本發(fā)明一種電壓互感器二次消諧裝置檢測儀，屬于電力系統(tǒng)二次設備檢測領域。

背景技術：

目前，PT（電壓互感器）二次消諧裝置作為農(nóng)網(wǎng)變電站兩大消諧核心設備之一，其良好的服役性能是保證農(nóng)網(wǎng)變電站供電質(zhì)量和穩(wěn)定性重要條件。但在已投運變電站不乏有PT二次消諧裝置損壞導致的事故。如2015年12月27日，xx變電站10kV#4母線PT燒毀，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)PT諧振時，諧振電壓未達到一次消諧器啟動值，二次消諧裝置早已損壞無法消除電網(wǎng)諧振。目前PT二次消諧裝置的功能檢驗均采用繼電保護測試儀加量的傳統(tǒng)測試方法，其存在測試瞬時諧振電流過大，易損壞繼電保護測試儀，甚至可能影響人員安全。因此，傳統(tǒng)檢驗檢驗方法存在易損壞測試儀、安全隱患、測試難等問題。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種高精度、快速、安全的電壓互感器二次消諧裝置檢測儀，其能夠模擬35kV及其以下電網(wǎng)發(fā)生諧振、接地、過電壓等故障，快速檢驗PT二次消諧裝置的消諧及接地、過電壓告警等功能，確保PT二次消諧裝置穩(wěn)定可靠運行。有效的解決了傳統(tǒng)方法存在易損壞測試儀、安全隱患、測試難等問題。

本發(fā)明采取的技術方案為；

電壓互感器二次消諧裝置檢測儀，包括面板與儲存單元、控制電源單元、數(shù)字處理器單元、諧波發(fā)生單元、輸出切換及接口、檢測單元、保護單元。所述面板與儲存單元包括上位機處理器單元、USB接口、數(shù)據(jù)存儲器、顯示屏、鍵盤。上位機處理器單元分別連接USB接口、數(shù)據(jù)存儲器、顯示屏、鍵盤?？刂齐娫磫卧謩e連接上位機處理器單元、數(shù)字處理器單元。所述數(shù)字處理器單元分別連接上位機處理器單元、檢測單元、保護單元，數(shù)字處理器單元接收這些單元的信號，完成信號處理后，向上位機處理器單元和D/A轉(zhuǎn)換及放大單元發(fā)送信息。

所述諧波發(fā)生單元包括D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊、功放母線電壓單元、基波功率放大模塊、諧波功率放大模塊；D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊連接數(shù)字處理器單元和基波功率放大模塊，諧波功率放大模塊完成諧波的D/A轉(zhuǎn)換及放大，功放母線電壓單元分別向基波功率放大模塊和諧波功率放大模塊發(fā)出信號；基波功率放大模塊接收D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊的信號，并向輸出切換及接口發(fā)送信號；諧波功率放大模塊接收D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊的信號，并向輸出切換及接口發(fā)送信號。

所述輸出切換及接口分別連接基波功率放大模塊，諧波功率放大模塊，輸出切換及接口接收基波功率放大模塊和諧波功率放大模塊指令，并向檢測單元、保護單元提供反饋信號，同時向PT二次消諧裝置提供試驗量。

所述檢測單元連接輸出切換及接口，檢測單元檢測輸出切換及接口發(fā)出的電壓電流變化檢測信號，并向數(shù)字處理器單元發(fā)出指令。

所述保護單元連接輸出切換及接口，保護單元接受輸出切換及接口發(fā)出的保護信號，并向數(shù)字處理器單元發(fā)出指令。

上位機處理器單元連接USB接口，USB接口用于試驗數(shù)據(jù)的拷貝；

上位機處理器單元連接數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)存儲器用于試驗數(shù)據(jù)的實時存儲；

