專利名稱：數(shù)顯式電力變壓器接線方式和組別測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型按IPC國(guó)際專利分類屬于GO1物理技術(shù)測(cè)量測(cè)試儀器類。
電力變壓器在出廠、交接、內(nèi)部線圈更換及接線方式變動(dòng)時(shí)，都要做接線方式和組別試驗(yàn)，它是決定電力變壓器能否正常投入運(yùn)行的重要條件之一。據(jù)西南電業(yè)管理局試驗(yàn)研究所1984年6月出版的《高壓電氣設(shè)備方試方法》一書的第九章92頁(yè)至102頁(yè)的介紹，目前電力變壓器組別試驗(yàn)廣泛采用三種試驗(yàn)方法。一.直流法它是通過(guò)電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱變壓器)的高壓側(cè)加入一瞬時(shí)直流，分三次觀察接在低壓側(cè)的電壓表的指針?biāo)矔r(shí)擺動(dòng)方向，然后查表格找出對(duì)應(yīng)的組別。這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是對(duì)測(cè)試低壓側(cè)的電壓表(或電流表)要求高，如要求中間指零，量程和靈敏度要適當(dāng)，這樣的計(jì)量?jī)x表很難找到。其次是通電瞬間和觀察表針指示方向要同時(shí)進(jìn)行，有時(shí)要反復(fù)幾次才能確定。再就是由于變壓器磁路的不平衡和漏磁的存在，使得低壓側(cè)表針在理論上不擺動(dòng)的情況下，而實(shí)際上都有一定的偏轉(zhuǎn)，容易造成錯(cuò)誤判斷。二.雙電壓表法其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量較可靠，缺點(diǎn)是相當(dāng)繁鎖。三.相位表法在測(cè)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)必須具備三相交流電源，對(duì)相位表的電流線圈要求高，對(duì)變比范圍大的實(shí)際情況是很不適應(yīng)的?？傊?，上述三種試驗(yàn)方法都不夠直觀，試驗(yàn)時(shí)工作量大，速度慢，容易造成誤判斷，而且只能試驗(yàn)其組別不能測(cè)量其接線方式。
本實(shí)用新型的目的是依據(jù)直流法的基本原理，利用現(xiàn)代電子技術(shù)模擬直流法進(jìn)行測(cè)量和判斷變壓器的接線組別，還專門設(shè)計(jì)一種變壓器星形(用符號(hào)Y表示)、三角形(用符號(hào)△表示)接線方式判別電路，組裝的“數(shù)顯式電力變壓器接線方式和組別測(cè)試儀”(以下簡(jiǎn)稱測(cè)試儀)，它具有顯示直觀，測(cè)試迅速，準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用直流法的基本原理，用50周正弦波前1／4周的交流電壓代替直流法中的瞬間接通直流電壓，與此同時(shí)截取低壓側(cè)各相間的信號(hào)電壓，并經(jīng)檢測(cè)防干擾及數(shù)字化處理成與此變壓器唯一對(duì)應(yīng)的一組數(shù)字代碼由六個(gè)電壓比較器輸出，最后經(jīng)譯碼顯示，表示測(cè)試結(jié)果，即變壓器的接線方式和組別。本方案的電路見圖3測(cè)試儀電路原理圖。其中由五部分組成。(16)接線方式Y(jié)、△形判別電路單元，主要解決在變壓器的高壓側(cè)進(jìn)行連接方式的判斷。(17)取樣和數(shù)字化處理電路單元，主要解決在變壓器低壓側(cè)信號(hào)的采集，運(yùn)用變比自動(dòng)跟蹤方法對(duì)干擾量進(jìn)行識(shí)別并消除，然后進(jìn)行數(shù)字化處理。(18)信號(hào)檢測(cè)和同步脈沖電路單元。(19)信號(hào)鎖存和中間譯碼電路單元。(20)顯示電路單元，主要是解決信號(hào)檢測(cè)、譯碼和對(duì)變壓器組別及接線方式的顯示。以上各電路簡(jiǎn)稱為電路單元。本實(shí)用新型是將上述(16～19)四個(gè)電路單元制成印刷電路板，將元器件焊接、裝聯(lián)在上面組裝成機(jī)芯板(Ⅰ、Ⅱ)，在機(jī)座上裝有各電路單元中的取樣變壓器(B1～B5)和顯示電路單元(20)，還裝有電源開關(guān)、測(cè)試開關(guān)、三芯插座、電源插座、保險(xiǎn)絲管等。