CN101545962B - Fra型绕组变形测试仪的整体校验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，包括上位机和下位机，所述上位机包括用户界面，所述下位机包括控制模块、纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块，其特征在于：所述用户界面与下位机中的控制模块相连，包括参数输入模块；所述控制模块的输出控制信号分别连接纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块；所述纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块输入端连接到被试绕组变形测试仪的信号激励端和首端测量端，其输出端连接到被试绕组变形测试仪的尾端测量端；所述下位机包括自动切换电路。本发明可以对绕组变形测试仪主要的测量功能即变压器绕组幅频特性测量功能进行高效率、高准确度的校验。
Description
技术领域
本发明涉及一种绕组变形测试仪整体校验系统，属于高压计量电力测试仪器的校准、检定与检测领域。利用本整体校验系统可以对FRA型绕组变形测试仪的主要测量功能即：变压器绕组幅频特性测量功能等进行高效率、高准确度的校验。
背景技术
电力变压器是电力系统一次主设备，其安全运行至关重要。电力变压器在受到机械力和电动力作用下，如遭受短路电流冲击或运输途中遭受冲撞时，变压器绕组会产生轴向或径向尺寸变化，均有可能产生绕组变形现象，将直接影响电力变压器的安全运行。电力变压器绕组变形有多种测量方法，其中，电力行业标准《DL/T 911-2004电力变压器绕组变形的频率响应分析法》规范了“频率响应分析法”(以下简称FRA方法)，实践证明FRA方法对绕组变形进行测量和分析是行之有效的。鉴于上述情况，国内很多电力测试仪器制造厂家开始研制、生产基于FRA方法的绕组变形测试仪。但据调查，国内市场上的FRA型绕组变形测试仪质量参差不齐，对这类测试仪进行校验并对用户提供可靠的校验数据对提高预防性试验的质量具有积极意义。
目前国内有关技术单位校验FRA型绕组变形测试仪还没有形成统一、有效的方法，也没有专门的整体校验系统，在对该类设备进行检测、验收时往往是采用传统的“实物法”，即简单的利用一段绕组或者电感提供给被试FRA型绕组变形测试仪，看该试品能否正常测量，这种传统的“实物法”的不足在于：
首先，该方法只能定性的验证FRA型绕组变形测试仪能否工作，因为提供的绕组或电感本身的幅频特性曲线就很难准确获得，也就是很难量值溯源，稳定性也差，故而无法用来有效验证试品(即FRA型绕组变形测试仪)的准确度。
其次，该方法提供的绕组或电感本身参数单一，也就是只有一条幅频特性曲线，无法用来对FRA型绕组变形测试仪进行宽范围、多量程的校验，若想拓展校验范围，势必需要提供大量不同参数的绕组和电感，大大增加了成本。
综上所述，目前国内可以参考的对FRA型绕组变形测试仪进行检测、验收的传统“实物法”存在无法保证准确度、无法溯源、灵活性差等不足。有必要设计针对性强、准确度高、灵活性好的绕组变形测试仪整体校验系统，以提高相关校验工作的效率和可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对传统方法在对FRA型绕组变形测试仪开展校验工作时的不足之处，提供一种具有良好的针对性、准确度高、灵活性好的绕组变形测试仪整体校验系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，包括上位机和下位机，所述上位机包括用户界面，所述下位机包括控制模块、纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块，其特征在于：
所述用户界面与下位机中的控制模块相连，包括用于接受检定人员预置的固定衰减值或衰减曲线，并将固定衰减值或衰减曲线自动换算成相应的纯阻性衰减档位信息和阻容性衰减档位信息传递给控制模块的参数输入模块，所述基本信息包括纯阻性衰减档位信息、阻容性衰减档位信息等；
所述控制模块的输出控制信号分别连接纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块；
所述纯阻性衰减切换模块在工作时，内部连接状态根据需求可自动调节，从而在不同的衰减量程间进行切换，输入端连接到被试绕组变形测试仪的信号激励端和首端测量端，其输出端连接到被试绕组变形测试仪的尾端测量端；
