本實(shí)用新型屬于變壓器繞組變形檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力變壓器掃頻阻抗測(cè)試中的濾波裝置。

背景技術(shù)：

掃頻阻抗法是一種新型的變壓器繞組變形檢測(cè)方法，它結(jié)合了頻率響應(yīng)法和短路阻抗法的優(yōu)點(diǎn)，不僅能有效監(jiān)測(cè)出變壓器繞組變形，降低誤檢率，有效保證電網(wǎng)的運(yùn)行，而且自身具有更高的信噪比、更好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

但在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，由于測(cè)試環(huán)境干擾等因素的影響，系統(tǒng)在變壓器繞組末端采集到的波形存在干擾信號(hào)，雜波干擾會(huì)影響到對(duì)采集到的波形幅值及相位的計(jì)算，從而影響阻抗測(cè)試的準(zhǔn)確性，所以必須將這些干擾信號(hào)濾除。在現(xiàn)有的試驗(yàn)系統(tǒng)中，主要采用低通濾波器來(lái)濾除高頻干擾信號(hào)，由于低通濾波器的時(shí)滯效應(yīng)，測(cè)試波形經(jīng)低通濾波器濾波后會(huì)有從零開(kāi)始，逐漸進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程會(huì)影響到測(cè)試的速度和準(zhǔn)確度，因此研究一種能夠保證幅值和相位等濾波性能的同時(shí)能提高測(cè)試速度的濾波裝置是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題，提供了一種變壓器掃頻阻抗法中的濾波裝置，具有濾波后幅值損失小，相位偏移小、雜波少且穩(wěn)定時(shí)間短等特點(diǎn)，利用此濾波裝置，掃頻阻抗測(cè)試系統(tǒng)能更好地取得待測(cè)頻率下的繞組兩端激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的幅值和相位。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于變壓器掃頻阻抗法的濾波裝置，包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一低通濾波器、第二低通濾波器和加法器，還包括用于輸出正弦波的正弦信號(hào)發(fā)生電路，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的正輸入端連接第一參考電壓，所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接第二參考電壓，所述運(yùn)算放大器的輸出端為正弦信號(hào)發(fā)生電路的輸出端，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路的輸出端分別與第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器輸入端一端相連，所述第一乘法器和第二乘法器輸入端另一端輸入待濾波信號(hào)，所述第一乘法器輸出端與第一低通濾波器輸入端相連，所述第二乘法器輸出端與第二低通濾波器輸入端相連，所述第一低通濾波器輸出端與第三乘法器輸入端另一端相連，所述第二低通濾波器輸出端與第四乘法器輸入端另一端相連，所述第三乘法器和第四乘法器輸出端分別與加法器輸入端相連。

較佳地，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路還包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容、第一二極管和第二二極管，所述第一電阻與第一電容并聯(lián)后一端接地，另一端接運(yùn)算放大器的正輸入端，所述運(yùn)算放大器的正輸入端依次通過(guò)串聯(lián)第二電阻、第二電容連接運(yùn)算放大器的輸出端，所述第二電阻和第二電容構(gòu)成正反饋選頻電路以產(chǎn)生自激振蕩，改變第二電阻和第二電容的值能使電路輸出需要頻率的波形。

所述第三電阻一端接輸入信號(hào)，另一端接運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端依次通過(guò)串聯(lián)第四電阻、第一二極管連接運(yùn)算放大器的輸出端，所述第二二極管與第一二極管反向并聯(lián)，這樣利用電流增大時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻減小，當(dāng)電流減小時(shí)動(dòng)態(tài)電阻增大的特點(diǎn)，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定，所述第四電阻、第一二極管和第二二極管構(gòu)成負(fù)反饋電路，調(diào)節(jié)負(fù)反饋的深度可以改變負(fù)反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大電路的閉環(huán)電壓增益，使電壓增益滿(mǎn)足振蕩的幅度條件。

較佳地，所述待濾波信號(hào)為掃頻阻抗測(cè)試儀測(cè)得的變壓器繞組兩端的電壓信號(hào)。

較佳地，所述第一低通濾波器包括第五電阻和第三電容，所述第五電阻一端連接第一乘法器輸出端，另一端連接第三電容后接地，所述第五電阻與第三電容公共端連接第三乘法器輸入端。

較佳地，所述第二低通濾波器包括第六電阻和第四電容，所述第六電阻一端連接第二乘法器輸出端，另一端連接第四電容后接地，所述第六電阻與第四電容公共端連接第四乘法器輸入端。

