一种变压器绕组直流电阻测试系统
技术领域
本发明涉及一种自动调档换相型变压器绕组直流电阻测试装置,适用于变压器绕组直流电阻的测试试验。
背景技术
据统计,变压器直流电阻测试工作中,有效的试验时间约占总操作时间的40%,剩余时间分别被调整变压器分接档位、人员间相互呼应、呼应不当造成返工等工作所占用,试验效率较低。另外,在进行变压器的直流电阻试验时,需频繁操作有载分接开关进行分接变换;而在基建、大修技改等现场,进行变压器试验时,经常出现有载机构箱电源未安装到位,无法进行电动操作的情况。这时就只能通过工作人员手摇操作有载分接开关,耗时费力。
近年来,电力行业内使用的同时测量三相变压器的直流电阻的仪器由于测试原理的原因,存在较严重的问题,如:铁芯剩磁不易消除送电时易造成保护误动。另外,对于星型接线的绕组,由于测试过程中零相只取电压,而不取电流,当零相存在缺陷时难以发现。因此,不推荐使用三相同时测试的直阻仪,一般采用传统单相测量的方法。但这就需要在试验过程中反复倒换接线,以进行变压器各相间的数据测量及分析比对。而倒换接线的过程中又存在一定风险因素,如:误接线、接线端子间短路拉弧、仪器过载损坏等,甚至有可能造成人员触电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种变压器绕组直流电阻测试时操作方便、省时省力的变压器绕组直流电阻测试系统。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种变压器绕组直流电阻测试系统,其包括直阻测量仪;其关键技术在于:还包括CPU、第一控制信号电路、第一接触器电路、接线切换电路、自动调整有载开关分接位置的远程操控装置;所述自动调整有载开关分接位置的远程操控装置由直流减速机控制电路、有载分接开关远程操控装置、视频监控部件、视频监控部件显示终端组成;
所述CPU的一路输出端经第一路控制信号电路接第一接触器电路;所述第一接触器电路的输出端接接线切换电路的控制端;所述变压器绕组出线端子经接线切换电路接所述直阻测量仪的接线端子;所述CPU的另一路输出端经直流减速机控制电路接有载分接开关远程操控装置的相应输入端,所述有载分接开关远程操控装置安装在有载分接开关机构箱的箱壁上;所述视频监控部件设置于所述远程操控装置上,与其匹配的视频监控部件显示终端设置于直阻测量仪上。
根据权利要求1所述的自动调档换相型变压器绕组直流电阻测试装置,其特征在于所述第一控制信号电路由电阻R1~R36、光电耦合器OC1~OC12、晶体管VT1~VT24、继电器CJ1~CJ12组成;所述第一控制信号电路由12路结构相同的支路组成;其中第1支路由电阻R1~R3、光电耦合器OC1、晶体管VT1~VT2、继电器CJ1组成;晶体管VT1的基极经电阻R1接所述CPU的相应输出端,晶体管VT1的发射极接地;所述光电耦合器OC1的输入端与电阻R2串联后接在晶体管VT1的集电极与+5V之间,光电耦合器OC1的输出端3脚经电阻R3接晶体管VT2的基极,光电耦合器OC1的4脚接;继电器CJ1接在晶体管VT2的集电极与+12V之间,晶体管VT2的发射极接地;
所述第一接触器电路受控制信号电路的控制;所述第一接触器电路由接触器KM1~KM12、继电器CJ1~CJ12的常开触点CJ1-1~CJ12-1组成;
所述继电器CJ1控制接触器KM1的通断,即接触器KM1与继电器CJ1的常开触点CJ1-1串联后接在+12V与地之间;
所述继电器CJ2至继电器CJ12分别控制接触器KM2至接触器KM12的通断。
所述第一控制信号电路由电阻R1~R36、光电耦合器OC1~OC12、晶体管VT1~VT24、继电器CJ1~CJ12组成;所述第一控制信号电路由12路结构相同的支路组成;其中第1支路由电阻R1~R3、光电耦合器OC1、晶体管VT1~VT2、继电器CJ1组成;晶体管VT1的基极经电阻R1接所述CPU的相应输出端,晶体管VT1的发射极接地;所述光电耦合器OC1的输入端与电阻R2串联后接在晶体管VT1的集电极与+5V之间,光电耦合器OC1的输出端3脚经电阻R3接晶体管VT2的基极,光电耦合器OC1的4脚接;继电器CJ1接在晶体管VT2的集电极与+12V之间,晶体管VT2的发射极接地;
所述第一接触器电路受控制信号电路的控制;所述第一接触器电路由接触器KM1~KM12、继电器CJ1~CJ12的常开触点CJ1-1~CJ12-1组成;
