CN103412237A - 变压器线圈匝间短路智能测试器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在变压器线圈绕制过程中检测并绕的相邻匝间是否发生短路的变压器线圈匝间短路智能测试器。该测试器包括控制模块、巡检模块、声光报警模块和供电模块，控制模块包括一单片机，其输入端连接供电模块，输出端连接声光报警模块；巡检模块包括至少一个与单片机输出端连接的继电器控制电路，单片机输入端设有至少两个用于接入线匝的接线端子，继电器控制电路另一端连接对应接线端子，用于为相应线匝施加测试电压。本发明能在绕制过程中及时检测线匝间短路故障，并声光报警显示短路线匝位置，发现问题及时更换，节省了人力物力成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及短路检测领域，尤其涉及一种在变压器线圈绕制过程中检测并绕的相邻匝间是否发生短路的变压器线圈匝间短路智能测试器。
背景技术
变压器线圈加工制作是电力变压器生产制造过程中至关重要的环节之一，在线圈绕制过程中对线匝外绝缘的保护和检查是十分关键的，及时发现线匝外绝缘的损伤，可以有效提高工作效率，保证对变压器生产质量的管控。
目前，市场上还没有任何一种设备可以对变压器线圈绕制过程中因绝缘破损导致线匝间短路进行检测，对线圈匝间短路的检测只能在变压器生产组装完成后，进行短路试验时才能发现，甚至较小的短路故障不能被发现。发现匝间短路后，需要对变压器吊罩、拆卸，重新绕制线圈，费时费力，大大降低了生产效率、增加了生产成本；未发现的短路故障，可能对变压器的运行寿命和供电安全造成影响。
另外，线圈绕制是在具有升降功能的模具平台上进行的，现在有种短路检测装置是固定在线匝起头位置，随着绕制工序的进行，短路检测装置随线圈模具下降，虽然设计有声音报警，但是操作人员不方便观察到发生短路的具体线匝位置。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种变压器线圈匝间短路智能测试器，能在线圈绕制过程中实时监测线匝绝缘破坏造成的匝间短路故障。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种变压器线圈匝间短路智能测试器，包括控制模块、巡检模块、声光报警模块和供电模块，控制模块包括一单片机，其输入端连接供电模块，输出端连接声光报警模块；巡检模块包括至少一个与单片机输出端连接的继电器控制电路，单片机输入端设有至少两个用于接入线匝的接线端子，继电器控制电路另一端连接对应接线端子，用于为相应线匝施加测试电压。线圈绕制过程中，每一个独立线匝通过引线线夹接入单片机的接线端子，每增加一个新的线匝，则将新增线匝接入新的接线端子。变压器绕组线匝短路发生在相邻的2个线匝之间，一旦2个线匝发生短路，两者的电位是相同的，同为高电平或同为低电平。要检测相邻线匝是否短路，通过单片机控制相应节点的继电器闭合为其中一根线匝加压，同时检测相邻线匝对应接线端子的电平等级，如果为高电平，那么这两个相邻线匝短路，如果为低电平，则不短路，从而判断短路发生位置。每次加压，只能向一根线匝加压，避免出现误判现象。单片机周期性的控制继电器通断，继电器接通，相应线匝加压，再循环扫描各线匝的电平信号，根据电平高低判断相邻线匝是否发生短路，将短路信息编码保存并控制声光报警模块显示短路故障发生位置，并声音提示发生短路故障。
考虑工作现场的工装环境和操作人员方便操作，在绕线机控制台旁放置故障信息显示终端，该显示终端接收短路测试器发送的短路信号，解析并在显示器上显示发生短路故障的线匝编号，并灯光报警提示。为实现信号的无线传输，适应工装环境需求，上述装置还包括一与控制模块连接的无线收发模块，用于将短路信息发送给管理***的显示终端并接收管理***发来的控制指令。控制模块保存短路信息编码后，驱动无线收发模块向显示终端发送短路信息。
近距离无线信号传输技术已经相当成熟，包括GPRS、Zigbee、无线射频等产品，为适应短距离传输和现场的环境，所述的无线收发模块为Zigbee无线模块。
进一步，上述装置还包括一电源电量监测模块，其一端与控制模块连接，另一端与供电模块连接，用于监测电源电量。所述的电源电量监测模块包括AD采样电路、基准比对电路和电量指示电路，AD采样电路与供电模块连接，采集电源电压信号，发给基准比对电路与标准值比较，由电量指示电路发出报警信号。当电源电压低于标准值时，报警提示电池电量不足。设定的标准值要留有一定的余量，保证在提示电量不足后，还能维持电路工作一段时间。
本发明有益效果如下：
（1）、本发明针对并绕变压器线圈绕制过程设计，能在绕制过程中及时检测线匝间短路故障，并声光报警显示短路线匝位置，发现问题及时更换，节省了人力物力成本，提高了生产效率。
