CN106300312A - 一种变压器直阻测量双回路放电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器直阻测量双回路放电电路，包括并联再变压器一侧的正极端和负极端之间的第一放电回路和第二放电回路，第一放电回路包括串联的断路器K1、电阻R4和二极管D2，第二放电回路包括并联的主回路和控制回路，主回路包括串联的断路器K2、电阻R1和MOS管Q1，控制回路包括串联的电阻R3和电阻R2，还包括并联于MOS管Q1的栅极和源极之间的稳压二极管W1。本发明设置了两个放电回路，两个放电回路用两个断路器分别控制其通断，可以分别使用，同时使用，适应不同放电速度的需求，达到保护变压器等外接元器件的目的。

Description

一种变压器直阻测量双回路放电电路

技术领域

本发明属于电子领域，具体涉及一种变压器直阻测量双回路放电电路。

背景技术

电力变压器绕组电阻是变压器的重要参数，通过测量绕组电阻，可以判断变压器绕组断线、匝间短路、引线焊接缺陷、导电杆连接松动等多种故障。同时还是一项简便易行的测试项目，是变压器半成品试验、出厂试验及现场诊断必需进行对测量项目。

由于变压器绕组是一个非常大的电感，为了测量电阻值，需要在绕组上施加一定的电流。待电流稳定后精确测量电流值及绕组上的电压值，通过欧姆定律即可计算出绕组的电阻。

发明内容：

本发明的目的是提供一种变压器直阻测量双回路放电电路，以克服了背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种变压器直阻测量双回路放电电路，包括并联再变压器一侧的正极端和负极端之间的第一放电回路和第二放电回路，第一放电回路包括串联的断路器K1、电阻R4和二极管D2，第二放电回路包括并联的主回路和控制回路，主回路包括串联的断路器K2、电阻R1和MOS管Q1，控制回路包括串联的电阻R3和电阻R2，还包括并联于MOS管Q1的栅极和源极之间的稳压二极管W1。

较佳地，电阻R1的一端依次通过二极管D1和断路器K2连接于输入电压正极端U+，电阻R1的另一端连接于MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极连接于电压负极端U-。

较佳地，二极管D1的正极连接断路器K2，所二极管D1的负极连接于电阻R1。

较佳地，电阻R3的一端依次通过二极管D1和断路器K2连接于输入电压正极端U+，电阻R3的另一端连接于电压负极端U-，电阻R3的另一端和电阻R3的另一端共同连接于MOS管Q1的栅极。

较佳地，二极管D1的正极连接于断路器K2，所二极管D1的负极连接于电阻R3。

较佳地，稳压二极管W1的正极连接于MOS管Q1的源极，稳压二极管W1的正极连接于MOS管Q1的栅极。

较佳地，二极管D2的负极连接电阻R4，二极管D2的正极连接电压负极端U-。

本发明设置了两个放电回路，两个放电回路用两个断路器分别控制其通断，可以分别使用，同时使用，适应不同放电速度的需求，达到保护变压器等外接元器件的目的。而第二放电回路采用的电路结构具有自适应放电恒压回路，提高了放电等效电阻实现快速消耗变压器铁芯储藏能量。通过实际使用得到良好效果，放电时间成倍缩短。电路简单可靠，可以通过R1、R2，R3等参数调整，还可以适应不同测试的需要。

附图说明

图1为本发明实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例如图所示，一种变压器直阻测量双回路放电电路，一种变压器直阻测量双回路放电电路，包括并联再变压器一侧的正极端和负极端之间的第一放电回路和第二放电回路，第一放电回路包括串联的断路器K1、电阻R4和二极管D2，第二放电回路包括并联的主回路和控制回路，主回路包括串联的断路器K2、电阻R1和MOS管Q1，控制回路包括串联的电阻R3和电阻R2，还包括并联于MOS管Q1的栅极和源极之间的稳压二极管W1。

电阻R1的一端依次通过二极管D1和断路器K2连接于输入电压正极端U+，电阻R1的另一端连接于MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极连接于电压负极端U-。

二极管D1的正极连接断路器K2，所二极管D1的负极连接于电阻R1。

电阻R3的一端依次通过二极管D1和断路器K2连接于输入电压正极端U+，电阻R3的另一端连接于电压负极端U-，电阻R3的另一端和电阻R3的另一端共同连接于MOS管Q1的栅极。

二极管D1的正极连接于断路器K2，所二极管D1的负极连接于电阻R3。

稳压二极管W1的正极连接于MOS管Q1的源极，稳压二极管W1的正极连接于MOS管Q1的栅极。

二极管D2的负极连接电阻R4，二极管D2的正极连接电压负极端U-。

在测量过程中施加到绕组上的电流，就会在变压器铁芯中产生磁场，电能将转化为磁能储藏在铁芯中。当测量结束时断掉测试电源停止供电，由于电感上电流不能突变，为了维持电感上的电流，电感上电压翻转，铁芯中的磁场能量将会以反电势的形式释放出来，产生反击电压。反电压大小与输出负载符合欧姆定律。如果直接断开负载电阻相当于无限大电阻，其输出反电势理论上为无穷大，将会有非常大的反电电势出现，轻则损坏仪器设备，重则危害到人员安全。因此需要设置放电回路