為測(cè)試方便，還配有測(cè)試用的兩個(gè)專用插頭。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)首先是使用方便，在測(cè)試儀的面板上只有一個(gè)電源開關(guān)和一個(gè)測(cè)試開關(guān)，并能滿足變比變化的要求。其次是檢測(cè)迅速、準(zhǔn)確、可靠，由于儀器采用了變比自動(dòng)跟蹤的防干擾電路和檢測(cè)自動(dòng)閉鎖電路，因此即使因磁路不平衡引起干擾時(shí)仍能正常工作。一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)，可立即關(guān)斷顯示單元。本測(cè)試儀改變了傳統(tǒng)的繁鎖的測(cè)試方法，使用現(xiàn)代電子技術(shù)快速而準(zhǔn)確的完成了測(cè)試。其特點(diǎn)是顯示直觀，即實(shí)現(xiàn)了接線方式的圖形顯示和組別的數(shù)字顯示。


圖1為測(cè)試儀外形示意圖，圖中1測(cè)試儀機(jī)箱外殼，2測(cè)試開關(guān)，3電源開關(guān)，4顯示屏。圖2為測(cè)試儀機(jī)座外形示意圖圖中5印刷電路機(jī)芯板Ⅰ，6印刷電路機(jī)芯板Ⅱ，7取樣變壓器組(B1～B5)，8測(cè)試用插座Z1，9測(cè)試用插座T1，10保險(xiǎn)絲管11儀器用電源變壓器B6，12儀器用電源插座Z3，13測(cè)試用插頭T2，14測(cè)試用插座Z2，15測(cè)試儀機(jī)座。圖3為測(cè)試儀電路原理圖，圖中16接線方式Y(jié)、△判別電路單元，17取樣和數(shù)字化處理電路單元，18信號(hào)檢測(cè)和同步脈沖電路單元，19信號(hào)鎖存和中間譯碼電路單元，20顯示電路單元。表1為圖3電路的元器件規(guī)格型號(hào)明細(xì)表。表2為Y△判別變量表。表3為A、C相加220伏交流電壓時(shí)1～12組別接線在A(＋)、C(－)瞬時(shí)的通道碼輸出及相應(yīng)的BCD碼輸出表。表4為全變量卡諾圖
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。將圖3中各電路單元(16、17、18、19)裝接在印刷電路機(jī)芯板Ⅰ(5)和印刷電路機(jī)芯板Ⅱ(6)上，連同取樣變壓器組(B1～B5)(7)、測(cè)試用插座Z1(8)、保險(xiǎn)絲管(10)、儀器用電源變壓器B6(11)、儀器用電源插座Z3(12)、測(cè)試用插座Z2(14)測(cè)試開關(guān)(2)、電源開關(guān)(3)、顯示電路單元(20)、顯示屏裝在測(cè)試儀機(jī)座(15)上。各電路單元及開關(guān)的聯(lián)接必須按圖3電原理圖要求進(jìn)行。其中元器件規(guī)格型號(hào)見表1。實(shí)施例的電路工作原理分述如下(16)電路單元，首先是對(duì)于高壓側(cè)為Y聯(lián)接時(shí)，當(dāng)A、C兩相加入220伏交流電壓時(shí)，則UAB≈UBC，對(duì)于△聯(lián)接時(shí)同樣在A、C兩相加入220伏交流電壓時(shí)，由于磁路的不平衡從而造成各相的感應(yīng)電勢(shì)大小和方向也不相同，即UAB≠UBC，而且相差較大，就是利用了這個(gè)差異特點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)了高壓側(cè)Y、△的判別電路。如圖3中A、B、C接在被試變壓器的高壓側(cè)，其中變壓器B1和B2兩個(gè)參數(shù)完全相同，但在二次側(cè)反接，當(dāng)UAB≠UBC時(shí)P1無(wú)電壓輸出，當(dāng)V＝V時(shí)，P1點(diǎn)有一定電壓輸出，即P1＝O高壓側(cè)是Y聯(lián)接，P1＝1時(shí)高壓側(cè)是△聯(lián)接，這就是對(duì)高壓側(cè)聯(lián)接方式的判別，而對(duì)變壓器低壓側(cè)的判別，是采用直流法中對(duì)二次表計(jì)偏轉(zhuǎn)方向與高壓側(cè)一起來(lái)確定，如果高壓側(cè)和低壓側(cè)接線方式不相同，則二次有一相表計(jì)無(wú)偏轉(zhuǎn)，若高低壓側(cè)接線方式相同，則二次表計(jì)三相都有偏轉(zhuǎn)。