所述继电器CJ1控制接触器KM1的通断,即接触器KM1与继电器CJ1的常开触点CJ1-1串联后接在+12V与地之间;
所述继电器CJ2至继电器CJ12分别控制接触器KM2至接触器KM12的通断。
所述接线切换电路由接触器电路由测量接线端子、仪器接线端子、接触器KM1~KM12的常开触点KM1-1~KM12-1组成;
所述测量接线端子由电流接线端子IO、IA、IB、IC和电压接线端子UO、UA、UB、UC;
所述仪器接线端子为接直阻测量仪的接线端子U+、U-、I+、I-;
所述接直阻测量仪的接线端子U+分别经常开触点KM1-1、KM2-1、KM3-1接测量接线端子中的电压接线端子UA、UB、UC;
所述接直阻测量仪的接线端子U-分别经常开触点KM4-1、KM5-1、KM6-1接测量接线端子中的电压接线端子UO、UA、UB;
所述接直阻测量仪的接线端子I+分别经常开触点KM7-1、KM8-1、KM9-1接测量接线端子中的电流接线端子IA、IB、IC;
所述接直阻测量仪的接线端子I-分别经常开触点KM10-1、KM11-1、KM12-1接测量接线端子中的电流接线端子IO、IA、IB。
所述有载分接开关远程操控装置借助固定座安装在有载分接开关机构箱箱壁;所述远程操控装置包括电动机、与电动机连接的减速机、通过连接板与减速机活动连接的连杆以及滑动于连杆上的固定座;所述减速机的传动轴同变压器有载分接开关机构箱上的手摇操作孔连接。
所述直流减速机控制电路由第二控制信号电路、第二接触器电路和减速机正反转控制电路组成;
所述第二控制信号电路由电阻R37~R42、光电耦合器OC13~OC14、晶体管VT25~VT28、继电器CJ13~CJ14组成;所述第二控制信号电路由2路结构相同的支路组成;其中第1支路由电阻R37~R39、光电耦合器OC13、晶体管VT25~VT26、继电器CJ13组成;晶体管VT25的基极经电阻R37接所述CPU的相应输出端,晶体管VT25的发射极接地;所述光电耦合器OC13的输入端与电阻R38串联后接在晶体管VT25的集电极与+5V之间,光电耦合器OC13的输出端3脚经电阻R39接晶体管VT26的基极,光电耦合器OC13的4脚接;继电器CJ13接在晶体管VT26的集电极与+12V之间,晶体管VT26的发射极接地;
所述第二接触器电路由接触器KM13~KM14、继电器CJ13~CJ14的常开触点CJ13-1~CJ14-1组成;所述继电器CJ13控制接触器KM13的通断,即接触器KM13与继电器CJ13的常开触点CJ13-1串联后接在+12V与地之间;所述继电器CJ14控制接触器KM14的通断,即接触器KM14与继电器CJ14的常开触点CJ14-1串联后接在+12V与地之间。
所述减速机正反转控制电路由接触器KM13的常开触点KM13-1~KM13-2、接触器KM14的常开触点KM14-1~KM14-2组成;接触器KM13控制所述减速机的正转,即接触器KM13的常开触点KM13-1、减速机M、接触器KM13的常开触点KM13-2依次串联后接在+12V与-12V之间;接触器KM14控制所述减速机的反转,即接触器KM14的常开触点KM14-2、减速机M、接触器KM14的常开触点KM14-1依次串联后接在+12V与-12V之间。
所述连杆与连接板铰接,所述固定座通过抱环套设于连杆上,所述固定座通过设置的支耳与抱环连接,所述支耳与抱环之间设有连接螺栓。
所述固定座与有载分接开关机构箱箱壁连接的一侧为U型连接爪,所述U型连接爪上设有紧固螺栓。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
(1)实现有载开关的远程操控
以往变压器直流电阻试验需1人专门操作有载分接开关。通过应用本发明,实现对有载分接开关的远程操控及状态监视,代替专门进行有载开关分接操作的工作人员,使试验人员可一人同时完成对仪器及对有载开关的操作;
(2)试验过程中不再需倒换接线,消除了系统误差及安全风险
变压器各相别的接线在试验前一次完成,试验过程中,相别的切换通过相别程控切换装置进行;不仅提高了各相间的转换速度,也有效降低了人工倒换试验接线的过程中存在的风险因素,使人员误触电的概率大大降低,也减少了误操作导致仪器过载损坏的可能,减少了仪器的维修费用。
附图说明
