專利名稱：Fra型繞組變形測試儀的整體校驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，屬于高壓計量電力測試儀 器的校準(zhǔn)、檢定與檢測領(lǐng)域。利用本整體校驗系統(tǒng)可以對FRA型繞組變形測試 儀的主要測量功能即變壓器繞組幅頻特性測量功能等進(jìn)行高效率、高準(zhǔn)確度 的校驗。
背景技術(shù)：
電力變壓器是電力系統(tǒng)一次主設(shè)備，其安全運行至關(guān)重要。電力變壓器在 受到機(jī)械力和電動力作用下，如遭受短路電流沖擊或運輸途中遭受沖撞時，變 壓器繞組會產(chǎn)生軸向或徑向尺寸變化，均有可能產(chǎn)生繞組變形現(xiàn)象，將直接影 響電力變壓器的安全運行。電力變壓器繞組變形有多種測量方法，其中，電力 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T 911-2004電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》規(guī)范了 "頻 率響應(yīng)分析法"(以下簡稱FRA方法)，實踐證明FRA方法對繞組變形進(jìn)行測量
和分析是行之有效的。鑒于上述情況，國內(nèi)很多電力測試儀器制造廠家開始研 制、生產(chǎn)基于FRA方法的繞組變形測試儀。但據(jù)調(diào)查，國內(nèi)巿場上的FRA型繞
組變形測試儀質(zhì)量參差不齊，對這類測試儀進(jìn)行校驗并對用戶提供可靠的校驗 數(shù)據(jù)對提高預(yù)防性試驗的質(zhì)量具有積極意義。
目前國內(nèi)有關(guān)技術(shù)單位校驗FRA型繞組變形測試儀還沒有形成統(tǒng)一 、有效的
方法，也沒有專門的整體校驗系統(tǒng)，在對該類設(shè)備進(jìn)行檢測、驗收時往往是釆 用傳統(tǒng)的"實物法"，即簡單的利用一段繞組或者電感提供給被試FRA型繞組變 形測試儀，看該試品能否正常測量，這種傳統(tǒng)的"實物法"的不足在于
首先，該方法只能定性的驗證FRA型繞組變形測試儀能否工作，因為提供的
繞組或電感本身的幅頻特性曲線就很難準(zhǔn)確獲得，也就是很難量值溯源，穩(wěn)定 性也差，故而無法用來有效驗證試品(即FRA型繞組變形測試儀)的準(zhǔn)確度。 其次，該方法提供的繞組或電感本身參數(shù)單一，也就是只有一條幅頻特性曲
4線，無法用來對FRA型繞組變形測試儀進(jìn)行寬范圍、多量程的校驗，若想拓展
校驗范圍，勢必需要提供大量不同參數(shù)的繞組和電感，大大增加了成本。
綜上所述，目前國內(nèi)可以參考的對FRA型繞組變形測試儀進(jìn)行檢測、驗收的 傳統(tǒng)"實物法"存在無法保證準(zhǔn)確度、無法溯源、靈活性差等不足。有必要設(shè) 計針對性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、靈活性好的繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，以提高相 關(guān)校驗工作的效率和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對傳統(tǒng)方法在對FRA型繞組變形測試儀開 展校驗工作時的不足之處，提供一種具有良好的針對性、準(zhǔn)確度高、靈活性好 的繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種FRA型繞組變形測試儀整體校驗系 統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)包括用戶界面，所述下位機(jī)包括控制模 塊、純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊，其特征在于
所述用戶界面與下位機(jī)中的控制模塊相連，包括用于接受檢定人員預(yù)置的 參數(shù)信息，并將參數(shù)信息自動換算成相應(yīng)的基本信息傳遞給控制模塊的參數(shù)輸 入模塊，所述基本信息包括純阻性衰減檔位信息、阻容性衰減檔位信息等；
所述控制模塊的輸出控制信號分別連接純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減 切換模塊；