上位機處理器單元連接顯示屏，顯示屏用于實時顯示電壓情況、頻率大小、試驗結果；

上位機處理器單元連接鍵盤，鍵盤對試驗條件進行編輯。

本發(fā)明一種電壓互感器二次消諧裝置檢測儀，與現(xiàn)有技術比較，具有顯著的優(yōu)點與積極效果 ：

1、本發(fā)明保護單元可以精準的對測試儀和PT二次消諧裝置進行保護，避免常規(guī)試驗時PT二次消諧裝置在諧振瞬間產(chǎn)生大電流時，因過流而燒毀測試儀和PT二次消諧裝置；

2、本發(fā)明基波輸出電壓為0-200V、電流為0-2A, 諧波輸出電壓為0-50V、電流為0-16A，采用基波發(fā)生部分和諧波發(fā)生部分自動切換，可優(yōu)化檢驗基頻、分頻及倍頻分別對應不同動作電壓時，所需諧波發(fā)生單元電源功率的最優(yōu)化。

3、本發(fā)明能在1s內(nèi)，快速自動檢驗出二次消諧裝置動作情況，自動判定二次消諧裝置功能是否正確。

4、本發(fā)明外觀尺寸小、質(zhì)量輕、操作智能化，方便單兵攜帶檢修。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過詳細描述本發(fā)明，結合附圖1，對本發(fā)明的技術方案其進行進一步說明。應當注意的是，下述實施例中所列舉的某型號的PT二次消諧裝置9的其消諧原理滿足當下電力系統(tǒng)PT二次消諧裝置的要求，普遍性較強。

不同類型的PT二次消諧裝置，其均采用判定不同頻率下3U0的大小。其消諧裝置原理如下：

諧振判據(jù)：17HZ諧波電壓≥17V，25HZ諧波電壓≥25V，150HZ諧波電壓≥33V；

接地判據(jù)：基波電壓≥30V；

過壓判據(jù)：基波電壓≥120V。

如圖1所示，電壓互感器二次消諧裝置檢測儀，包括測試儀殼體1、面板與儲存單元2、控制電源單元3、數(shù)字處理器單元4、諧波發(fā)生單元5、輸出切換及接口6、檢測單元7、保護單元8，

所述面板與儲存單元2包括上位機處理器單元21、USB接口22、數(shù)據(jù)存儲器23、顯示屏24、鍵盤25。

上位機處理器單元21分別連接USB接口22、數(shù)據(jù)存儲器23、顯示屏24、鍵盤25。

控制電源單元3分別連接上位機處理器單元21、數(shù)字處理器單元4。

所述數(shù)字處理器單元4分別連接上位機處理器單元21、檢測單元7、保護單元8，數(shù)字處理器單元4接收這些單元的信號，完成信號處理后，向上位機處理器單元21和D/A轉(zhuǎn)換及放大單元51發(fā)送信息。

所述諧波發(fā)生單元5包括D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51、功放母線電壓單元52、基波功率放大模塊53、諧波功率放大模塊54；D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51連接數(shù)字處理器單元4和基波功率放大模塊53，諧波功率放大模塊54完成諧波的D/A轉(zhuǎn)換及放大，功放母線電壓單元52分別向基波功率放大模塊53和諧波功率放大模塊54發(fā)出信號；基波功率放大模塊53接收D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51的信號，并向輸出切換及接口6發(fā)送信號；諧波功率放大模塊54接收D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51的信號，并向輸出切換及接口6發(fā)送信號。

所述輸出切換及接口6分別連接基波功率放大模塊53，諧波功率放大模塊54，輸出切換及接口6接收基波功率放大模塊53和諧波功率放大模塊54指令，并向檢測單元7、保護單元8提供反饋信號，同時向PT二次消諧裝置9提供試驗量。

