖3所示。④數(shù)據(jù)采集與處理電路測(cè)試儀的數(shù)據(jù)采集與處理電路如圖4所示，電壓信號(hào)通過(guò)專門的采樣保持芯片和 AD采樣芯片最終送到單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)對(duì)由過(guò)渡電阻、過(guò)渡電流組成的波形(如圖5所示) 進(jìn)行分析處理，最終直接顯示在顯示屏上，同時(shí)也可打印和通過(guò)RS232接口進(jìn)行通信。采樣保持芯片采用LM98，它的特點(diǎn)是由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成，具有采樣速度高、保持電 壓下降慢以及精度高等特點(diǎn)。當(dāng)作為單一放大器時(shí)，其直流增益精度為0. 002%，采樣時(shí)間 小于6 μ s時(shí)精度可達(dá)0. 01 % ；輸入偏置電壓的調(diào)整只需在偏置端調(diào)整即可，并且在不降低 偏置電流的情況下，帶寬允許1MHz，這樣可完全保證三相采樣的同期和精度要求。
AD轉(zhuǎn)換芯片采用AD7714，它是一個(gè)完整的用于低頻測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)合的模擬前端，用 于直接從電路接收小信號(hào)并輸出串行數(shù)字量。它使用Σ -Δ轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高達(dá)M位精度 的代碼而不會(huì)丟失，且有3個(gè)差分模擬輸入和一個(gè)差分基準(zhǔn)輸入，用于接基準(zhǔn)信號(hào)。技術(shù)指標(biāo)如下1、三相恒流輸出均為IA2、過(guò)渡時(shí)間的測(cè)量0-250ms，精度0. 1級(jí)3、過(guò)渡電阻的測(cè)量(0. 1-40) Ω，精度0. 1級(jí)4、三相同期性精度0. 1級(jí)。
權(quán)利要求
1.變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，其特征是，其電路模塊結(jié)構(gòu)為，采用濾波電路分別與恒 流源電路、基準(zhǔn)電壓電路連接，基準(zhǔn)電壓電路又與恒流源電路連接，恒流源電路又與數(shù)據(jù)采 集與處理電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，其特征是，恒流源電路由場(chǎng)效 應(yīng)管組成的H橋和高頻變壓器組成；濾波電路由交流濾波與過(guò)電壓抑制、直流濾波組成，其 中交流濾波部分含有繞在鐵氧體上的兩個(gè)線圈；基準(zhǔn)電壓電路由電壓芯片LM399與運(yùn)放 LM258組成；數(shù)據(jù)采集與處理電路由采樣保持芯片LF298和AD模數(shù)轉(zhuǎn)換AD7714組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，其特征是恒流源電路部 分輸出為IA的直流電流。
全文摘要
變壓器有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，本發(fā)明電路模塊結(jié)構(gòu)為，采用濾波電路分別與恒流源電路、基準(zhǔn)電壓電路連接，基準(zhǔn)電壓電路又與恒流源電路連接，恒流源電路又與數(shù)據(jù)采集與處理電路連接。本發(fā)明用于測(cè)量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開(kāi)關(guān)電氣性能指標(biāo)的綜合測(cè)量?jī)x器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)的過(guò)渡時(shí)間、過(guò)渡波形、過(guò)渡電阻、三相同期性等參數(shù)的測(cè)量，同具有使用方便、重量輕、抗干擾性能好、精度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/327GK102129032SQ20101058465
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者丁心志, 楊晴, 畢志周, 王作松, 王賦, 鄭易谷 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司