CN201266232Y - 变压器有载分接开关动作特***流测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力设备的故障探测装置，是一种应用交流电源测试变压器有载分接开关动作特性的装置，解决了直流检测准确性低的问题。它包括电源、信号采样器、与采样器输出端连接的信号检测处理电路和显示输出单元。本实用新型的特别之处是所说的电源是三相调频交流电源，所说的信号采样器是电压互感器和电流互感器，所说的信号检测处理电路由依次连接的滤波整形电路、同步信号采集电路、数据存储电路和数字处理电路组成，数字处理电路的输出端通过核心控制电路与显示输出单元连接，所说的电压互感器和电流互感器与被测变压器连接。

Description

变压器有载分接开关动作特***流测试装置

技术领域

本实用新型属于电力设备的故障探测装置，具体地说是一种应用交流电源测试变压器有载分接开关动作特性的装置。

背景技术

变压器有载分接开关安装在变压器的高压主回路上，是调整电压的主要设备，其自身又是运动的部件，因此有载分接开关的特性对于变压器的正常运行十分重要，通常在变压器组装和现场安装后都要进行变压器有载分接开关带绕组动作特性测试。分接开关带绕组动作特性测试是根据所采集的变压器有载分接开关动作过程中的电压、电流信号波形及其它数据，给出变压器有载分接开关的动作特性描述，并据此对变压器有载分接开关的运行给出评价，作为产品检验、验收或检修维护的依据。

目前，变压器有载分接开关特性检测均采用直流测试，如中国专利CN2279615和中国专利CN2304131所公开的变压器有载分接开关综合试验仪都是采用直流检测方式。本申请人认为：由于现场测试时受到变压器绕组电感、端部电容、触头油膜、触头之间切换时机械碰撞弹跳等影响，直流测试波形与实际波形有较大的差异，如振荡、颤动、弹跳断流等，加之变压器的调压实际上是处于交流环境下，这就使得对波形的判别极为不易，特别是对不规则的直流测试波形，测试人员会给出多种可能性结论，因此，现有的直流测试对波形解析的唯一性较差，准确性较低。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是：提供一种检测准确、精度高的变压器有载分接开关动作特***流测试装置。

解决上述问题的技术方案是：所提供的变压器有载分接开关动作特***流测试装置包括电源、信号采样器、与采样器输出端连接的信号检测处理电路和显示输出单元，本实用新型的特别之处是所说的电源是三相调频标准交流电源，所说的信号采样器是电压互感器和电流互感器，所说的信号检测处理电路由依次连接的滤波整形电路、同步信号采集电路、数据存储电路和数字处理电路组成，数字处理电路的输出端通过核心控制电路与显示输出单元连接，所说的电压互感器和电流互感器与被测变压器连接。检测时，由三相调频交流电源给被测变压器绕组通以标准的测试交流电，电压互感器和电流互感器将采集的分接开关切换动作过程的交流电压和交流电流波形信号送到处理电路，经处理后送到显示输出单元在屏幕上显示分析后存储或打印出来。据此可以对变压器有载分接开关的动作特性给出评价。

与现有的直流测试装置相比，本实用新型的交流测试状态更接近被测设备的实际运行环境，所得到的测试结果也更加具有说服力。譬如：直流测试中，由于受到变压器绕组电感、端部电容、触头油膜、触头之间切换时机械碰撞弹跳等影响，试验中直流电流的变化，将产生较大的反电势，而国内工程技术界多年来一直误解释为开关切换过程中的跳跃和断续；但交流测试即使电流过零点附近的波形也是圆滑连续的，说明正常开关切换过程中不存在跳跃和断续，实践也证明了这点。直流测试只有一种测试方法，而本实用新型的测试接线方式较多，可根据变压器不同结构、不同特点，使用从三相到单相，从单相到零序，从低电压到高电压，甚至可使用额定电压测试，不会发生分接开关存在缺陷而检测不出来的可能。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的电路原理图。

图2图1中三相调频交流电源的原理图。

图3是本实用新型互感器零磁通补偿电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的内容加以详细说明。

如图1所示：本检测装置的三相调频交流电源1的A相信号经过A相电流互感器41接到被测试变压器2的A相高压套管上，A相电压互感器31接到被测试变压器2的A相高压套管上。A相的电压互感器31、A相电压数字滤波整形电路32、A相同步信号高速采集电路33和A相电压信号调理数据存储电路34依次相接；A相电流互感器41、A相电流数字滤波整形电路42、A相同步信号高速采集电路43、A相电流信号调理数据存储电路44依次相接；A相电压信号调理数据存储电路34和电流信号调理数据存储电路44再与DSP数字处理电路5相接，DSP数字处理电路5与ARM9处理器构成的核心控制电路6相接，核心控制电路6分别与彩色液晶触摸显示器7、打印机8相连接，核心控制电路6同时还与三相调频试验电源1和通讯接口9相连。检测装置的B相和C相电路结构与上述A相的电路相同(图中没有画出)。图1中的DSP数字处理电路5采用型号为TMS320VC元件，核心控制电路6(ARM9)采用型号为S3C4210，数字滤波整形电路32、42采用现有的LC滤波结合数字软件滤波整形，同步信号高速采集电路33、43采用AD637元件，数据存储电路34、44采用DDR-MT64V12128M8大容量数字存储器。

