CN104865455A - 配电变压器变比测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电变压器变比测量仪及配电变压器变比计算方法。所述配电变压器变比测量仪包括：用来测量配电变压器高压侧电压、电流的初级测量模块、用来测量配电变压器低压侧电压、电流的次级测量模块以及控制所述初级测量模块和次级测量模块的控制仪。所述初级测量模块、次级测量模块都包括：用来采集电压信号的电压信号采集装置、用来采集电流信号的电流信号采集装置、与所述控制仪进行通信的通信模块以及控制所述电压信号采集装置、电流信号采集装置和通信模块的处理模块。相较于现有技术，本发明所述配电变压器变比测量仪可以很方便地实时测量出配电变压器的变比，从而为配电变压器的调控、故障排除提供参考依据。

Description

配电变压器变比测量仪及其测量方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种配电变压器变比测量仪。

背景技术

过去很长的一段时间内，我国的电力供应都处于紧张状态，因此人们都只把关注焦点放在了电力供应上面，而对电能质量的关注较少。自20世纪80年代以来，随着电力供应紧张局面的逐步缓解以及电力用户对电能质量要求的不断提高，电能质量问你已经成为电力部门和电力用户的主要关注焦点。当电压波动超过允许的范围且时间较长时，该非正常电压将会引起极大危害，例如：影响供电设备的运行、降低供电可靠性、降低用电设备的使用寿命、增大线损等等。近年来，随着冶金工业、化学工业以及电气铁路的发展，非线性用电设备越来越多，从而使得电力系统的电压波形发生严重畸变。不仅给供电设备、电力用户的设备带来了严重危害，而且给国民经济带来了较大损失。

为此，供电部门会根据季节、电网负荷变动对配电变压器进行及时跳档。由于无法观察与配电变压器相配合的无励磁分接开关档位、没有台账记录，意外停电后无励磁分接开关的档位已经位于最大档。此时恢复供电，所述无励磁分接开关会因为档位不对而使得电网再次停电，从而增大了意外停电的概率。

鉴于上述问题，有必要提供一种便携式配电变压器变比测量仪，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种配电变压器变比测量仪，该配电变压器变比测量仪可以很方便地实时测量出配电变压器的变比，从而为配电变压器的调控、故障排除提供参考依据。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种配电变压器变比测量仪，包括：初级测量模块，所述初级测量模块用来测量配电变压器高压侧的电压、电流；次级测量模块，所述次级测量模块用来测量配电变压器低压侧的电压、电流；控制仪，所述控制仪用以控制所述初级测量模块和次级测量模块；所述初级测量模块、次级测量模块都包括：用来采集电压信号的电压信号采集装置、用来采集电流信号的电流信号采集装置、与所述控制仪进行通信的通信模块以及控制所述电压信号采集装置、电流信号采集装置和通信模块的处理模块。

进一步地，所述电压信号采集装置包括第一电容以及与所述第一电容串联的第二电容，所述第一电容的一端接地，所述第二电容的一端与配电变压器的高压端或者低压端相连接，所述电压信号采集装置输出的是第一电容的电压。

进一步地，所述配电变压器变比测量仪还包括与所述电压信号采集装置相连接的电压信号调理装置以及与电流信号采集装置相连接的电流信号调理装置，所述电压信号调理装置、电流信号调理装置分别将电压信号、电流信号放大、滤波并将之转换成所述处理能够识别的标准信号。

进一步地，所述电流信号采集装置为电流互感器。

进一步地，所述通信模块通过通用分组无线服务技术或者ZigBee无线通信技术与所述控制仪进行通信。

进一步地，所述配电变压器变比测量仪还包括定位模块，所述定位模块为全球定位系统或者北斗定位系统。

进一步地，所述控制仪包括用来显示配电变压器变比的显示单元、用来手动输入参数的输入单元、用来与通信模块进行通信的通信单元以及用来进行位置定位的定位单元。

进一步地，所述显示单元为液晶显示屏。

进一步地，所述输入单元为键盘。

本发明还提供一种配电变压器变比测量方法，包括如下步骤：

S1：采集配电变压器高压侧的电流信号、电压信号以及低压侧的电流信号、电压信号；

S2：将采集到的高压侧电压信号、低压侧电压信号分别进行合成，将采集到的高压侧电流信号、低压侧电流信号分别分解为相电流；

S3：将高压侧合成后的电压信号、低压侧合成后的电压信号进行FFT分解，将高压侧分解后的相电流信号、低压侧分解后的相电流信号进行FFT分解;

