專利名稱：一種測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣性能測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行IOkv配電設(shè)備高壓絕緣試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常涉及針對(duì)電壓互感器、配電變壓器及配電柜等設(shè)備的電氣性能的試驗(yàn)。但目前，針對(duì)電壓互感器和配電變壓器的試驗(yàn)所需的試驗(yàn)儀器都存在功能單一、測(cè)量接線繁瑣等問(wèn)題。尤其是在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)多項(xiàng)電氣性能指標(biāo)進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，如測(cè)試PT (Phase Voltage Transformes,電壓互感器)伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓時(shí)，需對(duì)每項(xiàng)試驗(yàn)所需的儀器分別進(jìn)行接線。而每項(xiàng)試驗(yàn)所需儀器品種眾多，從而給對(duì)儀器的管理帶來(lái)麻煩，且接線復(fù)雜易出錯(cuò)。綜上，現(xiàn)有技術(shù)中試驗(yàn)儀器存在的功能單一、測(cè)量接線繁瑣等缺點(diǎn)，給配電設(shè)備高壓絕緣試驗(yàn)帶來(lái)了極大的不便，且浪費(fèi)時(shí)間，從而大大降低了試驗(yàn)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試儀，以解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)將PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓試驗(yàn)功能集成在一體，從而提高試驗(yàn)效率的目的。為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案—種測(cè)試儀，用于進(jìn)行PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓試驗(yàn)，包括電源模塊、第一測(cè)量模塊、第二測(cè)量模塊以及用于對(duì)上述各模塊進(jìn)行控制的主控模塊，其中所述電源模塊，用于在所述主控模塊的控制下，提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源；所述第一測(cè)量模塊，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)獲取所述電源模塊的輸出電壓和輸出電流，依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理、空載處理或負(fù)載處理；所述第二測(cè)量模塊，用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)所述變壓器的高壓側(cè)電壓，并將所監(jiān)測(cè)的變壓器高壓側(cè)電壓值反饋至所述主控模塊，進(jìn)而所述主控模塊依據(jù)所述高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊的輸出。優(yōu)選的，所述電源模塊包括變頻電源和與所述變頻電源相連的隔離變壓器，其中，所述變頻電源包括變頻電源波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦電源信號(hào)；數(shù)字調(diào)幅電路，用于在所述主控模塊的控制下，對(duì)所述正弦電源信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅；變頻電源輸出電路，用于對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制、功率驅(qū)動(dòng)并輸出。
優(yōu)選的，所述變頻電源輸出電路具體采用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)SPWM對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制。優(yōu)選的，所述第一測(cè)量模塊包括參數(shù)獲取模塊、伏安特性處理模塊、空載處理模塊和負(fù)載處理模塊，其中所述參數(shù)獲取模塊，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)獲取所述電源模塊的輸出電壓和輸出電流；所述伏安特性處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理；所述空載處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的空載處理；所述負(fù)載處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的負(fù)載處 理。優(yōu)選的，所述參數(shù)獲取模塊包括電壓互感器、電流互感器、第一濾波放大器、第二濾波放大器和模/數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器，其中所述電壓互感器，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)采集所述電源模塊的輸出電壓；所述電流互感器，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)采集所述電源模塊的輸出電流；所述第一濾波放大器，用于將所采集的輸出電壓進(jìn)行濾波放大處理；所述第二濾波放大器，用于將所采集的輸出電流進(jìn)行濾波放大處理；所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將經(jīng)過(guò)濾波放大處理的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的，所述第二測(cè)量模塊具體包括電容分壓器。