因此只要變壓器高壓側(cè)接線方式確定后，就可以很方便的確定出低壓側(cè)的接線方式。即低壓側(cè)表計(jì)有一相無(wú)偏轉(zhuǎn)，則接線方式不同Y／△或△／Y；若低壓側(cè)表計(jì)都偏轉(zhuǎn)，則接線方式相同Y／Y或△／△，在電路上采用高壓側(cè)的Y、△信息和檢測(cè)部分或非門輸出的Y、△信息綜合分析，利用“同或”和“異或”的方式檢測(cè)出。其數(shù)字量輸入與數(shù)字量輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系見表2變量表。從變量表中得出V1＝R，V2＝R

P(

表示異或關(guān)系)，表2數(shù)字量輸入R＝1表示一次側(cè)“△”接，P＝1表示高低壓兩側(cè)的接線方式一樣，取樣電壓從W2輸出選取在1.4～1.6伏較為合適。(17)電路單元在高壓側(cè)A、B、C沒(méi)有加入220伏交流電壓時(shí)，在低壓側(cè)a、b、c三個(gè)端都沒(méi)有交流電壓，每個(gè)電壓比較器(1／4LM324)的輸入端信號(hào)電壓為零，其輸出端為高電平，DEFGHL為“111111”。例如一個(gè)接成為Y／△－1的變壓器，高壓側(cè)A、C相加入220伏交流電壓時(shí)，在低壓側(cè)根據(jù)直流法的基本原理，則a、b端有Vab、在a、c端有Vac輸出，在bc端理論上沒(méi)有Vbc輸出，而實(shí)際上由于磁路的漏磁影響，卻有一定幅值的Vbc干擾量輸出，為防止把Vbc當(dāng)成有用信號(hào)電壓處理，在電路上設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)電壓VN由W1輸出，基準(zhǔn)電壓VN的比較量來(lái)自ab、ac的二次側(cè)、取值大小的原則是讓VN大于Vbc的干擾量，同時(shí)小于正常信號(hào)量Vab、Vac，這樣只要處理的信號(hào)大于VN值，就可以實(shí)現(xiàn)防干擾。由于VN值總是隨被測(cè)變壓器的變比大小而變化，變比大，VN小，變比小，VN大，用這種VN與變壓器變比自動(dòng)跟蹤的辦法，對(duì)干擾量和信號(hào)量進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到防干擾目的。為滿足變比由2～100的要求，在電路中6只限幅穩(wěn)壓管峰峰值在16～19伏之間，變比小時(shí)保證強(qiáng)信號(hào)時(shí)不致使比較器LM324損壞。10只鍺二極管起隔離作用，保證在變比大時(shí)小信號(hào)能大于管壓降0.1～0.2伏，本例中其輸出端FG“11”、DE、HL端為“01”，(18)電路單元在變壓器沒(méi)有加入220伏交流電壓時(shí)，6路來(lái)自取樣電路的輸出端為高電平，即DEFGHL為“111111”，該電路單元最后那個(gè)三輸入與非門(電路圖中IC38)的輸出為零，此時(shí)顯示電路單元(20)不工作，同時(shí)控制寄存器不產(chǎn)生寄存脈沖。在變壓器加入220伏交流電壓時(shí)，當(dāng)兩號(hào)信號(hào)是“11”只有兩路信號(hào)是“10”交替變化，這也是錯(cuò)誤信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生上述同樣不顯示，不寄存的效果。當(dāng)最多有兩路信號(hào)為“11”時(shí)，三輸入與非門(原理圖中IC38)才輸出高電平、顯示電路單元(20)工作，控制寄存器產(chǎn)生寄存脈沖。
低壓側(cè)接線方式判斷在電路中是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)高、低壓側(cè)接線方式相同時(shí)原理圖中DEFGHL6路都有“10”、“01”輸出。三輸入或非門(原理圖中IC37)輸出“1”，高、低壓側(cè)接線方式不同時(shí)，總有兩路DE(或FG、HL)為“11”或非門(原理圖中IC37)輸出為“0”，把這個(gè)信息與高壓側(cè)Y、△連接方式判別相結(jié)合，就可以判斷出高、低壓側(cè)的具體接線方式。
