CN111308248A - 一种旋转变压器参数测试分析仪 - Google Patents
一种旋转变压器参数测试分析仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111308248A CN111308248A CN202010181178.6A CN202010181178A CN111308248A CN 111308248 A CN111308248 A CN 111308248A CN 202010181178 A CN202010181178 A CN 202010181178A CN 111308248 A CN111308248 A CN 111308248A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- resolver
- rotary transformer
- power supply
- excitation power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011076 safety test Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000011990 functional testing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
本发明公开了一种旋转变压器参数测试分析仪，包括由总线连接的主机板、显示及控制模块、旋变励磁电源模块、旋变分析模块、转台模块和旋变信号控制及调理模块；所述主机板分别连接所述显示及控制模块、所述旋变励磁电源模块、所述旋变分析模块和所述转台模块。有益效果在于：简化测试操作，优化测试流程，提高测试效率；单台仪器替代了相位角电压表、角位置显示仪、高精度毫伏表、功率分析仪、阻抗分析仪、录波仪、励磁电源等设备的功能，节约了用户使用成本；通过内置可配置的旋转变压器参考励磁电源及提供作为绝对位置参考的高精度自动转台和绝缘安规测试仪器接口，使得单台仪器即可完成国标要求的所有旋转变压器电气指标的测试。
Description
技术领域
本发明涉及自动化检测技术领域，具体涉及一种旋转变压器参数测试分析仪。
背景技术
旋转变压器是一种输出电压随转子转角周期性变化的信号元件，当励磁绕组通过一定频率的交流信号时其正弦、余弦输出绕组输出的电压幅度与转子转角成分别正弦、余弦关系，通过解码器将旋转变压器正弦、余弦输出绕组输出的电压转换成数字信号，并进行相关运算即可得到机械角度。根据国家标准传统旋转变压器的完整测试需要相敏电压表、指零仪、移相器等十余种仪器，即使采用现代的数字仪器仪表，也需要基波电压、电流、功率测试仪表，角度解算仪表，阻抗测试仪表，标准励磁电源及作为位置参考的高精度角分度头等多种仪器设备，测试操作复杂、流程漫长、测试效率低。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种旋转变压器参数测试分析仪，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：能够通过基于旋转变压器的测试流程进行组合测试，可同时进行多个参数的测量，简化测试操作、优化测试流程，提高测试效率等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种旋转变压器参数测试分析仪，包括由总线连接的主机板、显示及控制模块、旋变励磁电源模块、旋变分析模块、转台模块和旋变信号控制及调理模块；
所述主机板分别连接所述显示及控制模块、所述旋变励磁电源模块、所述旋变分析模块和所述转台模块；所述旋变信号控制及调理模块连接所述旋变参考励磁模块和所述旋变分析模块，所述旋变信号控制及调理模块用于连接待测旋转变压器并将其信号转化为所述旋变分析模块可识别的信号。
作为优选，所述旋变励磁电源模块为可调频率为1Hz-2MHz的励磁电源，可同时输出一路或两路且相位可调的正弦波或含有多次谐波的复合功率信号。
作为优选，所述旋变分析模块包括至少两路同步采集接口，从而对旋转变压器励磁输入电压、电流，正弦绕组输出电压、电流，余弦绕组输出电压、电流中的任意两路以上的组合进行同步采样。
作为优选，所述转台模块为步进电机、伺服电机、直驱电机、电动旋转分度头、电动转台中的一种。
作为优选，所述旋变信号控制及调理模块用于对旋转变压器的信号进行调理、切换各相绕组使其开路、短路或接入电源从而完成开路、短路测试和阻抗测试。
综上，本发明的有益效果在于：1、通过基于旋转变压器的测试流程进行组合测试，在满足旋转变压器各功能测试的同时，基于旋转变压器的电压、电流和时基解算出旋转变压器的电气角度、阻抗和变压比等电气参数，从而简化测试操作，优化测试流程，提高测试效率；
2、单台仪器替代了相位角电压表、角位置显示仪、高精度毫伏表、功率分析仪、阻抗分析仪、录波仪、励磁电源等设备的功能，节约了用户使用成本；
3、通过内置可配置的旋转变压器参考励磁电源及提供作为绝对位置参考的高精度自动转台和绝缘安规测试仪器接口，使得单台仪器即可完成国标要求的所有旋转变压器电气指标的测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统结构示意图。
附图标记说明如下：
1、主机板；2、显示及控制模块；3、旋变励磁电源模块；4、旋变分析模块；5、转台模块；6、旋变信号控制及调理模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1所示，本发明提供了一种旋转变压器参数测试分析仪，包括由总线连接的主机板1、显示及控制模块2、旋变励磁电源模块3、旋变分析模块4、转台模块5和旋变信号控制及调理模块6，所述旋变励磁电源模块3为可调频率为1Hz-2MHz的励磁电源，可同时输出一路或两路且相位可调的正弦波或含有多次谐波的复合功率信号；所述旋变分析模块4包括至少两路同步采集接口，从而对旋转变压器励磁输入电压、电流，正弦绕组输出电压、电流，余弦绕组输出电压、电流中的任意两路以上组合进行同步采样；所述转台模块5为步进电机、伺服电机、直驱电机、电动旋转分度头、电动转台中的一种；所述旋变信号控制及调理模块6用于对旋转变压器的信号进行调理、切换各相绕组使其开路、短路或接入电源从而完成开路、短路测试和阻抗测试；所述主机板1分别连接所述显示及控制模块2、所述旋变励磁电源模块3、所述旋变分析模块4和所述转台模块5；所述旋变信号控制及调理模块6连接所述旋变参考励磁模块和所述旋变分析模块4，所述旋变信号控制及调理模块6用于连接待测旋转变压器并将其信号转化为所述旋变分析模块4可识别的信号；通过将旋变信号控制及调理模块6连接旋转变压器后，可测试旋转变压器的电气角度、电气误差、输入电压、输入电流、输入功率、输入阻抗、直流电阻、空载电流；通过转台模块5及旋变信号控制及调理模块6还可测试极对数、变压比、零位电压、基准电气零位、最大空载输出电压、空载阻抗、短路阻抗、接线正确性、绝缘介电强度、绝缘电阻、相位移、函数误差、线性误差、谐波失真、交轴误差等参数。基于数字仪器的底层算法，将各项功能所系的算法集成在分析仪内，使其可同时测量各种所需的参数。
