CN217739312U - 一种多功能的变压器参数测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能的变压器参数测试装置，包括集成在一个设备柜体中的核心控制平台、电源模块、继电器切换模组、接线端模组、通讯接口模块，以及用于检测变压器不同测试数据的直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块，各功能测试模块分别通过继电器切换模组与电源模块连接，被测变压器通过接线端模组分别与各功能测试模块连接，核心控制平台通过通讯接口模块分别与各功能测试模块连接，核心控制平台通过通讯接口模块与继电器切换模组连接。本实用新型能有效地缩短变压器试验检修的时间，降低检修工作人员劳动强度，提高检修人员工作效率。

Description

一种多功能的变压器参数测试装置

技术领域

本实用新型涉及电力检测技术领域，具体涉及一种多功能的变压器参数测试装置。

背景技术

为确保供电***基础设备的安全运行，电力运行维护单位会根据实际情况对电力变压器等重要设备进行定期或不定期检修试验，从而查找排除故障或隐患。电气检修试验是为了发现运行中设备的隐患，预防发生事故或设备损坏，对设备进行的检查、试验或监测，是电力设备运行和维护工作中一个重要环节，是保证电气设备安全运行的有效手段之一。

目前，进行检修变压器及开关时使用的仪器主要有变压器直阻测试仪、变比测试仪、绝缘电阻测试仪、开关特性测试仪、回路电阻测试仪、动作线圈电阻测试仪等。每一台设备加上测试导线的重量大约在10公斤左右，总重量大约在60～80公斤左右。每次检修试验需要携带所做的试验项目的专用试验设备等多种试验设备，每种设备都只具有一种测试功能，每一套设备都由主机箱和附件箱组成，每次检测试验时需要携带很多台试验设备到现场，加上其它辅助器具，每次试验工作需要携带的设备数量很多。当前的试验设备多数都是按键式操作，有些操作过程较为复杂。另外，现有设备的显示屏尺寸都较小，不易查看结果。而且每种设备都采用专用测试线，共用性差，每次更换测试项目都需要重新连接测试线，现场操作人员工作量大，容易因为接错线导致测试数据错误甚至烧坏设备。

实用新型内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多功能的变压器参数测试装置。

本实用新型实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种多功能的变压器参数测试装置，包括集成在一个设备柜体中的核心控制平台、电源模块、继电器切换模组、接线端模组、通讯接口模块，以及用于检测变压器不同测试数据的直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块，所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块分别通过所述继电器切换模组与所述电源模块连接，被测变压器通过所述接线端模组分别与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接，所述核心控制平台通过所述通讯接口模块分别与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接，所述核心控制平台通过所述通讯接口模块与所述继电器切换模组连接。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述继电器切换模组包括七个继电器，与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块一一对应连接，所述电源模块的输出端采用电源线连接至所述继电器切换模组的动点公共端，各继电器的常开点对应连接至所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的电源端。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述通讯接口模块包括RS232通讯接口和USB通讯接口，所述核心控制平台通过RS232通讯接口和RS232通讯线与所述继电器切换模组的控制端连接，用于输出控制指令，控制对应继电器接通电源。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述接线端模组包括接线面板和固定在所述接线面板上的若干接线端子，所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的输入端分别连接至对应的接线端子，通过测试线连接对应的接线端子和被测变压器，接通对应检测电路。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述电源模块外接AC220V电源。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述核心控制平台连接有12寸触摸显示屏。

优选地，在上述的多功能的变压器参数测试装置中，所述核心控制平台为工控机。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的多功能的变压器参数测试装置通过将多种不同功能测试模块集成为一体，使得多项常规试验功能融为一个***，现场使用方便，不用携带多台不同试验项目的仪器，就能完成变压器停电试验项目的高效化检测，克服了使用常规仪器设备试验带来的诸多不方便，接线方便，降低了测试接线工作量，减轻了设备重量。