测试时，交流电(试验电源)由三相调频交流电源1输出，经过电流互感器，接到变压器2的高压套管上，经过高压套管引线接到变压器内部有载分接开关主触头线路，再经过绕组线圈构成测试主回路。有载分接开关切换时，通过主回路的交流电流和电压值会发生变化，电流互感器41和电压互感器31的作用是将主回路的强信号转换成符合电子电路的小信号送给后续电路处理，经过数字滤波整形电路32、42对小信号波进行整形滤波，经过同步信号高速采集电路33、43将模拟量转换成数字量，信号调理数据存储电路34、44对数字量进行调理并存储；DSP数字处理电路5是高速数字信号处理单元与ARM9处理器构成的，处理后由核心控制电路6对数字信号进行计算量化并还原成波形通过彩色液晶触摸显示器显示，或通过打印机打印输出，控制电路同时还与三相调频试验电源1和通讯接口9相连，形成一个完整的自动控制测试***。

如图2所示：三相调频交流电源包括主电路和控制器10。主电路采用交流—直流—交流结构，它包括依次相接的第一级电磁滤波器11(EMI滤波器)、整流滤波器12、逆变器13、隔离变压器14、LC滤波器15和第二级电磁滤波器16(EMI低通滤波器)，控制器10与前述的逆变器13连接，用于控制逆变器13输出电压的相位、频率和幅度。

来自电网的单相交流市电受电网干扰较大，所以先通过第一级电磁滤波器11(EMI滤波器)，对电网噪声干扰予以抑制。整流滤波器12采用桥式整流滤波，交流脉冲波经电解电容滤波，得到平稳的直流电压，该直流电压经逆变器13(DC/AC转换电路)转换成交流电压。本实例的逆变器是三套独立的单相逆变器，控制器10是三套单相控制器，三套单相控制器分别对三套单相逆变器进行控制，输出互差120度的三相交流正弦波电压，经功放电路驱动后由隔离变压器14升高电压，经LC滤波电路15滤波，再次通过第二级电磁滤波器16低通滤波后即可得到理想的三相交流电；设置第二级电磁滤波器16的目的是进一步将本电源电路中产生的高频干扰去除，该电源输出的波形失真度优于0.5％。前述三套单相逆变器的输出电路是相互独立，在隔离变压器14的副边输出可以按要求接成星形、角形、单相所需要的交流电。由于采用了三套独立的单相控制器，使本实例的三相电源中的任一相均可以作为单相电源独立使用，并可适应任意不平衡负载，从而极大的提高了电源的负载适应能力。

当需要有不同的检测电压时，可以在隔离变压器14的输出绕组端增设高低挡转换开关17，改变变压器输出绕组匝数实现输出不同电压转换。

前述的单相控制器10可采用通用的控制电路，如图2所示：软启动控制是对整流滤波器单元的可控硅元件的导通角控制，使整流电压逐步升高，石英振荡电路产生稳定的基准频率，三角波电路和DDS(频率合成)方式正弦波电路与SPWM电路产生标准正弦波，SPWM控制与保护电路、反馈电路组成一个闭环控制***，闭环内的驱动电路控制逆变器14输出。

如图3所示：为了提高互感器的检测精度和抗干扰能力，所说电压互感器31和电流互感器41置于金属屏蔽外壳内，并且该电压互感器31和电流互感器41均设有零磁通补偿电路，所说的零磁通补偿电路由绕在互感器铁心上的补偿线圈W₃和与该补偿线圈W₃连接的反相放大器311组成，反相放大器311的输出端与互感器二次线圈W₂串接。补偿线圈的感应电动势经放大反相后与互感器二次线圈的感应电势相抵，使互感器铁芯中的磁通接近于零，从而大大提高了互感器的精度。图3中其余编号：W1为互感器一次线圈，R为互感器二次回路负载。

Claims (4)

1、变压器有载分接开关动作特***流测试装置，包括电源、信号采样器、与采样器输出端连接的信号检测处理电路和显示输出单元，其特征是所说的电源是三相调频交流电源(1)，所说的信号采样器是电压互感器(31)和电流互感器(41)，所说的信号检测处理电路由依次连接的滤波整形电路(32、42)、同步信号采集电路(33、43)、数据存储电路(34、44)和数字处理电路(5)组成，数字处理电路(5)的输出端通过核心控制电路(6)与显示输出单元连接，所说的电压互感器和电流互感器与被测变压器连接。

2、根据权利要求1所述的测试装置，其特征是所说的三相调频交流电源(1)包括主电路和控制器(10)，主电路包括依次相接的第一级电磁滤波器(11)、整流滤波器(12)、逆变器(13)、隔离变压器(14)、LC滤波器(15)和第二级电磁滤波器(16)，用于控制逆变器13输出电压的相位、频率和幅度的控制器(10)与前述的逆变器(13)连接。

3、根据权利要求2所述的测试装置，其特征是所说的逆变器(13)是三套单相逆变器，控制器(10)是三套单相控制器。

4、根据权利要求3所述的测试装置，其特征是所说电压互感器(31)和电流互感器(41)置于金属屏蔽外壳内，并且该电压互感器(31)和电流互感器(41)均设有零磁通补偿电路，所说的零磁通补偿电路由绕在互感器铁心上的补偿线圈(W₃)和与该补偿线圈(W₃)连接的反相放大器(311)组成，反相放大器的输出端与互感器二次线圈(W₂)串接。

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