图1为本发明的原理框图;
图2为本发明的第一控制信号电路的电路原理图;
图3为本发明的第一接触器电路的电路原理图;
图4为本发明的接线切换电路的电路原理图;
图5为有载分接开关远程操控装置的结构示意图;
图6为有载分接开关远程操控装置的另一个角度的结构示意图;
图7为直流减速机控制电路中第二控制信号电路的电路原理图;
图8为直流减速机控制电路中第二接触器电路的电路原理图;
图9为直流减速机控制电路中减速机正反转控制电路的电路原理图;
其中,1、紧固螺栓,2、U型连接爪,3、支耳,4、传动轴,5、减速机,6、电动机,7、连接板,8、连杆,9、抱环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。
参见附图1-9,本实施例包括直阻测量仪;其特征在于还包括CPU、第一控制信号电路、第一接触器电路、接线切换电路、自动调整有载开关分接位置的远程操控装置;所述自动调整有载开关分接位置的远程操控装置由直流减速机控制电路、有载分接开关远程操控装置、视频监控部件、视频监控部件显示终端组成;
所述CPU的一路输出端经第一路控制信号电路接第一接触器电路;所述第一接触器电路的输出端接接线切换电路的控制端;所述变压器绕组出线端子经接线切换电路接所述直阻测量仪的接线端子;所述CPU的另一路输出端经直流减速机控制电路接有载分接开关远程操控装置的相应输入端,所述有载分接开关远程操控装置安装在有载分接开关机构箱的箱壁上;所述视频监控部件设置于所述远程操控装置上,与其匹配的视频监控部件显示终端设置于直阻测量仪上。
所述直阻测量仪和CPU采用现有的产品即可,比如直阻测量仪可采用型号为TLHG-201-10的产品,所述CPU可采用型号为AT89S51的产品。
所述第一控制信号电路由电阻R1~R36、光电耦合器OC1~OC12、晶体管VT1~VT24、继电器CJ1~CJ12组成;所述第一控制信号电路由12路结构相同的支路组成;其中第1支路由电阻R1~R3、光电耦合器OC1、晶体管VT1~VT2、继电器CJ1组成;晶体管VT1的基极经电阻R1接所述CPU的相应输出端,晶体管VT1的发射极接地;所述光电耦合器OC1的输入端与电阻R2串联后接在晶体管VT1的集电极与+5V之间,光电耦合器OC1的输出端3脚经电阻R3接晶体管VT2的基极,光电耦合器OC1的4脚接;继电器CJ1接在晶体管VT2的集电极与+12V之间,晶体管VT2的发射极接地;
所述第一接触器电路受控制信号电路的控制;所述第一接触器电路由接触器KM1~KM12、继电器CJ1~CJ12的常开触点CJ1-1~CJ12-1组成;
所述继电器CJ1控制接触器KM1的通断,即接触器KM1与继电器CJ1的常开触点CJ1-1串联后接在+12V与地之间;
所述继电器CJ2至继电器CJ12分别控制接触器KM2至接触器KM12的通断。
所述接线切换电路由接触器电路由测量接线端子、仪器接线端子、接触器KM1~KM12的常开触点KM1-1~KM12-1组成;
所述测量接线端子由电流接线端子IO、IA、IB、IC和电压接线端子UO、UA、UB、UC;
所述仪器接线端子为接直阻测量仪的接线端子U+、U-、I+、I-;
所述接直阻测量仪的接线端子U+分别经常开触点KM1-1、KM2-1、KM3-1接测量接线端子中的电压接线端子UA、UB、UC;
所述接直阻测量仪的接线端子U-分别经常开触点KM4-1、KM5-1、KM6-1接测量接线端子中的电压接线端子UO、UA、UB;
所述接直阻测量仪的接线端子I+分别经常开触点KM7-1、KM8-1、KM9-1接测量接线端子中的电流接线端子IA、IB、IC;
所述接直阻测量仪的接线端子I-分别经常开触点KM10-1、KM11-1、KM12-1接测量接线端子中的电流接线端子IO、IA、IB。
参见附图5和附图6,所述有载分接开关远程操控装置借助固定座10安装在有载分接开关机构箱箱壁;所述有载开关远程操控装置包括电动机6、与电动机6连接的减速机5、通过连接板7与减速机5活动连接的连杆8以及滑动于连杆8上的固定座10;所述减速机5的传动轴4同变压器有载分接开关机构箱上的手摇操作孔上的驱动槽对接。所述连杆8与连接板7铰接,所述固定座10通过抱环9套设于连杆8上,所述固定座10通过设置的支耳3与抱环9连接,所述支耳3与抱环9之间设有连接螺栓。所述固定座10与有载分接开关机构箱箱壁连接的一侧为U型连接爪2,所述U型连接爪2上设有紧固螺栓1。通过调节固定座10的位置及连杆8的长度可调整传动轴4的位置,以适应不同型号的机构箱尺寸。