附图说明

图1为本实用新型的原理模块框图；

图2为本实用新型所述直流电阻测量模块的电路模块图；

图3为本实用新型所述绝缘电阻测量模块的电路模块图；

图4为本实用新型所述变比测量模块的电路模块图；

图5为本实用新型所述介质损耗测量模块的电路模块图。

具体实施方式

为使对本实用新型作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参见图1，如图所示，本实用新型的实施例提出了一种多功能的变压器参数测试装置，该测试装置包括集成在一个设备柜体中的核心控制平台、电源模块、继电器切换模组、接线端模组、通讯接口模块，以及用于检测变压器不同测试数据的直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块。其中，直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块分别通过继电器切换模组与电源模块连接。被测变压器通过接线端模组分别与直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接。核心控制平台通过通讯接口模块分别与直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接，用于接收上述各不同功能测试模块输出的测试数据。核心控制平台通过通讯接口模块与继电器切换模组连接，通过核心控制平台可以实现对继电器切换模组的电路通断控制，以使对应的功能测试模块独立接通工作。通过内部采用多路设备独占式供电方式，即每一时刻只有一路测试功能电路单独工作，各功能测试模块可实现互相隔离，互不干挠，有利于设备的维护和更新。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，该继电器切换模组包括七个继电器，与直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块一一对应连接，电源模块的输出端采用电源线连接至继电器切换模组的动点公共端，各继电器的常开点对应连接至直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的电源端。通讯接口模块包括RS232通讯接口和USB通讯接口，核心控制平台通过RS232通讯接口和RS232通讯线与继电器切换模组的控制端连接，用于输出控制指令，控制对应继电器接通电源。通过RS232通讯线连接到继电器切换模组的控制端，核心控制平台通过输出控制指令来控制对应继电器的通断，可控制同一时间只给某一个功能测量模块供电。通过USB通讯接口和USB通讯线可导出测试数据，数据报告可根据用户提供的模板输出打印格式或电子文档，便于数据的综合对比及分析。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，接线端模组包括接线面板和固定在接线面板上的若干接线端子，直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的输入端分别连接至对应的接线端子，通过测试线连接对应的接线端子和被测变压器，接通对应检测电路。在本实用新型中，电源模块外接AC220V电源，核心控制平台连接有12寸触摸显示屏，核心控制平台为工控机。测量数据经通讯接口模块可返回到核心控制平台中进行数据存储，并在12寸触摸显示屏进行显示，同时通过该12寸触摸显示屏，可向核心控制平台输入操作控制指令。

进一步地，在本实用新型的实施例中，如图2至图5所示，分别为直流电阻测量模块的电路模块图、绝缘电阻测量模块的电路模块图、变比测量模块的电路模块图、介质损耗测量模块的电路模块图。如图2所示，直流电阻测量模块包括恒流输出源、放电保护电路、电阻Rx、信号处理电路、高速A/D采样器、ARM处理器、恒流输出控制电路以及通讯接口，核心控制平台通过通讯接口与ARM处理器连接，恒流输出控制电路与ARM处理器连接，恒流输出控制电路与恒流输出源连接，恒流输出源通过放电保护电路与电阻Rx连接，电阻Rx通过信号处理电路与高速A/D采样器连接，信号处理电路和高速A/D采样器分别与ARM处理器连接。直流电阻测量模块通过一个产生直流电流的恒流源，向被测变压器载入恒定电流，该电流在被测变压器两端产生相应的电压值，采样被测变压器两端的电压值，然后用欧姆定律计算得出电阻值。该直流电阻测量模块采用典型的四线制测量法，以提高测量电阻的准确度。直流电阻测量模块由恒流输出源、信号处理电路、A/D转换器构成了测量电路的主体，ARM处理器通过控制恒流输出源给外部被测变压器施加一个恒定、高精度的电流，然后对采样数据(包括测试电压、当前的测试电流等)进行处理，经过计算得到实际电阻值。

如图3所示，绝缘电阻测量模块包括倍压整流电路、电流电压转换器、高压取样电路、高压输出控制电路、A/D转换器、通讯接口以及ARM处理器。具体的连接关系如图3所示，设备将直流电源经过DC/DC变换产生的直流高压输出至被测变压器，从而产生一个从E到L极的电流，电流经过电流电压转换器变换为电压值，然后经过A/D转换器转换后传给ARM处理器进行计算处理得到电阻值，然后经通讯接口传输至核心控制平台。如图4所示，变比测量模块包括信号采样电路、A/D采样电路、数据处理电路、ARM处理器、控制电路以及通讯接口。通过在变压器的高压端施加电源电压，采用高精度A/D采样电路同时在变压器的高压端和低压端分别获取采样电压，然后计算出两侧电压的比而得到变压器变比。有载开关测试模块由RAM处理器控制，通过内部测量电路，实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性等参数的准确测量。测试时变压器有载分接开关测量模块被测有载分接开关上加上直流电压，并测定分接开关内部闭合状态，开关动作后采样电路自动对信号进行采样，设定单次采样数据的持续时间，RAM处理器对采样到的数据进行分析处理，并进行判断有载分接开关中的开闭状态是否发生变化，当开关状态发生变化时，处理器根据完整的过渡动作数据中各路信号的状态转变在时间轴上的相对位置，自动计算并显示各个过渡时间参数。