同步信號(hào)采用正弦波220伏交流電壓的前1／4周且大于基準(zhǔn)電壓VN，在電路中是從W3上取出同步信號(hào)電壓V0，基準(zhǔn)電壓是從R1R2的分壓處T點(diǎn)取出。調(diào)節(jié)W3使1／4LM324輸出的同步脈沖上升沿在信號(hào)的有效區(qū)內(nèi)產(chǎn)生，這樣就可以獲得正常的同步信號(hào)電壓。(19)電路單元當(dāng)信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，受檢測(cè)電路控制，不產(chǎn)生鎖存的脈沖，寄存器對(duì)信號(hào)不寄存。當(dāng)信號(hào)正常時(shí)，鎖存脈沖被打開，并與50周交流電源同步，寄存器內(nèi)以每秒50次的速度被刷新，完全可以消除開機(jī)時(shí)或工作時(shí)外來(lái)的暫態(tài)信號(hào)，使寄存器的內(nèi)容更可靠。(20)電路單元將寄存器中的Y、△信息和中間譯碼器譯出的BCD碼變換成直觀的Y、△字形表示接線方式，其數(shù)字表示接線組別。在整個(gè)顯示都分除了“／”和“－”外，其陰極一律接在檢測(cè)電路中復(fù)合三極管的集電極上，其目的在于通道中信號(hào)錯(cuò)誤或在接通本儀器工作電源，但被測(cè)變壓器還沒(méi)有加入220伏交流電壓的情況下自動(dòng)鎖住顯示部分，使寄存器中的隨機(jī)信息不顯示，防止誤判斷、保證測(cè)試儀的準(zhǔn)確性。如果在高壓側(cè)AC端加入220伏交流電壓，此時(shí)接線在A(＋)、C(－)瞬時(shí)1～12個(gè)組別的通道輸出及相應(yīng)的BCD碼輸出見表3，其輸出全變量卡諾圖見表4。
測(cè)試儀使用時(shí)，首先要將被試變壓器的A、B、C高壓側(cè)接在插頭T1(9)上，然后接在插頭Z1(8)上，a、b、c低壓側(cè)接在插頭T2(13)上，然后接在插座Z2(14)上，220伏50周交流電源接在插座Z3(12)上，打開電源開關(guān)(3)，測(cè)試開關(guān)(2)接在“開”的位置上，在顯示屏(4)上，即可顯示接線方式和組別。測(cè)試完畢后，先將測(cè)試開關(guān)(2)接在“關(guān)”的位置上，然后關(guān)掉電源開關(guān)(3)。
權(quán)利要求1.一個(gè)由測(cè)試儀機(jī)箱外殼(1)、測(cè)試開關(guān)(2)、電源開關(guān)(3)、顯示屏(4)、測(cè)試用插座Z1(8)、測(cè)試用插座Z2(14)、電源變壓器B6(11)、電源插座Z3(12)、測(cè)試儀機(jī)座(15)組成的數(shù)顯式變壓器接線方式、組別測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱測(cè)試儀)其特征在于在測(cè)試儀機(jī)座(15)上裝接有用各電路單元(16、17、1819)組成的印刷電路機(jī)芯板Ⅰ(5)、印刷電路機(jī)芯板Ⅱ(6)；取樣變壓器組B1～B5(7)；顯示電路單元(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于印刷電路機(jī)芯板Ⅰ(5)上裝接有接線方式Y(jié)、△判別電路單元(16)、取樣及數(shù)字化處理電路單元(17)。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于印刷電路機(jī)芯板Ⅱ(6)上裝有信號(hào)檢測(cè)和同步脈沖電路單元(18)信號(hào)鎖存中間譯碼和電路單元(19)。
專利摘要數(shù)顯式電力變壓器接線方式和組別測(cè)試儀，屬于Go1物理技術(shù)測(cè)量測(cè)試儀器類。本實(shí)用新型是采用50周正弦波前1/4周的交流電壓代替直流法中的瞬間接通直流電壓，同時(shí)截取變壓器各相間的信號(hào)電壓，并經(jīng)檢測(cè)防干擾及數(shù)字化處理成與此變壓器唯一對(duì)應(yīng)的一組數(shù)字代碼，最后經(jīng)澤碼顯示表示出變壓器的接線方式和組別，具有測(cè)試迅速、直觀、準(zhǔn)確、可靠、操作使用方便等特點(diǎn)，是目前比較先進(jìn)的一種測(cè)試儀器。
文檔編號(hào)G01R31/02GK2075786SQ90216900
公開日1991年4月24日 申請(qǐng)日期1990年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月21日
發(fā)明者任景龍 申請(qǐng)人:吉林熱電廠