所述阻容性衰减切换模块在工作时，内部连接状态根据需求可自动调节，从而在不同的衰减量程间进行切换，输入端连接到被试绕组变形测试仪的信号激励端和首端测量端，其输出端连接到被试绕组变形测试仪的尾端测量端；
所述下位机包括可根据用户界面的输入信息自动选择是启动纯阻性衰减切换模块工作还是阻容性衰减切换模块工作的自动切换电路。这种设计的有益效果在于：当启动纯阻性衰减切换模块工作时，整体校验系统实际构成纯阻性二端口网络，其幅频特性为恒定值；当启动阻容性衰减切换模块工作时，整体校验系统实际构成阻容性二端口网络，其幅频特性为一条单调倾斜曲线；两种方式工作特点不同，对试品提供了多样化的校验手段。
如上所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：用户界面接受检定人员预置的标准参数，标准参数主要包括：固定衰减值、衰减曲线。这种设计的有益效果在于：检定人员输入这些参数后即可直接有针对性的对绕组变形测试仪进行检验，而不用再将这些参数人工计算并分解为抽象的衰减档位切换等基本信息，从而提高了工作效率，减少了出错概率。
如上所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述纯阻性衰减切换模块由可切换量程的多组π型衰减电路构成二端口网络，其构成元件为无感精密电阻，其二端口网络的幅频特性为恒定值。这种设计的有益效果在于：当检定人员希望产生固定幅频特性的衰减效果时，用纯阻性衰减切换模块可以具体实现，具体表现为该二端口网络幅频特性为恒定值。
如上所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：阻容性衰减切换模块由可切换量程的多组π型衰减电路构成二端口网络，其构成元件为无感精密电阻和高稳定无感低介损精密电容，其二端口网络的幅频特性为一条单调倾斜曲线。这种设计的有益效果在于：当检定人员希望产生可变幅频特性的衰减效果时，用阻容性衰减切换模块可以具体实现，具体表现为该二端口网络的幅频特性为一条单调倾斜曲线。
本发明的有益效果是：使用本发明的绕组变形测试仪整体校验系统，可以对绕组变形测试仪主要的测量功能即变压器绕组幅频特性测量功能进行高效率、高准确度的校验；并且针对绕组变形测试仪测量功能的特点设计了用户界面，用户可以针对性的直接预置衰减度或衰减曲线，有利于提高的校验工作的效率。
附图说明
图1是用传统的“实物法”进行绕组变形测试仪验收工作的接线图；
图2是用本发明实施例进行绕组变形测试仪校验工作的接线图；
图3是本发明实施例中的下位机原理框图；
图4是本发明一种实施例中控制模块的电路原理图；
图5是本发明一种实施例中1路纯阻性衰减切换模块的电路原理图；
图6是本发明一种实施例中1路阻容性衰减切换模块的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是用传统的“实物法”进行绕组变形测试仪验收工作的接线图。用实物绕组或实物电感L对被试FRA型绕组变形测试仪进行验收工作；其中，FRA型绕组变形测试仪产生扫频信号Vs，经过匹配电阻Rs施加到L的一端，所加电压为V1，绕组变形测试仪同时对L的输出电压V2进行采样、存储，通过这种方法，绕组变形测试仪会得到以L为主要器件的二端口网络的幅频特性。这种传统的“实物法”稳定性、准确度有限，量值单一，很难对FRA型绕组变形测试仪进行有效、便捷的校验工作。
图2是用本发明实施例进行绕组变形测试仪校验工作的接线图。其工作原理是：检定人员通过整体校验系统上位机界面有针对性的进行固定衰减值或衰减曲线的设置，设置参数经过本实施例自动计算，经过通信串口下传给整体校验系统下位机，整体校验系统下位机为具体执行机构，接受检定人员预置的参数信息，并将参数信息自动换算成相应的纯阻性衰减档位、阻容性衰减档位等基本信息并传递给控制模块，控制模块的输出控制信号分别连接纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块。该设计方案的优点是：检定人员在上位机设置标准参数后即可直接针对性的对绕组变形测试仪进行检验，从而提高了工作效率，减少了出错概率。
图3为本发明实施例的绕组变形测试仪整体校验系统下位机原理框图。在用户界面的参数设置以及控制模块的控制信号作用下，由下位机自动选择是将纯阻性衰减切换模块的输入输出端子作为整体校验系统的输入输出端子S1、S2，还是选择将阻容性衰减切换模块的输入输出端子作为整体校验系统的输出输出端子S1、S2。