所述檢測單元7連接輸出切換及接口6，檢測單元7檢測輸出切換及接口6發(fā)出的電壓電流變化檢測信號，并向數(shù)字處理器單元4發(fā)出指令。

所述保護單元8連接輸出切換及接口6，保護單元8接受輸出切換及接口6發(fā)出的保護信號，并向數(shù)字處理器單元4發(fā)出指令。

上位機處理器單元21連接USB接口22，USB接口22用于試驗數(shù)據(jù)的拷貝。

上位機處理器單元21連接數(shù)據(jù)存儲器23，數(shù)據(jù)存儲器23用于試驗數(shù)據(jù)的實時存儲。

上位機處理器單元21連接顯示屏24，顯示屏24用于實時顯示電壓情況、頻率大小、試驗結果。

上位機處理器單元21連接鍵盤25，鍵盤25對試驗條件進行編輯。

其中：

所述上位機處理器單元21包括微處理器STM32F103VET6，微處理器STM32F103VET6連接

通信芯片MAX3221CDBR、USB芯片CH376S。

所述數(shù)據(jù)存儲器23包括：存儲器單元SST39VF6401-70-4I-EK、結型場效應管IS62C256AL-45UL和三端穩(wěn)壓芯片NCP1117DT33RKG。

所述顯示屏24 采用QPY6448-056-NN09L，顯示屏24連接控制芯片RA8835AP3N和數(shù)據(jù)處理芯片MAX3221CDBR。

所述控制電源單元3由升降壓轉(zhuǎn)換器TPS63020DJSR、直流-直流轉(zhuǎn)換器NCV3163PW連接構成。

所述數(shù)字處理器單元4由DSP處理器TMS320F2808PZA、集成電路XC9572TQ100AMM-10C和集成電路TCM809RENB713構成。

所述D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51由DAC7644E和比較器芯片OP07C構成。

功放母線電壓單元52由?整?流?橋GBJ2510、整流橋堆KBP310、KBU810和穩(wěn)壓芯片LM317構成。

基波功率放大模塊53由功率場效應管IRFP460、預算放大器OPA277、放大器芯片INA132構成。

諧波功率放大模塊54由IXTQ36N50P、三極管J5027和A1156芯片構成；

輸出切換及接口6由單片機AT89C2051、ULN2003AG4和繼電器951-2C-24D芯片構成。

檢測單元7由LM393P、比較器芯片OP07C和光耦TLP181構成。

保護單元8由三極管2N5551和CMOS芯片74HC32構成。

實施步驟：

在該發(fā)明裝置的面板與儲存單元2上，通過鍵盤25將所需發(fā)生電壓3U0的初始幅值、截止幅值、幅值變化量、頻率大小等參量進行設置，顯示在顯示屏24，儲存于數(shù)據(jù)存儲器23，并通過上位機處理器單元21轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給數(shù)字處理器單元4。所述數(shù)字處理器單元4對該信號進行識別、疊加和變換等數(shù)字處理，傳輸給諧波發(fā)生單元5。所述諧波發(fā)生單元5的D/A轉(zhuǎn)換及放大模塊51將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，并進行信號的初步放大；通過基波功率放大模塊53對該輸入的基波信號進行功率放大、也可以采用諧波功率放大模塊54對該輸入的諧波信號進行功率放大，并采用功放母線電壓單元52確保輸出的電源為滿足不同頻率的穩(wěn)定電壓源；

輸出切換及接口6的電壓切換繼電器，將該不同頻率的穩(wěn)定電壓源通過進行基頻、分頻和倍頻的電壓切換，經(jīng)切換后的電壓作用于PT二次消諧裝置9。當達到PT二次消諧裝置9的諧振、接地、過壓功能判據(jù)后，PT二次消諧裝置9消諧元件動作，將產(chǎn)生較大的瞬時短路電流，同時PT二次消諧裝置9兩端電壓也將發(fā)生變化。

檢測單元7將檢測輸出切換及接口6處的電壓變化率和電流變化率的信號，并將信號傳遞給數(shù)字處理器單元4，數(shù)字處理器單元4將信號處理后，一方面?zhèn)鬟f給諧波發(fā)生單元5停止諧波發(fā)生，另一方面，將采集的電壓變化信號和處理結果傳遞給面板與儲存單元2進行顯示和儲存。

保護單元8 在PT二次消諧裝置9消諧元件動作后，快速接入大電阻，消除瞬時短路電流的沖擊，避免燒毀測試儀和PT二次消諧裝置9。

所述面板與儲存單元2中的USB接口22，采用USB3.0接口，用于試驗數(shù)據(jù)的拷貝。