優(yōu)選的，所述測(cè)試儀還包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述第一測(cè)量模塊和所述第二測(cè)量模塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其中所述存儲(chǔ)模塊具體包括存儲(chǔ)器。優(yōu)選的，所述測(cè)試儀還包括與所述主控模塊相連，用于為人機(jī)操作提供顯示界面的顯示模塊，其中所述顯示模塊具體包括液晶顯示器。優(yōu)選的，所述測(cè)試儀還包括與所述主控模塊相連，用于為人機(jī)操作提供按鈕和按鍵的按鈕和按鍵模塊。優(yōu)選的，所述主控模塊的控制功能具體通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其中所述單片機(jī)具體為32位自動(dòng)化程序管理ARM單片機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試儀中的電源模塊可在所述主控模塊的控制下，為PT伏安特性試驗(yàn)、變壓器單相空載、變壓器單相負(fù)載及變壓器交流耐壓試驗(yàn)提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源。而所述第一測(cè)量模塊可實(shí)時(shí)獲取所述電源模塊的輸出電壓和輸出電流，并通過(guò)對(duì)所述輸出電壓和輸出電流進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理、空載處理或負(fù)載處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)PT伏安特性試驗(yàn)、變壓器單相空載試驗(yàn)及變壓器單相負(fù)載試驗(yàn)。第二測(cè)量模塊，用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)所述變壓器的高壓側(cè)電壓，并將所監(jiān)測(cè)的變壓器高壓側(cè)電壓值反饋至所述主控模塊，進(jìn)而所述主控模塊可依據(jù)所述高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊的輸出，從而可進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)。
可見(jiàn)，本發(fā)明提供的測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)了將PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓試驗(yàn)功能集成在一體的目的，從而克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中試驗(yàn)儀器存在的功能單一、測(cè)量接線繁瑣等缺點(diǎn)，進(jìn)而提高了試驗(yàn)效率。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試儀的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的變頻電源波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字調(diào)幅電路的工作原理圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的變頻電源輸出電路的工作原理圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的參數(shù)獲取模塊的工作原理圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試儀的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的PT伏安特性試驗(yàn)電路圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的PT伏安特性試驗(yàn)流程圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的PT伏安特性曲線；圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的變壓器單相空載試驗(yàn)電路圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的變壓器單相負(fù)載試驗(yàn)電路圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的變壓器交流耐壓試驗(yàn)電路圖。
具體實(shí)施例方式為了引用和清楚起見(jiàn)，下文中使用的技術(shù)名詞、簡(jiǎn)寫(xiě)或縮寫(xiě)總結(jié)解釋如下PT伏安特性勵(lì)磁特性通常也叫伏安特性，電壓互感器勵(lì)磁特性是把PT —次繞組末端出線端子接地其他端子均開(kāi)路的情況下，在二次繞組施加電壓U，測(cè)量出相應(yīng)的勵(lì)磁電流I，U和I之間的關(guān)系就是電壓互感器的勵(lì)磁特性。以U為橫坐標(biāo)I為縱坐標(biāo)做出的曲線就是電壓互感器勵(lì)磁特性曲線?？蛰d試驗(yàn)測(cè)量變壓器的空載電流和空載損耗。能夠發(fā)現(xiàn)磁路中局部或整體缺陷；檢查繞組匝間、層間絕緣是否良好，鐵芯硅鋼片絕緣狀況和裝配質(zhì)量等。交流耐壓考驗(yàn)電氣設(shè)備承受過(guò)電壓能力。為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。當(dāng)前，針對(duì)電壓互感器和配電變壓器的試驗(yàn)所需的的試驗(yàn)儀器都存在功能單一，測(cè)量接線繁瑣等問(wèn)題?