所述純阻性衰減切換模塊在工作時，內(nèi)部連接狀態(tài)根據(jù)需求可自動調(diào)節(jié)， 從而在不同的衰減量程間進(jìn)行切換，輸入端連接到被試?yán)@組變形測試儀的信號
激勵端和首端測量端，其輸出端連接到被試?yán)@組變形測試儀的尾端測量端；
所述阻容性衰減切換模塊在工作時，內(nèi)部連接狀態(tài)根據(jù)需求可自動調(diào)節(jié)， 從而在不同的衰減量程間進(jìn)行切換，輸入端連接到被試?yán)@組變形測試儀的信號
激勵端和首端測量端，其輸出端連接到被試?yán)@組變形測試儀的尾端測量端；
所述下位機(jī)包括可根據(jù)用戶界面的輸入信息自動選擇是啟動純阻性衰減切 換模塊工作還是阻容性衰減切換模塊工作的自動切換電路。這種設(shè)計的有益效
果在于當(dāng)啟動純阻性衰減切換模塊工作時，整體校驗系統(tǒng)實際構(gòu)成純阻性二 端口網(wǎng)絡(luò)，其幅頻特性為恒定值；當(dāng)啟動阻容性衰減切換模塊工作時，整體校驗系統(tǒng)實際構(gòu)成阻容性二端口網(wǎng)絡(luò)，其幅頻特性為一條單調(diào)傾斜曲線；兩種方 式工作特點不同，對試品提供了多樣化的校驗手段。
如上所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于用戶界面 接受檢定人員預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)主要包括固定衰減值、衰減曲線。 這種設(shè)計的有益效果在于檢定人員輸入這些參數(shù)后即可直接有針對性的對繞 組變形測試儀進(jìn)行檢驗，而不用再將這些參數(shù)人工計算并分解為抽象的衰減檔 位切換等基本信息，從而提高了工作效率，減少了出錯概率。
如上所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于所述純阻
性衰減切換模塊由可切換量程的多組7T型衰減電路構(gòu)成二端口網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)成元
件為無感精密電阻，其二端口網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性為恒定值。這種設(shè)計的有益效果 在于當(dāng)檢定人員希望產(chǎn)生固定幅頻特性的衰減效果時，用純阻性衰減切換模 塊可以具體實現(xiàn)，具體表現(xiàn)為該二端口網(wǎng)絡(luò)幅頻特性為恒定值。
如上所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于阻容性衰
減切換模塊由可切換量程的多組兀型衰減電路構(gòu)成二端口網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)成元件為 無感精密電阻和高穩(wěn)定無感低介損精密電容，其二端口網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性為一條 單調(diào)傾斜曲線。這種設(shè)計的有益效果在于當(dāng)檢定人員希望產(chǎn)生可變幅頻特性 的衰減效果時，用阻容性衰減切換模塊可以具體實現(xiàn)，具體表現(xiàn)為該二端口網(wǎng) 絡(luò)的幅頻特性為一條單調(diào)傾斜曲線。
本發(fā)明的有益效果是使用本發(fā)明的繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，可以 對繞組變形測試儀主要的測量功能即變壓器繞組幅頻特性測量功能進(jìn)行高效 率、高準(zhǔn)確度的校驗；并且針對繞組變形測試儀測量功能的特點設(shè)計了用戶界 面，用戶可以針對性的直接預(yù)置衰減度或衰減曲線，有利于提高的校驗工作的 效率。


圖l是用傳統(tǒng)的"實物法"進(jìn)行繞組變形測試儀驗收工作的接線圖； 圖2是用本發(fā)明實施例進(jìn)行繞組變形測試儀校驗工作的接線圖； 圖3是本發(fā)明實施例中的下位機(jī)原理框圖； 圖4是本發(fā)明 一種實施例中控制模塊的電路原理圖；圖5是本發(fā)明一種實施例中1路純阻性衰減切換模塊的電路原理圖； 圖6是本發(fā)明一種實施例中l(wèi)路阻容性衰減切換模塊的電路原理圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