如图5所示，介质损耗测量模块包括变频电源、升压变压器、被测回路正接/反接电流检测电路、测量及A/D转换电路、通讯接口以及RAM处理器。如图所示，其包括一个标准回路(Cn)和一被试回路(Cx)，标准回路由内置的标准高稳定性能电容器与测量线路组成，被测回路由被试品和测量线路组成，测量线路由取样电阻与前置放大器和A/D转换器组成。通过测量电路分别测得标准回路电流与被试回路电流幅值及其相位，由高速采样电路实时采集，单片机***通过矢量运算便可得出试品的电容值和介质损耗正切值。测量开始后，程序控制变频电源采用算法将输出电压缓慢匀速调整到设定值，测量电路对输出高压调整到准确高压输出。根据正/反接线设置，测量电路根据试验电流自动选择输入并切换量程，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，幅值计算电容量，角差计算tgδ，反复进行多次测量，经过排序选择一个中间结果。

有载开关测试模块由RAM处理器控制，通过内部测量电路，实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性等参数的准确测量。测试时，在有载分接开关上加上直流电压，并测定该有载分接开关内部的闭合状态。开关动作后，采样电路自动对信号进行采样，设定单次采样数据的持续时间，RAM处理器对采样到的数据进行分析处理，并判断有载分接开关中的开闭状态是否发生变化。当开关状态发生变化时，则RAM处理器根据完整的过渡动作，即数据中各路信号的状态转变在时间轴上的相对位置，自动计算并显示各个过渡时间参数。

短路阻抗测量模块采用伏安法，测试前将变压器的一侧出线短接，短接用的导线须有足够的截面积，并保持各出线端子接触良好。试验仪器输出电压施加到被测变压器的另一侧，产生流经阻抗的电流，同时测量加在阻抗上的电流和电压，此电压、电流的基波分量的比值就是被试变压器的短路阻抗。在变压器短路阻抗测试时，通常在被测变压器的高压绕组侧加压，在低压绕组侧进行短路。为保证测试精度，电压测量回路直接接在被测变压器的出线端子上，以免引入电流引线上的电压降。变压器短路阻抗测试是鉴定运行中变压器受到短路电流的冲击，或变压器在运输和安装时受到机械力撞击后，检查其绕组是否变形的最直接方法，它对于判断变压器能否投入运行具有重要的意义。

绕组变形测试模块通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的变化程度，判断变压器可能发生的绕组变形。***根据对变压器内部绕组特征参数的测量，采用目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析方法，对变压器内部故障作出准确判断。在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感(互感)、电容等分布参数构成的无源线性双口网络，其内部特性可通过传递函数描述。若绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然改变，导致其等效网络传递函数的零点和极点发生变化，使网络的频率响应特性发生变化。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，上述的功能测试模块，即直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块均采用现有对应测试仪中的相关测试测量模块，其测量测试原理不变，本实用新型将相关测试测量模块单独剥离出来组合连接，通过集成一体化设计，构成一个具备测量不同测试数据的设备整体。直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块的具体电路结构，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型针对现有变压器检修试验时需要携带大量不同功能的试验设备存在的使用不方便，试验时间长的缺点，通过集成设计，实现变压器试验中常用的多个功能实现一体化设计，能有效地缩短变压器试验检修的时间，降低检修工作人员劳动强度，提高检修人员工作效率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，包括集成在一个设备柜体中的核心控制平台、电源模块、继电器切换模组、接线端模组、通讯接口模块，以及用于检测变压器不同测试数据的直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块和绕组变形测试模块，所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块分别通过所述继电器切换模组与所述电源模块连接，被测变压器通过所述接线端模组分别与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接，所述核心控制平台通过所述通讯接口模块分别与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块连接，所述核心控制平台通过所述通讯接口模块与所述继电器切换模组连接。

2.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述继电器切换模组包括七个继电器，与所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块一一对应连接，所述电源模块的输出端采用电源线连接至所述继电器切换模组的动点公共端，各继电器的常开点对应连接至所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的电源端。

3.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述通讯接口模块包括RS232通讯接口和USB通讯接口，所述核心控制平台通过RS232通讯接口和RS232通讯线与所述继电器切换模组的控制端连接，用于输出控制指令，控制对应继电器接通电源。

4.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述接线端模组包括接线面板和固定在所述接线面板上的若干接线端子，所述直流电阻测量模块、绝缘电阻测量模块、变比测量模块、有载开关测试模块、介质损耗测量模块、短路阻抗测量模块、绕组变形测试模块的输入端分别连接至对应的接线端子，通过测试线连接对应的接线端子和被测变压器，接通对应检测电路。

5.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述电源模块外接AC220V电源。

6.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述核心控制平台连接有12寸触摸显示屏。

7.根据权利要求1所述的多功能的变压器参数测试装置，其特征在于，所述核心控制平台为工控机。

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