；谏鲜銮闆r，發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，很多試驗(yàn)項(xiàng)目都存在使用某些相同或相似功能部件的現(xiàn)象，故可以將使用相同或相似功能部件的多項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目所需的部件整合到一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置里，從而在進(jìn)行上述多項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，可以減少試驗(yàn)儀器以及接線的數(shù)量，進(jìn)而可提高試驗(yàn)效率。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)試儀，用于進(jìn)行PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓試驗(yàn)，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，其包括電源模塊100、第一測(cè)量模塊200、第二測(cè)量模塊300以及用于對(duì)上述各模塊進(jìn)行控制的主控模塊400。主控模塊400為本發(fā)明的測(cè)試儀的核心模塊，詳見(jiàn)下述，其負(fù)責(zé)整個(gè)測(cè)試儀儀器的變頻電源控制、測(cè)量模塊數(shù)據(jù)讀取及數(shù)據(jù)結(jié)果顯示、打印、存儲(chǔ)及通訊等功能，即整個(gè)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程均在主控模塊400的控制下完成。主控模塊400對(duì)各功能模塊的控制以及與各功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸具體通過(guò)內(nèi)部串行接口實(shí)現(xiàn)。其中，主控模塊400的控制功能可通過(guò)單片機(jī)以主控板的形式實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中， 單片機(jī)具體采用32位ARM (automated route management,自動(dòng)化程序管理)單片機(jī)。電源模塊100，用于在主控模塊400的控制下，提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源。具體地，電源模塊100包括變頻電源和隔離變壓器。變頻電源是本發(fā)明的關(guān)鍵部分，其在主控模塊400的控制下，為PT伏安特性試驗(yàn)、變壓器單相空載、單相負(fù)載及變壓器交流耐壓試驗(yàn)提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源。本實(shí)施例中，變頻電源運(yùn)用了數(shù)字波形合成技術(shù)以及SPWM (Sinusoidal Pulse WidthModulation，正弦脈寬調(diào)制)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 30Hz 300Hz的調(diào)頻調(diào)幅電源輸出。變頻電源的輸出頻率及幅度由單片機(jī)通過(guò)串行接口來(lái)控制。以下對(duì)變頻電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能原理進(jìn)行說(shuō)明。變頻電源具體包括變頻電源波形發(fā)生器、數(shù)字調(diào)幅電路和變頻電源輸出電路。變頻電源波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦電源信號(hào)。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，其示出了上述變頻電源波形發(fā)生器的一種結(jié)構(gòu)，包括依次相連的時(shí)鐘發(fā)生器201、計(jì)數(shù)器202、波形數(shù)據(jù)ROM(Read-Only Memory,只讀內(nèi)存)203 以及 D/A (digital/analog,數(shù) / 模)轉(zhuǎn)換器 204?；谏鲜銎骷?，該變頻電源波形發(fā)生器產(chǎn)生正弦電源信號(hào)的原理如下首先，時(shí)鐘發(fā)生器201產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器202的脈沖，之后，計(jì)數(shù)器202在上述脈沖的驅(qū)動(dòng)下，向波形數(shù)據(jù)R0M203發(fā)出用于對(duì)其進(jìn)行掃描的地址信號(hào)，接下來(lái)，當(dāng)波形數(shù)據(jù)R0M203接收到上述地址信號(hào)時(shí)，將其內(nèi)正弦變化的數(shù)據(jù)輸出至D/A轉(zhuǎn)換器204的輸入端，繼而在D/A轉(zhuǎn)換器204內(nèi)，正弦變換的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為正弦變化的模擬信號(hào)并輸出，該模擬信號(hào)即為上述正弦電源信號(hào)。其中，可通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)鐘發(fā)生器201的頻率來(lái)改變輸出正弦波即上述正弦電源信號(hào)的頻率，本實(shí)施例中，對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器201的頻率調(diào)節(jié)具體通過(guò)實(shí)現(xiàn)主控模塊400的功能的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字調(diào)幅電路，用于在主控模塊400的控制下，對(duì)上述正弦電源信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅。具體地，該數(shù)字調(diào)幅電路為包括有D/A轉(zhuǎn)換器的調(diào)幅電路，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，單片機(jī)具體通過(guò)設(shè)置D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)幅電路對(duì)正弦電源信號(hào)的調(diào)幅功能。變頻電源輸出電路，用于對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制、功率驅(qū)動(dòng)并輸出。由于本發(fā)明的PT伏安特性及變壓器單相空載、交流耐壓測(cè)試儀需要大功率的變頻電源輸出，請(qǐng)參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例采用SPWM技術(shù)以及大功率IPM (Intelligent PowerModule，智能功率模塊)對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制及功率驅(qū)動(dòng)，最后，經(jīng)過(guò)上述處理后的信號(hào)經(jīng)由低通濾波后由隔離變壓器輸出。第一測(cè)量模塊200,包括參數(shù)獲取模塊、伏安特性處理模塊、空載處理模塊和負(fù)載處理模塊，其中參數(shù)獲取模塊，用于在主控模塊400的控制下,實(shí)時(shí)獲取電源模塊100的輸出電壓和輸出電流。參見(jiàn)圖5，參數(shù)獲取模塊包括電壓互感器501、電流互感器502、與電壓互感器相連的第一濾波放大器503、與電流互感器相連的第二濾波放大器504，以及與第一濾波放大器503和第二濾波放大器504同時(shí)相連的A/D (analog/digital,模/數(shù))轉(zhuǎn)換器505。該參數(shù)獲取模塊的具體工作原理為其在單片機(jī)的控制下采用實(shí)時(shí)高速同步采樣技術(shù)，通過(guò)電壓互感器501、電流互感器502分別對(duì)電源模塊100的輸出電壓、輸出電流進(jìn)行信號(hào)采集，之后所采集的輸出電壓和輸出電流的信號(hào)分別通過(guò)第一濾波放大器503和第二濾波放大器504進(jìn)行濾波放大處理，繼而，通過(guò)濾波放大處理后的兩種信號(hào)被A/D轉(zhuǎn)換器505進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字形式的輸出電壓和輸出電流。最后，數(shù)字形式的輸出電壓和輸出電流在單片機(jī)的控制下被輸出至下述存儲(chǔ)模塊中的存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)，以便進(jìn)行后續(xù)伏安特性處理或空載處理。
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伏安特性處理模塊，用于依據(jù)參數(shù)獲取模塊所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理。在進(jìn)行PT伏安特性試驗(yàn)時(shí)，外接電壓互感器兩端的電壓和電流即為電壓模塊100的輸出電壓和輸出電流，則通過(guò)對(duì)輸出電壓和輸出電流的伏安特性的研究即可完成PT伏安特性試驗(yàn)。其中，預(yù)設(shè)的伏安特性處理可包括但不限于對(duì)上述輸出電壓和輸出電流進(jìn)行伏安特性研究并繪制伏安特性曲線、拐點(diǎn)分析和計(jì)算并對(duì)規(guī)程規(guī)定的一些特殊點(diǎn)進(jìn)行比較等。本實(shí)施例中，伏安特性處理模塊的功能具體通過(guò)單片機(jī)對(duì)相應(yīng)處理程序的控制自動(dòng)完成。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的伏安特性處理模塊具體通過(guò)軟件的形式實(shí)現(xiàn)其功能，而本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明實(shí)施例的啟發(fā)下，根據(jù)自己的需要編寫(xiě)相應(yīng)的伏安特性處理程序，如曲線繪制程序、拐點(diǎn)分析程序等，無(wú)需創(chuàng)造性的勞動(dòng)，故此處不再對(duì)伏安特性處理模塊的具體軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳述?？蛰d處理模塊，用于依據(jù)參數(shù)獲取模塊所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的空載處理。在進(jìn)行變壓器單相空載試驗(yàn)時(shí)，通常將變壓器的高壓邊開(kāi)路，低壓邊加上額定電壓，進(jìn)而測(cè)量低壓邊上額定電壓下的的電流，上述額定電壓及其對(duì)應(yīng)的電流即為變壓器的空載電壓和空載電流。而變壓器的空載電壓和空載電流同樣為電源模塊100的輸出電壓和輸出電流，故可通過(guò)對(duì)輸出電壓和輸出電流的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的空載特性的研究。其中，預(yù)設(shè)的空載處理包括但不限于首先，依據(jù)電學(xué)公式P=UI (公知)得出變壓器的空載損耗，之后，依據(jù)空載電流和空載損耗驗(yàn)證變壓器鐵心的設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝制造是否滿足技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求；檢查變壓器鐵心是否存在缺陷，如局部過(guò)熱，局部絕緣不良等。相應(yīng)地，本發(fā)明的空載處理模塊的功能同樣通過(guò)軟件形式實(shí)現(xiàn)，此處不再詳述。負(fù)載處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的負(fù)載處理。