較佳地，所述第一參考電壓大于第二參考電壓。

較佳地，所述第一二極管和第二二極管型號(hào)為1N4007。

本實(shí)用新型提供了一種變壓器掃頻阻抗法中的濾波裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)在于：經(jīng)該濾波裝置濾波后幅值損失小，相位偏移小、雜波少且穩(wěn)定時(shí)間短，利用此濾波裝置，掃頻阻抗測(cè)試系統(tǒng)能更好地取得待測(cè)頻率下的繞組兩端激勵(lì)響應(yīng)信號(hào)的幅值和相位。

附圖說(shuō)明

圖1 是變壓器掃頻阻抗法中的濾波裝置模塊圖；

圖2是變壓器掃頻阻抗法中的濾波裝置電路原理圖；

圖3是未濾波形圖；

圖4是低通濾波波形圖；

圖5是采用本實(shí)用新型濾波裝置波形圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(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，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1、圖2所示，一種用于變壓器掃頻阻抗法的濾波裝置，包括第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一低通濾波器、第二低通濾波器和加法器，還包括用于輸出正弦波的正弦信號(hào)發(fā)生電路，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路包括運(yùn)算放大器A，所述運(yùn)算放大器A的正輸入端連接第一參考電壓，所述運(yùn)算放大器A的負(fù)輸入端連接第二參考電壓，所述運(yùn)算放大器A的輸出端為正弦信號(hào)發(fā)生電路的輸出端，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路的輸出端分別與第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器輸入端一端相連，所述第一乘法器和第二乘法器輸入端另一端輸入待濾波信號(hào)，所述第一乘法器輸出端與第一低通濾波器輸入端相連，所述第二乘法器輸出端與第二低通濾波器輸入端相連，所述第一低通濾波器輸出端與第三乘法器輸入端另一端相連，所述第二低通濾波器輸出端與第四乘法器輸入端另一端相連，所述第三乘法器和第四乘法器輸出端分別與加法器輸入端相連。

如圖2所示，所述正弦信號(hào)發(fā)生電路還包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容、第一二極管和第二二極管，所述第一電阻與第一電容并聯(lián)后一端接地，另一端接運(yùn)算放大器的正輸入端，所述運(yùn)算放大器A的正輸入端依次通過(guò)串聯(lián)第二電阻、第二電容連接運(yùn)算放大器A的輸出端，所述第二電阻和第二電容構(gòu)成正反饋選頻電路以產(chǎn)生自激振蕩，改變第二電阻和第二電容的值能使電路輸出需要頻率的波形。

如圖2所示，所述第三電阻一端接輸入信號(hào)，另一端接運(yùn)算放大器A的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器A的負(fù)輸入端依次通過(guò)串聯(lián)第四電阻、第一二極管連接運(yùn)算放大器A的輸出端，所述第二二極管與第一二極管反向并聯(lián)，這樣利用電流增大時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻減小，當(dāng)電流減小時(shí)動(dòng)態(tài)電阻增大的特點(diǎn)，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定，所述第四電阻、第一二極管和第二二極管構(gòu)成負(fù)反饋電路，調(diào)節(jié)負(fù)反饋的深度可以改變負(fù)反饋的反饋系數(shù)，從而調(diào)節(jié)放大電路的閉環(huán)電壓增益，使電壓增益滿(mǎn)足振蕩的幅度條件。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述輸入信號(hào)為掃頻阻抗測(cè)試儀測(cè)得的變壓器繞組兩端的電壓信號(hào)。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一低通濾波器包括第五電阻和第三電容，所述第五電阻一端連接第一乘法器輸出端，另一端連接第三電容后接地，所述第五電阻與第三電容公共端連接第三乘法器輸入端。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述第二低通濾波器包括第六電阻和第四電容，所述第六電阻一端連接第二乘法器輸出端，另一端連接第四電容后接地，所述第六電阻與第四電容公共端連接第四乘法器輸入端。

利用LabVIEW程序產(chǎn)生待測(cè)頻率的單位正弦波形、單位余弦波形，將測(cè)得的電壓信號(hào)分別乘以單位正弦、余弦波形，得到：將結(jié)果取平均值得到其直流分量，，再將兩個(gè)直流分量分別乘以待測(cè)頻率的單位正弦、單位余弦波形，將相乘后的兩波形相加再乘以二，可得到濾波后的波形為：

，如圖5所示。很明顯與圖3未濾波波形和圖4低通濾波波形相比，波形雜波少，幅值損失小，相位偏移小且穩(wěn)定時(shí)間短。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一參考電壓大于第二參考電壓。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一二極管和第二二極管型號(hào)為1N4007。