專利名稱：變壓器有載分接開關(guān)測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開關(guān)電氣性能指標(biāo) 的綜合測量儀器。
背景技術(shù)：
有載分接開關(guān)的測量分為無繞組和有繞組測量兩種，即不帶負載(變壓器)和帶 負載測量。無繞組測量主要用于開關(guān)生產(chǎn)時出廠測量，有繞組則用于開關(guān)檢修時。由于有 載分接開關(guān)使用時和變壓器是連為一體的，測量時開關(guān)和變壓器分開很麻煩，所以采用有 繞組測量。有繞組測量由于回路中加入了變壓器繞組，而變壓器繞組呈感性，在切換過程中 會阻礙回路電流的變化，產(chǎn)生振蕩，使測得的電壓和電流信號不準(zhǔn)，造成Rx不準(zhǔn)。因此，對 有繞組測量，目前通常采用加電流源的方法，以恒流消除開關(guān)切換時變壓器線圈電感對測 量的影響，但這種方面目前國內(nèi)制造的測試儀準(zhǔn)確度一般不是很高，加上測試儀輸出結(jié)果 直接顯示過渡電阻和過渡時間組成的波形，靠使用人員自己移動光標(biāo)，以查看實際的過渡 電阻和過渡時間，由于人員讀數(shù)的差異性，造成對有載分接開關(guān)過渡電阻和過渡時間的測 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關(guān)測試儀。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(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線圈；基準(zhǔn)電 壓電路由電壓芯片LM399與運放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)明能夠用于測量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開關(guān)電氣性能指標(biāo)的綜 合測量儀器，可實現(xiàn)對有載分接開關(guān)的過渡時間、過渡波形、過渡電阻、三相同期性等參數(shù) 的測量，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為過渡電阻和過渡時間的波形圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的變壓器有載分接開關(guān)測試儀，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 個線圈；基準(zhǔn)電壓電路如圖4所示由電壓芯片LM399與運放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。輸出過渡電阻、過渡時間波形如圖6所示為凹形。本發(fā)明的基本原理為通過恒流源電路輸出IA的直流電流到變壓器的有載分接 開關(guān)上，同時從從有載分接開關(guān)接頭處取得其直流電壓信號，然后進行采樣、保持、AD轉(zhuǎn)換、 顯示等操作，通過單片機的內(nèi)部處理直接顯示其過渡電阻、過渡電流、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閉環(huán)控制的方式自動調(diào)節(jié)電流至1A，其具體控制方法直流電壓 加載在4個MOS管組成的H橋上，然后通過變壓器和VD1、VD2接到LRC的回路中，閉環(huán)控制 通過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，由于L中兩個線圈的磁通方向一致，纖過耦合后總電感量迅速增大，因而對共模信號 產(chǎn)生很大的感抗，使之不易通過，這兩個線圈分別繞在低損耗、高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁環(huán)上。 直接接地的兩個電容Cl、C2主要用來濾除串模干擾。Li、Dl和D2共同組成過電壓抑制器 即浪涌抑制器，防止超過它們額定的瞬時容量通過，保護后續(xù)電路。通過整流器后再通過直 流濾波以濾除尖峰信號等。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)，并通過運放LM258進一 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)采集與處理電路測試儀的數(shù)據(jù)采集與處理電路如圖4所示，電壓信號通過專門的采樣保持芯片和 AD采樣芯片最終送到單片機內(nèi)，單片機對由過渡電阻、過渡電流組成的波形(如圖5所示) 進行分析處理，最終直接顯示在顯示屏上，同時也可打印和通過RS232接口進行通信。采樣保持芯片采用LM98，它的特點是由場效應(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。當(dāng)作為單一放大器時，其直流增益精度為0. 002%，采樣時間 小于6 μ s時精度可達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，它是一個完整的用于低頻測量應(yīng)用場合的模擬前端，用 于直接從電路接收小信號并輸出串行數(shù)字量。它使用Σ -Δ轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)高達M位精度 的代碼而不會丟失，且有3個差分模擬輸入和一個差分基準(zhǔn)輸入，用于接基準(zhǔn)信號。技術(shù)指標(biāo)如下1、三相恒流輸出均為IA2、過渡時間的測量0-250ms，精度0. 1級3、過渡電阻的測量(0. 1-40) Ω，精度0. 1級4、三相同期性精度0. 1級。
權(quán)利要求
1.變壓器有載分接開關(guān)測試儀，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關(guān)測試儀，其特征是，恒流源電路由場效 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線圈；基準(zhǔn)電壓電路由電壓芯片LM399與運放 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關(guān)測試儀，其特征是恒流源電路部 分輸出為IA的直流電流。
全文摘要
變壓器有載分接開關(guān)測試儀，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)明用于測量和分析電力系統(tǒng)中變壓器有載分接開關(guān)電氣性能指標(biāo)的綜合測量儀器，可實現(xiàn)對有載分接開關(guān)的過渡時間、過渡波形、過渡電阻、三相同期性等參數(shù)的測量，同具有使用方便、重量輕、抗干擾性能好、精度高的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/327GK102129032SQ20101058465
公開日2011年7月20日 申請日期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 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司