為了便于測(cè)量，變壓器單相負(fù)載試驗(yàn)時(shí)通常將高壓繞組與電源連接，低壓繞組直接短路。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，使高壓繞組的的電流達(dá)到或接近額定電流，進(jìn)而測(cè)量額定電流下變壓器的電壓。上述額定電流及其對(duì)應(yīng)的電壓即為變壓器的負(fù)載電流和負(fù)載電壓。相應(yīng)地，本實(shí)施例中，變壓器的負(fù)載電流及負(fù)載電壓分別為電源模塊100的輸出電流和輸出電壓，故同樣可通過(guò)對(duì)輸出電流和輸出電壓的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器負(fù)載特性的研究。上述預(yù)設(shè)負(fù)載處理包括但不限于分別依據(jù)電學(xué)公式P=n和R=U/I得出變壓器的負(fù)載損耗和負(fù)載阻抗。之后，依據(jù)變壓器的負(fù)載損耗得出變壓器的銅損，并依據(jù)負(fù)載損耗、負(fù)載電壓和負(fù)載阻抗計(jì)算和確定變壓器有無(wú)可能與其它變壓器并聯(lián)運(yùn)行、計(jì)算和試驗(yàn)變壓器短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定以及計(jì)算變壓器的效率等。同樣，負(fù)載處理模塊的功能也是通過(guò)軟件形式實(shí)現(xiàn)的，不再詳述。
第二測(cè)量模塊300，用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)上述變壓器的高壓側(cè)電壓，并將所監(jiān)測(cè)的變壓器高壓側(cè)電壓值反饋至主控模塊100，進(jìn)而主控模塊100依據(jù)上述高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊100的輸出。其中，第二測(cè)量模塊300包括電容分壓器，上述電容分壓器具體為高阻抗標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器。本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試儀中的電源模塊100可在主控模塊400的控制下，為PT伏安特性試驗(yàn)、變壓器單相空載、單相負(fù)載及變壓器交流耐壓試驗(yàn)提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源。而第一測(cè)量模塊200可實(shí)時(shí)獲取電源模塊100的輸出電壓和輸出電流，并通過(guò)對(duì)上述輸出電壓和輸出電流進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理、空載處理或負(fù)載處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)PT伏安特性試驗(yàn)及變壓器單相空載、單相負(fù)載試驗(yàn)。第二測(cè)量模塊300，用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)變壓器的高壓側(cè)電壓，并將所監(jiān)測(cè)的變壓器高壓側(cè)電壓值反饋至主控模塊100，進(jìn)而主控模塊100可依據(jù)上述高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊100的輸出，從而可進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)?？梢?jiàn)，本發(fā)明提供的測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)了將PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓的測(cè)試功能集成在一體的目的，從而克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中試驗(yàn)儀器存在的功能單一、測(cè)量接線繁瑣等缺點(diǎn)，進(jìn)而提高了試驗(yàn)效率。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，參見(jiàn)圖6，上述測(cè)試儀還包括存儲(chǔ)模塊601，該存儲(chǔ)模塊601用于存儲(chǔ)第一測(cè)量模塊200和第二測(cè)量模塊300所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。上述存儲(chǔ)模塊601具體包括存儲(chǔ)器。該實(shí)施例的存儲(chǔ)模塊601為本發(fā)明提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，以滿足本發(fā)明在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)緩存或備份的需求。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，仍請(qǐng)參見(jiàn)圖6，上述測(cè)試儀還包括按鈕和按鍵模塊602，按鈕和按鍵模塊602與主控模塊400相連，用于為人機(jī)操作提供按鈕和按鍵。其可包括功能按鈕和按鍵以及設(shè)置按鈕和按鍵。如“啟動(dòng)”、“確認(rèn)”、“退出”、“升壓”和“降壓”等按鈕。當(dāng)用戶對(duì)某一按鈕或按鍵進(jìn)行操作時(shí)，即相當(dāng)于用戶通過(guò)該按鈕或按鍵對(duì)本發(fā)明測(cè)試儀下達(dá)了一控制指令，進(jìn)而與該按鈕或按鍵相連的單片機(jī)接收到該控制指令，并依據(jù)控制指令的內(nèi)容對(duì)相應(yīng)的部件進(jìn)行控制。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，仍請(qǐng)參見(jiàn)圖6，上述測(cè)試儀還包括顯示模塊603，顯示模塊603與主控模塊400相連，用于為人機(jī)操作提供顯示界面。