圖1是用傳統(tǒng)的"實物法"進(jìn)行繞組變形測試儀驗收工作的接線圖。用實 物繞組或?qū)嵨镫姼蠰對被試FRA型繞組變形測試儀進(jìn)行驗收工作；其中，F(xiàn)RA型 繞組變形測試儀產(chǎn)生掃頻信號Vs，經(jīng)過匹配電阻Rs施加到L的一端，所加電壓 為VI,繞組變形測試儀同時對L的輸出電壓V2進(jìn)行釆樣、存儲，通過這種方法， 繞組變形測試儀會得到以L為主要器件的二端口網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性。這種傳統(tǒng)的 "實物法"穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度有限，量值單一，很難對FRA型繞組變形測試儀進(jìn) 行有效、便捷的校驗工作。
圖2是用本發(fā)明實施例進(jìn)行繞組變形測試儀校驗工作的接線圖。其工作原 理是檢定人員通過整體校驗系統(tǒng)上位機(jī)界面有針對性的進(jìn)行固定衰減值或衰 減曲線的設(shè)置，設(shè)置參數(shù)經(jīng)過本實施例自動計算，經(jīng)過通信串口下傳給整體校 驗系統(tǒng)下位機(jī)，整體校驗系統(tǒng)下位機(jī)為具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接受檢定人員預(yù)置的參 數(shù)信息，并將參數(shù)信息自動換算成相應(yīng)的純阻性衰減檔位、阻容性衰減檔位等 基本信息并傳遞給控制模塊，控制模塊的輸出控制信號分別連接純阻性衰減切 換模塊和阻容性衰減切換模塊。該設(shè)計方案的優(yōu)點是檢定人員在上位機(jī)設(shè)置 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)后即可直接針對性的對繞組變形測試儀進(jìn)行檢驗，從而提高了工作效 率，減少了出錯概率。
圖3為本發(fā)明實施例的繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)下位機(jī)原理框圖。在 用戶界面的參數(shù)設(shè)置以及控制模塊的控制信號作用下，由下位機(jī)自動選擇是將 純阻性衰減切換模塊的輸入輸出端子作為整體校驗系統(tǒng)的輸入輸出端子Sl、 S2, 還是選擇將阻容性衰減切換模塊的輸入輸出端子作為整體校驗系統(tǒng)的輸出輸出 端子S1、 S2。
圖4為本發(fā)明實施例中控制模塊的電路原理圖。Ul為控制芯片C8051F020, 其工作原理為根據(jù)上位機(jī)的指令執(zhí)行選擇命令和切換命令；其中，選擇命令 的主要作用是控制Jl和J2，對純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊進(jìn)行選擇；其中，切換命令的作用是對選定的衰減模塊進(jìn)行量程切換，組建不同的 衰減量或衰減曲線。
圖5為本發(fā)明實施例中1路純阻性衰減切換模塊的電路原理圖。Rl、 R2、 R3構(gòu)成純阻性衰減模塊中某l檔位的7i型衰減電路，其中Rl的首端接信號輸入 端，Rl的尾端接信號輸出端，R2的首端接信號輸入端，R3的首端接信號輸出端， R2的尾端和R3的尾端均接信號公共端。Rl、 R2、 R3為RCK型高精密金屬箔電
阻，準(zhǔn)確度高，分布參數(shù)極低，純阻性優(yōu)良；純阻性衰減切換模塊中有若干結(jié) 構(gòu)相同但阻值不同的7T型衰減電路，在U1切換控制信號作用下進(jìn)行切換，可選
擇多種衰減量。
圖6為本發(fā)明實施例中l(wèi)路阻容性衰減切換模塊的電路原理圖。Cl、 R4、 R5 構(gòu)成為阻容性衰減模塊中某1檔位的7T型衰減電路，其中Cl的首端接信號輸入 端，Cl的尾端接信號輸出端，R4的首端接信號輸入端，R5的首端接信號輸出端， R4的尾端和R5的尾端均接信號公共端。R4、 R5為RCK型高精度精密金屬箔電 阻，Cl為高精度高穩(wěn)定云母電容，性能穩(wěn)定，介損?。蛔枞菪运p切換模塊中
有若干結(jié)構(gòu)相同但阻值、容值不同的7T型衰減電路，在U1切換控制信號作用下
進(jìn)行選擇，可選擇多種衰減曲線。