S4：计算出各次谐波的电压比、电流比，电压比=高压侧线电压/低压侧线电压，电流比=低压侧线电流/高压侧线电流；

S5：如果基波电流小于额定电流的5%，则电压比的权重为0%至50%；否则，电流比的权重为50%至100%；

S6：加权平均计算各次谐波变比。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明所述配电变压器变比测量仪可以很方便地实时测量出配电变压器的变比，从而为配电变压器的调控、故障排除提供参考依据。

附图说明

图1所示为本发明配电变压器变比测量仪的模块示意图。

图2所示为初级测量模块、次级测量模块的结构示意图。

图3所示为控制仪的模块示意图。

图4所示配电变压器变比值的计算流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

请参阅图1所示，本发明配电变压器变比测量仪100包括用来测量配电变压器高压侧电压、电流的初级测量模块10、用来测量配电变压器低压侧电压、电流的次级测量模块20以及接收并处理所述初级测量模块10和次级测量模块20所测得的数据的控制仪30。

请参阅图2所示，所述初级测量模块10、次级测量模块20都包括用来采集电压信号的电压信号采集装置41、对所述电压信号采集装置41所采集的信号进行处理的电压信号调理装置42、用来采集电流信号的电流信号采集装置43、对所述电流信号采集装置43所采集的电流信号进行处理的电流信号调理装置44、与所述控制仪30进行通信的通信模块45、进行位置定位的定位模块46、控制所述电压信号调理装置42、电流信号调理装置44、通信模块45和定位模块46的处理模块47以及为所述处理模块47供电的电源模块48。

请参阅图2所示，所述电压信号采集装置41包括第一电容411以及与所述第一电容411串联的第二电容412。所述第一电容411的一端接地，另一端与所述第二电容412相连接。所述第二电容412背离所述第一电容411的一端与配电变压器的高压端或者低压端相连接。所述电压信号调理装置42与所述第一电容411并联。通过所述第一电容411、第二电容412的分压，从而使得所述电压信号采集装置41输出的电压值不超过所述电压信号调理装置42所能接受的最大值。所述电压信号调理装置42对所述电压信号采集装置41所采集到的电压信号进行放大、滤波并将之转换成所述处理模块47能够识别的标准信号。所述电流信号采集装置43为电流互感器。所述电流互感器将检测到的电流信号传输给所述电流信号调理装置44。所述电流信号调理装置44对所述电流信号采集装置43所述采集到的电流信号进行放大、滤波并将之转换成所述处理模块47能够识别的标准信号。所述通信模块45通过通用分组无线服务技术（GPRS）或者ZigBee无线通信技术与所述控制仪30进行通信，以将所述处理模块47接收到的电压信号、电流信号传输给所述控制仪30。在本实施例中，所述通信模块45是通过无线的方式与所述控制仪30进行通信，但是在其它实施例中，所述通信模块45亦可以通过有线的方式与所述控制仪30进行通信。所述定位模块46为全球定位系统（GPS）或者北斗定位系统，以对所述初级测量模块10或者次级测量模块20进行定位。所述处理模块47为单片机，控制所述电压信号调理装置42、电流信号调理装置44、通信模块45以及定位模块46。所述电源48为所述处理模块47供电。

请参阅图3所示，所述控制仪30包括用来显示配电变压器变比的显示单元31、用来手动输入参数的输入单元32、用来与所述通信模块45进行通信的通信单元33、用来进行位置定位的定位单元34、控制所述显示单元31、输入单元32、通信单元33和定位单元34的处理器35以及为所述处理器35供电的电源36。所述显示单元31为液晶显示屏。所述输入单元32为键盘，以便手动输入参数。所述通信单元33通过通用分组无线服务技术（GPRS）或者ZigBee无线通信技术与所述通信模块45进行通信。所述定位单元34为全球定位系统（GPS）或者北斗定位系统。所述处理器35为单片机。所述电源36为所述处理器35供电。