其中，顯示模塊603具體可為液晶顯示器。從本發(fā)明測(cè)試儀的內(nèi)部運(yùn)行的角度來(lái)講，當(dāng)進(jìn)行某項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，顯示模塊603在單片機(jī)的控制下，接收單片機(jī)的顯示指令，并依據(jù)顯示指令的內(nèi)容在其提供的界面上進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)內(nèi)容顯示，如啟動(dòng)某項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，對(duì)該試驗(yàn)相應(yīng)的試驗(yàn)菜單項(xiàng)的顯示、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示等，以方便用戶對(duì)試驗(yàn)進(jìn)新更為直觀的了解，為用戶使用本發(fā)明提供了便利。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，仍請(qǐng)參見(jiàn)圖6，上述測(cè)試儀還包括接口模塊604。接口模塊604包括聯(lián)機(jī)接口，用于聯(lián)機(jī)；打印機(jī)接口，用于連接打印機(jī)。以下對(duì)利用本發(fā)明分別進(jìn)行PT伏安特性試驗(yàn)、變壓器單相空載、單相負(fù)載試驗(yàn)及變壓器交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。(一)PT伏安特性試驗(yàn)參見(jiàn)圖7，按圖中所示連接關(guān)系將本發(fā)明同電壓互感器進(jìn)行接線。其中，如圖所示， 和按鍵模塊以及顯示模塊將變頻電源的頻率設(shè)定為50Hz即可，而在本發(fā)明的測(cè)試儀內(nèi)部，單片機(jī)通過(guò)接收到的按鍵模塊的指令控制時(shí)鐘發(fā)生器，進(jìn)而時(shí)鐘發(fā)生器控制變頻電源的頻率為50Hz。測(cè)量點(diǎn)至少包括額定電壓的20%、50%、80%、100%、120%、190%,及相應(yīng)于上述額定電
壓因數(shù)下的電壓值，測(cè)量出對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流并繪制出勵(lì)磁特性曲線即伏安特性曲線。上述額定電壓因數(shù)下的電壓值具體由用戶通過(guò)功能按鍵預(yù)先設(shè)置，且上述額定電壓因數(shù)下的電壓值及其勵(lì)磁電流即為上述變頻電源的輸出電壓和輸出電流，由本發(fā)明測(cè)試儀測(cè)量并存儲(chǔ)其值。參見(jiàn)圖8，利用本發(fā)明進(jìn)行PT伏安特性的詳細(xì)步驟為SI :啟動(dòng)變頻電源。S2 :讀取變頻電源的狀態(tài)。S3 :判斷所讀取的變頻電源的狀態(tài)是否正常，若不正常，轉(zhuǎn)至步驟S4，否則轉(zhuǎn)至S5。S4:報(bào)錯(cuò)，關(guān)閉電源，并轉(zhuǎn)至SI。S5 :計(jì)算設(shè)定的測(cè)試點(diǎn)電壓的步進(jìn)并加壓。S6 :讀取測(cè)試點(diǎn)的輸出電壓、輸出電流并存儲(chǔ)。S7 :判斷是否過(guò)壓過(guò)流，若是，轉(zhuǎn)至S4，否則轉(zhuǎn)至S8。S8 :判斷是否到達(dá)最高電壓的測(cè)試點(diǎn)，若否，轉(zhuǎn)至S2，否則繼續(xù)。S9 :關(guān)閉變頻電源的輸出。SlO :繪制伏安特性曲線。Sll :打印或存儲(chǔ)。參見(jiàn)圖9，其為利用本發(fā)明繪制的PT伏安特性曲線。(二)變壓器單相空載試驗(yàn)本實(shí)施例中，空載試驗(yàn)時(shí)，逐相將電源升壓到額定電壓下，測(cè)量、計(jì)算空載損耗并保存，在三相即A、B、C三相測(cè)量結(jié)束后將各相空載損耗進(jìn)行累加，計(jì)算出總空載損耗。在上述過(guò)程中，各相空載損耗可以顯示比較。參見(jiàn)圖10，其示出了變壓器與本發(fā)明的測(cè)試儀的線路連接關(guān)系，其具體為A相加壓接線圖。具體試驗(yàn)時(shí)，首先設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)，如變壓器空載運(yùn)行時(shí)作為測(cè)試點(diǎn)的額定電壓等，之后開(kāi)始變壓器單相空載試驗(yàn)。測(cè)試儀自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)，將電源升壓到額定電壓，測(cè)量并記錄變壓器的空載電壓、空載電流，依據(jù)上述空載電壓和空載電流計(jì)算變壓器的空載損耗。B相、C相的測(cè)量過(guò)程與上述A相的過(guò)程基本相同，之后，可依據(jù)各相空載電流、空載損耗驗(yàn)證變壓器鐵心的設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝制造是否滿足技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求；檢查變壓器鐵心是否存在缺陷，如局部過(guò)熱，局部絕緣不良等。整個(gè)過(guò)程進(jìn)行過(guò)壓過(guò)流、電源狀態(tài)和鍵盤(pán)中斷判斷，例如，在測(cè)試過(guò)程中，如果出現(xiàn)放電或過(guò)流情況，測(cè)試儀會(huì)自動(dòng)切斷變頻電源并顯示“試品放電”或“過(guò)流保護(hù)”，試驗(yàn)過(guò)程中如遇突發(fā)事件，用戶可按下“急停”按鈕緊急停止試驗(yàn)并切斷試驗(yàn)電源。(三)變壓器單相負(fù)載試驗(yàn)