以上已以較佳實施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等 同替換或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)包括用戶界面，所述下位機(jī)包括控制模塊、純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊，其特征在于所述用戶界面與下位機(jī)中的控制模塊相連，包括用于接受檢定人員預(yù)置的參數(shù)信息、并將參數(shù)信息自動換算成相應(yīng)的基本信息傳遞給控制模塊的參數(shù)輸入模塊；所述控制模塊的輸出控制信號分別連接純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊；所述純阻性衰減切換模塊在工作時，內(nèi)部連接狀態(tài)根據(jù)需求可自動調(diào)節(jié)，從而在不同的衰減量程間進(jìn)行切換，輸入端連接到被試?yán)@組變形測試儀的信號激勵端和首端測量端，其輸出端連接到被試?yán)@組變形測試儀的尾端測量端；所述阻容性衰減切換模塊在工作時，內(nèi)部連接狀態(tài)根據(jù)需求可自動調(diào)節(jié)，從而在不同的衰減量程間進(jìn)行切換，輸入端連接到被試?yán)@組變形測試儀的信號激勵端和首端測量端，其輸出端連接到被試?yán)@組變形測試儀的尾端測量端；所述下位機(jī)包括可根據(jù)用戶界面的輸入信息自動選擇是啟動純阻性衰減切換模塊工作還是阻容性衰減切換模塊工作的自動切換電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于 所述參數(shù)信息包括固定衰減值和衰減曲線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于所述純阻性衰減切換模塊由可切換量程的多組兀型衰減電路構(gòu)成二端口 網(wǎng)絡(luò)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于 所述每組7i型衰減電路包括電阻Rl、 R2、 R3，其中Rl的首端接信號輸入端，Rl 的尾端接信號輸出端，R2的首端接信號輸入端，R3的首端接信號輸出端，R2的 尾端和R3的尾端均接信號公共端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng),其特征在于 所述R1、 R2、 R3為RCK型高精密金屬箔電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于所述阻容性衰減切換模塊由可切換量程的多組兀型衰減電路構(gòu)成二端口 網(wǎng)絡(luò)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于: 每組7t型衰減電路包括Cl、 R4、 R5，其中Cl的首端接信號輸入端，Cl的尾端 接信號輸出端，R4的首端接信號輸入端，R5的首端接信號輸出端，R4的尾端和 R5的尾端均接信號公共端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，其特征在于-. 所述R4、 R5為RCK型高精度精密金屬箔電阻，Cl為高精度高穩(wěn)定云母電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種FRA型繞組變形測試儀整體校驗系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)包括用戶界面，所述下位機(jī)包括控制模塊、純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊，其特征在于所述用戶界面與下位機(jī)中的控制模塊相連，包括參數(shù)輸入模塊；所述控制模塊的輸出控制信號分別連接純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊；所述純阻性衰減切換模塊和阻容性衰減切換模塊輸入端連接到被試?yán)@組變形測試儀的信號激勵端和首端測量端，其輸出端連接到被試?yán)@組變形測試儀的尾端測量端；所述下位機(jī)包括自動切換電路。本發(fā)明可以對繞組變形測試儀主要的測量功能即變壓器繞組幅頻特性測量功能進(jìn)行高效率、高準(zhǔn)確度的校驗。
文檔編號G01R35/00GK101545962SQ200910026360
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者偉 丁, 包玉樹, 軍 張, 朱月熠, 楊志新 申請人:江蘇省電力試驗研究院有限公司