当使用本发明所述配电变压器变比测量仪100时，首先将初级测量模块10、次级测量模块20分别接到配电变压器的高压端、低压端，然后从所述控制仪30上读出变比值。相较于现有技术，本发明所述配电变压器变比测量仪100可以很方便地实时测量出配电变压器的变比，从而为配电变压器的调控、故障排除提供参考依据。

本发明还提供了相应的一种配电变压器变比的测量方法，如下：

S1：采集配电变压器高压侧的电流信号、电压信号以及低压侧的电流信号、电压信号；

S2：将采集到的高压侧电压信号、低压侧电压信号分别进行合成，将采集到的高压侧电流信号、低压侧电流信号分别分解为相电流；

S3：将高压侧合成后的电压信号、低压侧合成后的电压信号进行FFT分解，将高压侧分解后的相电流信号、低压侧分解后的相电流信号进行FFT分解;

S4：计算出各次谐波的电压比、电流比，电压比=高压侧线电压/低压侧线电压，电流比=低压侧线电流/高压侧线电流；

S5：如果基波电流小于额定电流的5%，则电压比的权重为0%至50%；否则，电流比的权重为50%至100%；

S6：加权平均计算各次谐波变比。

 根据此方法计算出来的配电变压器变比值精度高，有利于工作人员实时、准确掌握配电变压器变比，为工作人员调控配电变压器提供了依据。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电变压器变比测量仪，其特征在于，包括：

初级测量模块，所述初级测量模块用来测量配电变压器高压侧的电压、电流；

次级测量模块，所述次级测量模块用来测量配电变压器低压侧的电压、电流；

控制仪，所述控制仪用以控制所述初级测量模块和次级测量模块；

所述初级测量模块、次级测量模块都包括：用来采集电压信号的电压信号采集装置、用来采集电流信号的电流信号采集装置、与所述控制仪进行通信的通信模块以及控制所述电压信号采集装置、电流信号采集装置和通信模块的处理模块。

2.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述电压信号采集装置包括第一电容以及与所述第一电容串联的第二电容，所述第一电容的一端接地，所述第二电容的一端与配电变压器的高压端或者低压端相连接，所述电压信号采集装置输出的是第一电容的电压。

3.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述配电变压器变比测量仪还包括与所述电压信号采集装置相连接的电压信号调理装置以及与电流信号采集装置相连接的电流信号调理装置，所述电压信号调理装置、电流信号调理装置分别将电压信号、电流信号放大、滤波并将之转换成所述处理能够识别的标准信号。

4.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述电流信号采集装置为电流互感器。

5.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述通信模块通过通用分组无线服务技术或者ZigBee无线通信技术与所述控制仪进行通信。

6.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述配电变压器变比测量仪还包括定位模块，所述定位模块为全球定位系统或者北斗定位系统。

7.如权利要求1所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述控制仪包括用来显示配电变压器变比的显示单元、用来手动输入参数的输入单元、用来与通信模块进行通信的通信单元以及用来进行位置定位的定位单元。

8.如权利要求7所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述显示单元为液晶显示屏。

9.如权利要求7所述的配电变压器变比测量仪，其特征在于：所述输入单元为键盘。

10.一种配电变压器变比测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采集配电变压器高压侧的电流信号、电压信号以及低压侧的电流信号、电压信号；

S2：将采集到的高压侧电压信号、低压侧电压信号分别进行合成，将采集到的高压侧电流信号、低压侧电流信号分别分解为相电流；

S3：将高压侧合成后的电压信号、低压侧合成后的电压信号进行FFT分解，将高压侧分解后的相电流信号、低压侧分解后的相电流信号进行FFT分解;

S4：计算出各次谐波的电压比、电流比，电压比=高压侧线电压/低压侧线电压，电流比=低压侧线电流/高压侧线电流；

S5：如果基波电流小于额定电流的5%，则电压比的权重为0%至50%；否则，电流比的权重为50%至100%；

 S6：加权平均计算各次谐波变比。