本實(shí)施例中，負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，逐相將電源升壓到額定電流下，測(cè)量、計(jì)算負(fù)載損耗并保存。在三相測(cè)量結(jié)束后將各項(xiàng)負(fù)載損耗進(jìn)行累加，計(jì)算出總負(fù)載損耗。并且在上述過(guò)程中，各相負(fù)載損耗可以進(jìn)行顯示比較，同樣整個(gè)過(guò)程進(jìn)行過(guò)壓過(guò)流、電源狀態(tài)和鍵盤(pán)中斷判斷。該變壓器單相負(fù)載試驗(yàn)中，變壓器與本發(fā)明的測(cè)試儀的線路連接關(guān)系，請(qǐng)參見(jiàn)圖11，同樣地，其具體為A相加壓接線圖。與上述空載試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)，本試驗(yàn)首先需設(shè)定變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的額定電流，之后，測(cè)試儀自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的額定電流這一參數(shù)，調(diào)節(jié)變壓器的電流，在其達(dá)到額定電流后，測(cè)量并記錄該電流以及其對(duì)應(yīng)的電壓，即變壓器的負(fù)載電流與負(fù)載電壓。并依據(jù)負(fù)載電流與負(fù)載電壓計(jì)算變壓器的負(fù)載損耗和負(fù)載阻抗。改變對(duì)應(yīng)相的接線，重復(fù)上述過(guò)程即可測(cè)量并計(jì)算出B相、C相的負(fù)載損耗、負(fù)載阻抗等，之后可根據(jù)三相的負(fù)載損耗、負(fù)載電壓和負(fù)載阻抗進(jìn)行相應(yīng)的研究，其中根據(jù)負(fù)載數(shù)據(jù)進(jìn)行的相應(yīng)的研究前已述及，此處不再闡述。(四)變壓器交流耐壓試驗(yàn)參見(jiàn)圖12，變壓器交流耐壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)變壓器及本發(fā)明的測(cè)試儀的線路連接如圖12所示。本實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)變壓器承受過(guò)電壓的能力，首先由用戶設(shè)定一耐壓值，之后根據(jù)設(shè)定的耐壓值進(jìn)行調(diào)壓，并監(jiān)測(cè)調(diào)壓過(guò)程中變壓器的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器承受過(guò)電壓能力的測(cè)驗(yàn)。具體試驗(yàn)時(shí)，可選擇手動(dòng)或自動(dòng)兩種模式。手動(dòng)模式時(shí)，測(cè)試儀上有調(diào)節(jié)電壓和頻率和按鈕。首先設(shè)定一耐壓值并將變頻電源的頻率調(diào)節(jié)至50Hz或所需要的頻率；然后調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓，此時(shí)，液晶顯示器上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前變頻電源的輸出電壓和輸出電流，以及由標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器測(cè)量得到的試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)電壓；之后，用戶根據(jù)預(yù)先設(shè)定的耐壓值及試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)電壓，調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓，并判斷其是否達(dá)到設(shè)定的耐壓值，并監(jiān)測(cè)試驗(yàn)變壓器在調(diào)壓過(guò)程中的狀態(tài)。自動(dòng)模式時(shí)，相應(yīng)的，需預(yù)先設(shè)定一耐壓值，之后測(cè)試儀會(huì)自動(dòng)根據(jù)用戶設(shè)定的耐壓值緩速調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓，使得試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)電壓達(dá)到設(shè)定的耐壓值。此過(guò)程由單片及其內(nèi)部處理程序控制，無(wú)需人工操作，且一旦有過(guò)流過(guò)壓擊穿等情況發(fā)生，測(cè)試儀會(huì)立即關(guān)閉變頻電源輸出，并作出提示、報(bào)警。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試儀，用于進(jìn)行電壓互感器PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓試驗(yàn)，其特征在于，包括電源模塊、第一測(cè)量模塊、第二測(cè)量模塊以及用于對(duì)上述各模塊進(jìn)行控制的主控模塊，其中 所述電源模塊，用于在所述主控模塊的控制下，提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源； 所述第一測(cè)量模塊，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)獲取所述電源模塊的輸出電壓和輸出電流，并依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理、空載處理或負(fù)載處理； 所述第二測(cè)量模塊，用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)所述變壓器的高壓側(cè)電壓，并將所監(jiān)測(cè)的變壓器高壓側(cè)電壓值反饋至所述主控模塊，進(jìn)而所述主控模塊依據(jù)所述高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述電源模塊包括變頻電源和與所述變頻電源相連的隔離變壓器，其中，所述變頻電源包括 