（2）、基于Zigbee无线数据发射接收模块传输数据，可在生产车间实现测量数据200米范围内可靠有效传输，便于实现对操作人员、生产管控人员对故障的处理和管控，可作为生产自动化***的数据采集终端和信息传输中转站。
（3）、具有电源电量监测功能，能及时发现供电不足，提醒更换电池。
附图说明
图1是本发明的***框图；
图2是本发明实施方式的电路原理图；
图3是本发明实施方式电源电量监测模块的电路原理图；
图中，1、控制模块，2、巡检模块，3、供电模块，4、电源电量监测模块，5、无线收发模块，6、声光报警模块。
具体实施方式
目前变压器线圈绕制中，最常见的线圈最大并绕根数为8根，下面以8根并绕线匝为例，说明本发明的实施过程：
如图1所示，一种变压器线圈匝间短路测试器，包括控制模块1、巡检模块2、供电模块3、声光报警模块6、电源电量监测模块4和无线收发模块5，控制模块1包括一单片机，如图2所示，巡检模块2包括四个与单片机输出端连接的继电器控制电路，单片机输入端设有8个用于接入线匝的接线端子L1-L8，另外的输入端连接供电模块3，输入输出端连接无线收发模块5，输出端连接声光报警模块6和电源电量监测模块4，电源电量监测模块4另一端连接供电模块3。继电器控制电路包括一个三极管及与三极管集电极连接并相互并联的二极管和5V继电器，三极管基极接单片机输出端，发射极接地，二极管和继电器一端接5V电压，四个继电器K1-K4的常开触点分别连接奇数接线端子L1、L3、L5、L7。 单片机通过继电器控制电路控制相应继电器闭合，为相应接线端子加载5V电压，单片机扫描连接线匝的各个IO口电平高低，判断是否发生短路及短路发生位置。所述的无线收发模块5为Zigbee无线模块。如图3所示，所述的电源电量监测模块4包括AD采样电路、基准比对电路和电量指示电路，AD采样电路与供电模块连接，采集电源电压信号，发给基准比对电路与标准值比较，由电量指示电路发出报警信号。AD采样input和与标准值的比对通过一个芯片TLC5615实现。当采样值小于标准值时，输出电平为低电平；当采样值大于标准值时，输出电平为高电平，从而实现对电源电量的监测，及时提示电池电量不足。采样的频率clock和芯片使能cs均由单片机控制实现。
本发明的巡检过程如下：
绕制过程中，将每一个独立线匝通过引线线夹接入测试器的接线端子，每增加一个新的线匝，则将新增线匝接入新的接线端子。单片机控制继电器K1闭合，向接线端子L1所接的1号线匝加压，检测2号线匝对应接线端子L2的电平等级，如果1号与2号线匝短路，则2号线匝对应接线端子L2应为高电平，否则为低电平，这样可以判断1号线匝和2号线匝是否短路；1号线匝断电，单片机控制继电器K2向接线端子L3所接3号线匝加压，同样的方法扫描2号和4号线匝对应接线端子L2、L4的电平等级，根据电平的高低，判断2号线匝与3号线匝、3号线匝与4号线匝之间是否发生短路；依次类推，向5号、7号奇数号线匝加压，检测相邻偶数号线匝的电平等级，从而判断是否短路，且每次加压只能向1根线匝加压，避免出现误判现象，如：同时向1号和3号线匝加压，检测2号线匝为高电平，2号线匝电压升高是由1号与2号短路引起的，还是2号与3号短路引起的，无法判断，因此循环的向所有奇数号线匝加压、每次只向1根线匝加压，实现对所有发生短路故障线匝位置的准确判断。
以上为本发明的一个实施例，基于本检测方法，本领域技术人员做出的能同步检测其他根数线匝的短路检测装置，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1. 一种变压器线圈匝间短路智能测试器，包括控制模块、巡检模块、声光报警模块和供电模块，控制模块包括一单片机，其输入端连接供电模块，输出端连接声光报警模块；其特征在于：巡检模块包括至少一个与单片机输出端连接的继电器控制电路，单片机输入端设有至少两个用于接入线匝的接线端子，继电器控制电路另一端连接对应接线端子，用于为相应线匝施加测试电压。
2.根据权利要求1所述的变压器线圈匝间短路智能测试器，其特征在于：还包括一与控制模块连接的无线收发模块，用于将短路信息发送给管理***的显示终端并接收管理***发来的控制指令。
3.根据权利要求2所述的变压器线圈匝间短路智能测试器，其特征在于：所述的无线收发模块为Zigbee无线模块。
4.根据权利要求1所述的变压器线圈匝间短路智能测试器，其特征在于：还包括一电源电量监测模块，其一端与控制模块连接，另一端与供电模块连接，用于监测电源电量。
5.根据权利要求4所述的变压器线圈匝间短路智能测试器，其特征在于：所述的电源电量监测模块包括AD采样电路、基准比对电路和电量指示电路，AD采样电路与供电模块连接，采集电源电压信号，发给基准比对电路与标准值比较，由电量指示电路发出报警信号。
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