所述直流减速机控制电路由第二控制信号电路、第二接触器电路和减速机正反转控制电路组成;
所述第二控制信号电路由电阻R37~R42、光电耦合器OC13~OC14、晶体管VT25~VT28、继电器CJ13~CJ14组成;所述第二控制信号电路由2路结构相同的支路组成;其中第1支路由电阻R37~R39、光电耦合器OC13、晶体管VT25~VT26、继电器CJ13组成;晶体管VT25的基极经电阻R37接所述CPU的相应输出端,晶体管VT25的发射极接地;所述光电耦合器OC13的输入端与电阻R38串联后接在晶体管VT25的集电极与+5V之间,光电耦合器OC13的输出端3脚经电阻R39接晶体管VT26的基极,光电耦合器OC13的4脚接;继电器CJ13接在晶体管VT26的集电极与+12V之间,晶体管VT26的发射极接地;
所述第二接触器电路由接触器KM13~KM14、继电器CJ13~CJ14的常开触点CJ13-1~CJ14-1组成;所述继电器CJ13控制接触器KM13的通断,即接触器KM13与继电器CJ13的常开触点CJ13-1串联后接在+12V与地之间;所述继电器CJ14控制接触器KM14的通断,即接触器KM14与继电器CJ14的常开触点CJ14-1串联后接在+12V与地之间。
所述减速机正反转控制电路由接触器KM13的常开触点KM13-1~KM13-2、接触器KM14的常开触点KM14-1~KM14-2组成;接触器KM13控制所述减速机5的正转,即接触器KM13的常开触点KM13-1、减速机M、接触器KM13的常开触点KM13-2依次串联后接在+12V与-12V之间;接触器KM14控制所述减速机5的反转,即接触器KM14的常开触点KM14-2、减速机M、接触器KM14的常开触点KM14-1依次串联后接在+12V与-12V之间。
所述连杆8与连接板7铰接,所述固定座10通过抱环9套设于连杆8上,所述固定座10通过设置的支耳3与抱环9连接,所述支耳3与抱环9之间设有连接螺栓。
所述固定座10与有载分接开关机构箱箱壁连接的一侧为U型连接爪2,所述U型连接爪2上设有紧固螺栓1。
本实施例的使用方法如下:
试验前将变压器的相应绕组出线引下,连接至所述测量接线端子电IO、IA、IB、IC、UO、UA、UB、UC上;将有载分接开关远程操控装置借助固定座10安装在有载分接开关机构箱箱壁上;调节固定座10的位置及连杆8的长度可调整传动轴4的位置,以适应不同型号的机构箱尺寸,将所述减速机5的传动轴4同变压器有载分接开关机构箱上的手摇操作孔上的驱动槽对接,调整所述视频监控部件的位置、拍摄角度,以便传送至直阻测量仪的视频监控部件显示终端上。
下面以测量AB相间直流电阻为例:
将变压器有载分接开关结至某一分接位置,如欲使有载开关“升压”,使CPU相应引脚发出高电平控制信号,使晶体管VT25的发射极与集电极之间导通,光电耦合器OC13的发射部分接通,进而光电耦合器OC13接受部分导通,使VT26的发射极与集电极之间导通,继电器CJ13线圈通电。继电器CJ13的常开触点CJ13-1闭合,接触器KM13线圈通电;接触器KM13的常开触点KM13-1、KM13-2闭合,减速机5正转,带动传动轴驱动有载开关机构箱进行分接变换、调档。通过视频显示终端确认变压器有载分接开关到达相应分接位置,使电机停转。
欲测AB相间直流电阻,CPU相应引脚发出高电平控制信号,继电器CJ1、CJ6、CJ7、CJ12的控制线圈导通,再由继电器常开触点CJ1-1、CJ6-1、CJ7-1、CJ12-1导通接触器KM1、KM6、KM7、KM12的控制线圈,接触器KM1、KM6、KM7、KM12的触点导通,将连接至变压器A、B相的电压线UA、UB及电流线IA、IB接通至直阻测试仪上进行测量。
当测量BC回路直流电阻时,接触器CJ3、CJ6、CJ9、CJ12导通。
当测量CA回路直流电阻时,接触器CJ5、CJ3、CJ11、CJ6导通。
当测量A0回路直流电阻时,接触器CJ1、CJ4、CJ7、CJ10导通。
当测量B0回路直流电阻时,接触器CJ2、CJ4、CJ8、CJ10导通。
当测量C0回路直流电阻时,接触器CJ3、CJ4、CJ9、CJ10导通。