變頻電源波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦電源信號(hào)； 數(shù)字調(diào)幅電路，用于在所述主控模塊的控制下，對(duì)所述正弦電源信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅； 變頻電源輸出電路，用于對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制、功率驅(qū)動(dòng)并輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述變頻電源輸出電路具體采用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)SPWM對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的正弦電源信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述第一測(cè)量模塊包括參數(shù)獲取模塊、伏安特性處理模塊、空載處理模塊和負(fù)載處理模塊，其中 所述參數(shù)獲取模塊，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)獲取所述電源模塊的輸出電壓和輸出電流； 所述伏安特性處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理； 所述空載處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的空載處理； 所述負(fù)載處理模塊，用于依據(jù)所獲取的輸出電壓和輸出電流，進(jìn)行預(yù)設(shè)的負(fù)載處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述參數(shù)獲取模塊包括電壓互感器、電流互感器、第一濾波放大器、第二濾波放大器和模/數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器，其中 所述電壓互感器，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)采集所述電源模塊的輸出電壓； 所述電流互感器，用于在所述主控模塊的控制下，實(shí)時(shí)采集所述電源模塊的輸出電流； 所述第一濾波放大器，用于將所采集的輸出電壓進(jìn)行濾波放大處理； 所述第二濾波放大器，用于將所采集的輸出電流進(jìn)行濾波放大處理； 所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將經(jīng)過(guò)濾波放大處理的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述第二測(cè)量模塊具體包括電容分壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于還包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述第一測(cè)量模塊和所述第二測(cè)量模塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其中所述存儲(chǔ)模塊具體包括存儲(chǔ)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于還包括與所述主控模塊相連，用于為人機(jī)操作提供顯示界面的顯示模塊，其中所述顯示模塊具體包括液晶顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試儀，其特征在于還包括與所述主控模塊相連，用于為人機(jī)操作提供按鈕和按鍵的按鈕和按鍵模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求I、任一項(xiàng)所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述主控模塊的控制功能具體通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其中 所述單片機(jī)具體為32位自動(dòng)化程序管理ARM單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)試儀，其包括電源模塊、第一測(cè)量模塊、第二測(cè)量模塊以及主控模塊，其中電源模塊用于提供可連續(xù)調(diào)壓調(diào)頻的試驗(yàn)電源；第一測(cè)量模塊可實(shí)時(shí)獲取電源模塊的輸出電壓和輸出電流，并通過(guò)對(duì)輸出電壓和輸出電流進(jìn)行預(yù)設(shè)的伏安特性處理、空載處理或負(fù)載處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)PT伏安特性、變壓器單相空載及單相負(fù)載試驗(yàn)；第二測(cè)量模塊用于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)測(cè)變壓器的高壓側(cè)電壓，并將其值反饋至主控模塊，進(jìn)而主控模塊依據(jù)高壓側(cè)電壓值以及預(yù)設(shè)耐壓值調(diào)節(jié)電源模塊的輸出，從而可進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)?？梢?jiàn)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將PT伏安特性及變壓器單相空載、單相負(fù)載、交流耐壓的試驗(yàn)功能集成在一體的目的，從而提高了試驗(yàn)效率。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102707173SQ201210190800
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者姜學(xué)明, 孫樹(shù)義, 李明霞, 滿永亮, 王延春 申請(qǐng)人:吉林省電力有限公司延邊供電公司