根据国标要求，旋转变压器的参数解算必须基于其电压的基波值及电流的基波值，因此普通方法如台式万用表测量得到的真有效值并不能用于计算；而旋变信号控制及调理模块6将旋转变压器信号转换为旋变分析模块4可识别的信号，对其进行采样得到数字离散信号，再通过傅立叶变换提取得到原始电信号的基波值和相位信息，即可作为后续旋转变压器参数计算的依据。旋变分析模块4通过同时对旋转变压器输入的励磁信号和输出的正余弦信号进行同步交流采样，并对旋变信号控制及调理模块6中因信号调理产生的相位和幅值误差进行补偿校准。
该分析仪可以直接测量到的参数为输入与输出的电压、电流及相位值，通过傅立叶变换可滤除谐波带来的干扰得到基波值；电压与电流相除即可得到各绕组阻抗，通过相位角计算得到阻抗的实部即为绕组的电阻值。电压与电流相乘即为输入功率；
正弦绕组与余弦绕组输出电压相除并做反三角函数运算即可解算得到旋转变压器的电气角度；通过转台模块5控制转台的运动，结合电气角度的解算即可寻找到旋变的电气零位；电气零位下即可测得空载阻抗、短路阻抗、空载电流等参数；
通过对绕组加以高压并测量电流可得到旋变的绝缘介电强度及绝缘电阻；
由于本旋转变压器参数测试分析仪集成了多种仪表的算法，因此可以同时测试及解算多个参数。基于流程而非单个测试项目的测试方法，使得多个项目可以同时测试，从而缩短测试流程，提高测试效率。
将旋变分析模块4、旋变信号控制及调理模块6独立通过USB、网络等总线方式与独立的电脑或其他嵌入式运算设备连接后，可直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，如变压器和电机的参数测量。
通过基于旋转变压器的测试流程进行组合测试，在满足旋转变压器各功能测试的同时，并且基于旋转变压器的电压、电流和时基解算出旋转变压器的电气角度、阻抗和变压比等电气参数，从而简化测试操作，优化测试流程，提高测试效率；
通过内置可配置的旋转变压器参考励磁电源及提供作为绝对位置参考的高精度自动转台和绝缘安规测试仪器接口，使得单台仪器即可完成国标要求的所有旋转变压器电气指标的测试。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种旋转变压器参数测试分析仪，其特征在于，包括由总线连接的主机板(1)、显示及控制模块(2)、旋变励磁电源模块(3)、旋变分析模块(4)、转台模块(5)和旋变信号控制及调理模块(6)；
所述主机板(1)分别连接所述显示及控制模块(2)、所述旋变励磁电源模块(3)、所述旋变分析模块(4)和所述转台模块(5)；所述旋变信号控制及调理模块(6)连接所述旋变参考励磁模块和所述旋变分析模块(4)，所述旋变信号控制及调理模块(6)用于连接待测旋转变压器并将其信号转化为所述旋变分析模块(4)可识别的信号。
2.根据权利要求1所述一种旋转变压器参数测试分析仪，其特征在于：所述旋变励磁电源模块(3)为可调频率为1Hz-2MHz的励磁电源，可同时输出一路或两路且相位可调的正弦波或含有多次谐波的复合功率信号。
3.根据权利要求1所述一种旋转变压器参数测试分析仪，其特征在于：所述旋变分析模块(4)包括至少两路同步采集接口，从而对旋转变压器励磁输入电压、电流，正弦绕组输出电压、电流，余弦绕组输出电压、电流中的任意两路以上的组合进行同步采样。
4.根据权利要求1所述一种旋转变压器参数测试分析仪，其特征在于：所述转台模块(5)为步进电机、伺服电机、直驱电机、电动旋转分度头、电动转台中的一种。
5.根据权利要求1所述一种旋转变压器参数测试分析仪，其特征在于：所述旋变信号控制及调理模块(6)用于对旋转变压器的信号进行调理、切换各相绕组使其开路、短路或接入电源从而完成开路、短路测试和阻抗测试。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010181178.6A CN111308248A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种旋转变压器参数测试分析仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010181178.6A CN111308248A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种旋转变压器参数测试分析仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111308248A true CN111308248A (zh) | 2020-06-19 |
Family
ID=71162022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010181178.6A Pending CN111308248A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种旋转变压器参数测试分析仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111308248A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201322628Y (zh) * | 2008-12-01 | 2009-10-07 | 沈阳兴华航空电器有限责任公司 | 一种旋转变压器测试设备 |
| CN202885776U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-04-17 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 多极旋变角度检测仪 |
| CN204758708U (zh) * | 2015-04-23 | 2015-11-11 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种旋转变压器测试装置 |
| CN107728097A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-23 | 湖南银河电气有限公司 | 一种旋转变压器检验装置及其检验方法 |
| CN207780217U (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种旋转变压器的零位角测试装置 |