图4为本发明实施例中控制模块的电路原理图。U1为控制芯片C8051F020，其工作原理为：根据上位机的指令执行选择命令和切换命令；其中，选择命令的主要作用是控制J1和J2，对纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块进行选择；其中，切换命令的作用是对选定的衰减模块进行量程切换，组建不同的衰减量或衰减曲线。
图5为本发明实施例中1路纯阻性衰减切换模块的电路原理图。R1、R2、R3构成纯阻性衰减模块中某1档位的π型衰减电路，其中R1的首端接信号输入端，R1的尾端接信号输出端，R2的首端接信号输入端，R3的首端接信号输出端，R2的尾端和R3的尾端均接信号公共端。R1、R2、R3为RCK型高精密金属箔电阻，准确度高，分布参数极低，纯阻性优良；纯阻性衰减切换模块中有若干结构相同但阻值不同的π型衰减电路，在U1切换控制信号作用下进行切换，可选择多种衰减量。
图6为本发明实施例中1路阻容性衰减切换模块的电路原理图。C1、R4、R5构成为阻容性衰减模块中某1档位的π型衰减电路，其中C1的首端接信号输入端，C1的尾端接信号输出端，R4的首端接信号输入端，R5的首端接信号输出端，R4的尾端和R5的尾端均接信号公共端。R4、R5为RCK型高精度精密金属箔电阻，C1为高精度高稳定云母电容，性能稳定，介损小；阻容性衰减切换模块中有若干结构相同但阻值、容值不同的π型衰减电路，在U1切换控制信号作用下进行选择，可选择多种衰减曲线。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，包括上位机和下位机，所述上位机包括用户界面，所述下位机包括控制模块、纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块，其特征在于：
所述用户界面与下位机中的控制模块相连，包括用于接受检定人员预置的固定衰减值或衰减曲线、并将固定衰减值或衰减曲线自动换算成相应的纯阻性衰减档位信息和阻容性衰减档位信息传递给控制模块的参数输入模块；
所述控制模块的输出控制信号分别连接纯阻性衰减切换模块和阻容性衰减切换模块；
所述纯阻性衰减切换模块在工作时，内部连接状态根据需求可自动调节，从而在不同的衰减量程间进行切换，输入端连接到被试绕组变形测试仪的信号激励端和首端测量端，其输出端连接到被试绕组变形测试仪的尾端测量端；
所述阻容性衰减切换模块在工作时，内部连接状态根据需求可自动调节，从而在不同的衰减量程间进行切换，输入端连接到被试绕组变形测试仪的信号激励端和首端测量端，其输出端连接到被试绕组变形测试仪的尾端测量端；
所述下位机包括可根据用户界面的输入信息自动选择是启动纯阻性衰减切换模块工作还是阻容性衰减切换模块工作的自动切换电路。
2.根据权利要求1所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述纯阻性衰减切换模块由可切换量程的多组π型衰减电路构成二端口网络。
3.根据权利要求2所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述每组π型衰减电路包括电阻R1、R2、R3，其中R1的首端接信号输入端，R1的尾端接信号输出端，R2的首端接信号输入端，R3的首端接信号输出端，R2的尾端和R3的尾端均接信号公共端。
4.根据权利要求3所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述R1、R2、R3为RCK型高精密金属箔电阻。
5.根据权利要求1所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述阻容性衰减切换模块由可切换量程的多组π型衰减电路构成二端口网络。
6.根据权利要求5所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：每组π型衰减电路包括电容C1、电阻R4、电阻R5，其中C1的首端接信号输入端，C1的尾端接信号输出端，R4的首端接信号输入端，R5的首端接信号输出端，R4的尾端和R5的尾端均接信号公共端。
7.根据权利要求6所述的FRA型绕组变形测试仪整体校验系统，其特征在于：所述R4、R5为RCK型高精度精密金属箔电阻，C1为高精度高稳定云母电容。
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