[发明专利]变压器有载分接开关测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量和分析电力系统中变压器有载分接开关电气性能指标的综合测量仪器。

背景技术

有载分接开关的测量分为无绕组和有绕组测量两种，即不带负载(变压器)和带负载测量。无绕组测量主要用于开关生产时出厂测量，有绕组则用于开关检修时。由于有载分接开关使用时和变压器是连为一体的，测量时开关和变压器分开很麻烦，所以采用有绕组测量。有绕组测量由于回路中加入了变压器绕组，而变压器绕组呈感性，在切换过程中会阻碍回路电流的变化，产生振荡，使测得的电压和电流信号不准，造成Rx不准。因此，对有绕组测量，目前通常采用加电流源的方法，以恒流消除开关切换时变压器线圈电感对测量的影响，但这种方面目前国内制造的测试仪准确度一般不是很高，加上测试仪输出结果直接显示过渡电阻和过渡时间组成的波形，靠使用人员自己移动光标，以查看实际的过渡电阻和过渡时间，由于人员读数的差异性，造成对有载分接开关过渡电阻和过渡时间的测量误差比较大。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用方便、重量轻、抗干扰性能好、精度高的一种用于变压器有载分接开关测试仪。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

本发明电路模块结构为，采用滤波电路分别与恒流源电路、基准电压电路连接，基准电压电路又与恒流源电路连接，恒流源电路又与数据采集与处理电路连接。

本发明恒流源电路由场效应管组成的H桥和高频变压器组成；滤波电路由交流滤波与过电压抑制、直流滤波组成，其中交流滤波部分含有绕在铁氧体上的两个线圈；基准电压电路由电压芯片LM399与运放LM258组成；数据采集与处理电路由采样保持芯片LF298和AD模数转换AD7714组成。恒流源电路部分输出为1A的直流电流。

本发明能够用于测量和分析电力系统中变压器有载分接开关电气性能指标的综合测量仪器，可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测量，同具有使用方便、重量轻、抗干扰性能好、精度高。

附图说明

图1为本发明总体结构框图；

图2为恒流源电路图；

图3为滤波电路图；

图4为基准电压电路图；

图5为数据采集与处理电路图；

图6为过渡电阻和过渡时间的波形图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的变压器有载分接开关测试仪，其电路模块结构为，采用滤波电路分别与恒流源电路、基准电压电路连接，基准电压电路又与恒流源电路连接，恒流源电路又与数据采集与处理电路连接。

恒流源电路如图2所示由场效应管组成的H桥和高频变压器组成；滤波电路如图3所示由交流滤波与过电压抑制、直流滤波组成，其中交流滤波部分含有绕在铁氧体上的两个线圈；基准电压电路如图4所示由电压芯片LM399与运放LM258组成；数据采集与处理电路如图5所示由采样保持芯片LF298和AD模数转换AD7714组成。恒流源电路部分输出为1A的直流电流。输出过渡电阻、过渡时间波形如图6所示为凹形。

本发明的基本原理为：通过恒流源电路输出1A的直流电流到变压器的有载分接开关上，同时从从有载分接开关接头处取得其直流电压信号，然后进行采样、保持、AD转换、显示等操作，通过单片机的内部处理直接显示其过渡电阻、过渡电流、三相同期性及波形。

本发明的电路原理为：

①恒流源电路

恒流源电路通过闭环控制的方式自动调节电流至1A，其具体控制方法：直流电压加载在4个MOS管组成的H桥上，然后通过变压器和VD1、VD2接到LRC的回路中，闭环控制通过PWM调制器控制MOS管的通断，从而使输出电流稳定为1A。

②滤波电路

滤波电路能有效抑制电网噪声，提高测试仪的电磁兼容性能及可靠性，在这里选用二阶共模滤波器，这里主要滤除开关噪声和由输入线引起的谐波。当电路中出现共模干扰时，由于L中两个线圈的磁通方向一致，纤过耦合后总电感量迅速增大，因而对共模信号产生很大的感抗，使之不易通过，这两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上。直接接地的两个电容C1、C2主要用来滤除串模干扰。L1、D1和D2共同组成过电压抑制器即浪涌抑制器，防止超过它们额定的瞬时容量通过，保护后续电路。通过整流器后再通过直流滤波以滤除尖峰信号等。

③基准电压(Vref)电路