对于第一放电回路为了限制反电势高压，在测试端并联一个电阻R4形成放电通路，为了不影响测试数据，在电阻上反向串联一个二极管D2，测量时二极管截止不导通，当反击压出现时，电压方向翻转，二极管导通，将变压器铁芯中的能量释放出来，耗散在电阻上同时限制反向电压的幅值在安全范围之内。

通过分析我们可以知道，在测试电流一定的情况下，要降低反电势电压就必须降低放电电阻值，要提高放电速度，就必须提高放电电阻值，增加放电回路的耗散功率，以便尽快将铁芯中的磁场能量转化为热能释放出来。在实际应用中随着测试电流越来越大，为了减小反向输出电压，就必须减小放电电阻值，因此放电过程较慢，相对延长了测试时间。大型变压器往往具有多个绕组分接均需要测量，一次测试将有大量数据需要测量因而需要占用大量的时间。

为了提高功效必须加快放电速度，减少测试时间，我们又设置了第二放电回路，铁芯储能放电过程，是一个从开始的充电电流值逐渐减小的过程。它是按照指数曲线迅速下降到过程，在放电电流减小后，其电流下降速度将减缓。原因是电流减小后，在放电电阻上的耗散功率将以平方的关系减小。当电流减小后放电电压下降，同时放电电阻上的功耗以电流的平方关系下降。因此我们可以在电流下降后，提高放电电阻值，在不提高放电反击电压的前提下，提高放电电阻上的耗散功率，大幅度提高放电速度。极限的状态下是做一个可变电阻，随着放电电流的减小增大，维持放电电压不变，可以达到最大耗散功率。根据上述分析本实施例设计一个稳压负载，即可达到在满足放电电压的条件下产生最大的耗散功率，实现最快的放电速度。第二放电回路在放电初期，电流较大，在R1上产生较大压降，本电压通过R2\R3分压加到Q1栅极上使Q1饱和导通，放电电路联通，通过R1耗散磁场能量。当放电电流降低后，R1上压降降低，通过R2\R3分压到Q1栅极上电压不足以Q1饱和导通时，Q1工作在放大区，Q1漏极与源极电压上升，使R1与Q1串联电压上升，达到平衡。在此状态下，放电回路电压稳定在：

$U=U_{D1}+\left(\frac{R2+R3}{R2}\right)*U_G$

其中R2、R3分压后等于Q1开启电压UG，设定开启电压4V，R2＝10k，R3＝50K，则放电电压为：

U放电＝0.5+5+50/10*5＝30.5V

放电电流＝1A时，等效放电电阻＝R＝U/I＝30.5/1＝30.5欧姆

放电电流＝0.1A时，等效放电电阻＝R＝U/I＝30.5/0.1＝305欧姆

放电电流＝0.01A时，等效放电电阻＝R＝U/I＝30.5/0.01＝3050欧姆

其放电等效电阻会迅速增加，实现快速放电的目的。

通过对变压器直流电阻测量放电过程分析，建立了放电数学模型，得出加快放电速度的理论依据和方法。根据分析结论，采用电子电路，制成自适应放电恒压回路，迅速提高放电等效电阻实现快速消耗变压器铁芯储藏能量。

通过实际使用得到良好效果，放电时间成倍缩短。电路简单可靠，对于第二放电回路还可以通过调节R1、R2，R3等参数调整，适应不同测试参数的需要。

本发明设置了两个放电回路，两个放电回路用两个断路器分别控制其通断，可以分别使用，同时使用，适应不同放电速度的需求，达到保护变压器等外接元器件的目的。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：包括并联再变压器一侧的正极端和负极端之间的第一放电回路和第二放电回路，所述第一放电回路包括串联的断路器K1、电阻R4和二极管D2，所述第二放电回路包括并联的主回路和控制回路，所述主回路包括串联的断路器K2、电阻R1和MOS管Q1，所述控制回路包括串联的电阻R3和电阻R2，还包括并联于所述MOS管Q1的栅极和源极之间的稳压二极管W1。

2.根据权利要求1所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述电阻R1的一端依次通过二极管D1和所述断路器K2连接于输入电压正极端U+，所述电阻R1的另一端连接于所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q1的源极连接于电压负极端U-。

3.根据权利要求2所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述二极管D1的正极连接断路器K2，所二极管D1的负极连接于所述电阻R1。

4.根据权利要求1所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述电阻R3的一端依次通过二极管D1和所述断路器K2连接于输入电压正极端U+，所述电阻R3的另一端连接于电压负极端U-，所述电阻R3的另一端和所述电阻R3的另一端共同连接于所述MOS管Q1的栅极。

5.根据权利要求4所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述二极管D1的正极连接于所述所述断路器K2，所二极管D1的负极连接于所述电阻R3。

6.根据权利要求1所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述稳压二极管W1的正极连接于所述MOS管Q1的源极，所述稳压二极管W1的正极连接于所述MOS管Q1的栅极。

7.根据权利要求1所述的一种变压器直阻测量双回路放电电路，其特征在于：所述二极管D2的负极连接所述电阻R4，所述二极管D2的正极连接所述电压负极端U-。