| CN109870618A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-06-11 | 天津新星科能源技术有限公司 | 一种多极旋转变压器检测设备及控制方法 |
| CN110794343A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-14 | 中车永济电机有限公司 | 一种旋转变压器接线自检测系统 |
-
2020
- 2020-03-16 CN CN202010181178.6A patent/CN111308248A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201322628Y (zh) * | 2008-12-01 | 2009-10-07 | 沈阳兴华航空电器有限责任公司 | 一种旋转变压器测试设备 |
| CN202885776U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-04-17 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 多极旋变角度检测仪 |
| CN204758708U (zh) * | 2015-04-23 | 2015-11-11 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种旋转变压器测试装置 |
| CN107728097A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-23 | 湖南银河电气有限公司 | 一种旋转变压器检验装置及其检验方法 |
| CN207780217U (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种旋转变压器的零位角测试装置 |
| CN109870618A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-06-11 | 天津新星科能源技术有限公司 | 一种多极旋转变压器检测设备及控制方法 |
| CN110794343A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-14 | 中车永济电机有限公司 | 一种旋转变压器接线自检测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Faifer et al. | Electronic combined transformer for power-quality measurements in high-voltage systems | |
| CN100472217C (zh) | 同步相量测量装置的性能测试方法及测试系统 | |
| Brandolini et al. | A simple method for the calibration of traditional and electronic measurement current and voltage transformers | |
| Sutherland | Harmonic measurements in industrial power systems | |
| CN104142422A (zh) | 变电站泄漏电流、容性电流在线监测管理系统及工作方法 | |
| CN103018599A (zh) | Gis设备的三相电子互感器误差三相检测方法 | |
| CN113358914B (zh) | 电压测量电路及其电压测量方法、电压测量设备 | |
| Shenil et al. | Development of a nonintrusive true-RMS AC voltage measurement probe | |
| Adamo et al. | A proposal for an open source energy meter | |
| CN113447698A (zh) | 电压测量电路、方法及设备 | |
| CN110780175A (zh) | 一种多功能高压电气设备绝缘测试装置 | |
| CN114236212B (zh) | 电压测量方法、电压测量电路及设备 | |
| CN103001635A (zh) | 旋转变压器模块的数字信号与模拟信号转换精度测试方法 | |
| JP2006234402A (ja) | 電源ライン測定装置 | |
| CN111308248A (zh) | 一种旋转变压器参数测试分析仪 | |
| CN116224210A (zh) | 一种交直流共存环境下电流互感器校验系统及方法 | |
| CN108241137B (zh) | 一种合并单元测试仪的基本误差溯源装置 | |
| Cataliotti et al. | A time-domain strategy for the measurement of IEEE Standard 1459-2000 power quantities in nonsinusoidal three-phase and single-phase systems | |
| CN101576611A (zh) | 基于核独立分量分析的电流传感器角差在线监测方法 | |
| Sonerud et al. | Noise and aliasing aspects in a multiharmonic-dielectric-response-measurement system | |
| Crotti et al. | Frequency calibration of voltage transformers by digital capacitance bridge | |
| CN112433189A (zh) | 一种35kv组合式互感器检定系统及方法 | |
| CN214374980U (zh) | 容性设备泄漏电流在线监测系统 | |
| CN113534007A (zh) | 一种避雷器泄露电流监测方法及系统 | |
| de Oliveira et al. | Microcontroller implementation for monitoring time-varying harmonics from non-linear loads |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200619 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |