CN112362974A - 变压器介质损耗试验智能接线模块 - Google Patents

变压器介质损耗试验智能接线模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器介质损耗试验智能接线模块，由模块本体电路和遥控器电路组成；模块本体电路包括通道转换单元、本体微处理器、本体无线通信模块和温湿度测试单元，遥控器电路包括显示屏、遥控器微处理器和遥控器电路无线通信模块，所述遥控器电路通过按键控制遥控器微处理器发出不同试验接线的通道切换信号并通过遥控器电路无线通信模块传输给本体无线通信模块，所述本体微处理器根据所述遥控器电路的通道切换信号控制通道转换单元中继电器的通断来改变接线并将所述温湿度测试单元采集的信息传输到遥控器电路的显示屏上进行显示。本发明可靠性高，使用方便，一键即可完成试验换线，简化试验流程，提高工作效率，并能够保证接线的可靠性。

Description

变压器介质损耗试验智能接线模块
技术领域
本发明涉及电气试验领域，尤其涉及一种应用于电力系统中进行变压器绕组及套管介质损耗因数与电容量测量时实现快速接线的专用工具。
背景技术
在对三绕组变压器的介质损耗因数tanδ与电容量C进行测试时，采用正接线与反接线两种方式，来测量高压、中压、低压绕组间与套管的tanδ和C，但仅仅对于这一个试验项目，就需要改变17次试验接线。
目前，尚没有应用于变压器介质损耗因数与电容量试验中改变试验接线的智能换线模块。现场通常采用的方法是每次试验后人工进行换线，这种方法会消耗大量时间，且容易出现接错漏接等情况，从而影响工作效率。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种操作简单，使用方便，能够快速准确改变试验接线以提高三绕组变压器介质损耗因数与电容量试验效率和安全性的专用工具。
为了达到上述目的，本发明提供了一种变压器介质损耗试验智能接线模块，由相互独立的模块本体电路和遥控器电路组成；所述模块本体电路包括：温湿度测试单元，所述温湿度测试单元用于测量试验现场的温湿度并将温湿度信息传输给本体微处理器；本体无线通信模块，所述本体无线通信模块与遥控器电路无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度信息、遥控器电路的通道切换信号；本体微处理器，所述本体微处理器根据所述遥控器电路的通道切换信号控制通道转换单元中继电器的通断并将温湿度信息通过本体无线通信模块传输给遥控器电路；通道转换单元，所述通道转换单元根据所述本体微处理器的控制信号改变继电器组的通断来改变介质损耗测试仪和变压器之间的接线方式。
优选方式下，所述遥控器电路包括：显示屏，所述显示屏用于显示遥控器微处理器接收的试验现场的温湿度信息；遥控器电路无线通信模块，所述遥控器电路无线通信模块与本体无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度、遥控器电路的通道切换信号；遥控器微处理器，所述遥控器微处理器根据按键的指令发出通道切换信号并接收试验现场的温湿度信息。
优选方式下，所述按键包括20个独立按键，其中17个按键对应变压器绕组连同套管介质损耗因数与电容量试验的17种接线方式，分别为测量高压/中压低压地、中压/高压低压地、低压/高压中压地、高压/地、中压/地、低压/地、高压/中压、中压/低压、高压中压低压/地以及高压和低压侧的O相套管、A相套管、B相套管、C相套管、Om相套管、Am相套管、Bm相套管、Cm相套管的介质损耗因数tanδ和电容量C的功能；另外3个按键分别为电源控制与温湿度读、取功能。
优选方式下，所述通道转换单元的输入端子分别为与介质损耗测试仪的高压线、屏蔽线、地线、信号线连接的四个接线端子；所述通道转换单元的输出端子分别为与变压器高、中、低压侧绕组的3个接线端子，以及与高压侧和低压侧的O相套管末屏、A相套管末屏、B相套管末屏、C相套管末屏、Om相套管末屏、Am相套管末屏、Bm相套管末屏、Cm相套管末屏连接的8个接线端子。
优选方式下，所述通道转换单元的继电器组由K1到K14的14个继电器组成；高压线连接的接线端子同时与K1、K4继电器的常开触点相连，屏蔽线连接的接线端子与K2继电器的常开触点相连，地线连接的接线端子同时与K2、K7到K14继电器的常闭触点相连，信号线连接的接线端子同时与K1、K4的常闭触点以及K7到K14继电器的常开触点相连；K1继电器的输出端同时与K3、K6继电器的常开触点相连，K2继电器的输出端同时与K3、K5、K6继电器的常闭触点相连，K4继电器的输出端与K5继电器的常开触点相连；K3继电器的输出端与变压器高压侧绕组连接的接线端子相连，所述K5继电器的输出端与变压器中压侧绕组连接的接线端子相连，所述K6继电器的输出端与变压器低压侧绕组连接的接线端子相连，所述K7继电器的输出端与O相套管末屏连接的接线端子相连，所述K8继电器的输出端与A相套管末屏连接的接线端子相连，所述K9继电器的输出端与B相套管末屏连接的接线端子相连，所述K10继电器的输出端与C相套管末屏连接的接线端子相连，所述K11继电器的输出端与Om相套管末屏连接的接线端子相连，所述K12继电器的输出端与Am相套管末屏连接的接线端子相连，所述K13继电器的输出端与Bm相套管末屏连接的接线端子相连，所述K14继电器的输出端与Cm相套管末屏连接的接线端子相连。
优选方式下，K1、K3通电时，接线方式用于测量高压/中压低压地的参数；K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/高压低压地的参数；K1、K6通电时，接线方式用于测量低压/高压中压地的参数；K1、K2、K3通电时，接线方式用于测量高压/地的参数；K2、K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/地的参数；K1、K2、K6通电时，接线方式用于测量低压/地的参数；K1、K3、K5通电时，接线方式用于测量高压/中压的参数；K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量中压/低压的参数；K1、K3、K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量高压中压低压/地的参数；K1、K3、K7通电时，接线方式用于测量O相套管的参数；K1、K3、K8通电时，接线方式用于测量A相套管的参数；K1、K3、K9通电时，接线方式用于测量B相套管的参数；K1、K3、K10通电时，接线方式用于测量C相套管的参数；K4、K5、K11通电时，接线方式用于测量Om相套管的参数；K4、K5、K12通电时，接线方式用于测量Am相套管的参数；K4、K5、K13通电时，接线方式用于测量Bm相套管的参数；K4、K5、K14通电时，接线方式用于测量Cm相套管的参数。
本发明的有益效果为：结构简单，适用面广，可应用在所有220kV及以下电力变压器上测量介质损耗因数及电容量；安全可靠，避免多次攀登变压器，缩减工作时间；避免在人工换线时，发生错接漏接事故；可靠性高，使用方便，一键即可完成试验换线，简化试验流程，提高工作效率，并能够保证接线的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明模块本体电路的硬件原理图；
图3为本发明遥控器电路的硬件原理图；
图4为本发明继电器组的硬件原理图；
图5为本发明的软件流程图；
图6为本发明的工作示意图；
图7为本发明继电器组的接线状态表；
图8为本发明继电器组的通断逻辑表。
具体实施方式
根据变压器绕组连同套管介质损耗因素与电容量试验的相关规程要求、电力变压器及介质损耗测试仪的结构特点，变压器介质损耗试验智能接线模块由模块本体电路和遥控器电路构成。所述模块本体电路由PCB印刷电路板和电子元器件组成。PCB呈长方形，为30cm×40cm。整块PCB共分4层，其中2个信号层，1层电源，1层地信号，电子元器件按照设计原理图焊接在各个功能区上。控制电路板的四个直角边处设有直径为1cm的开孔，使用铜柱将电路板与模块外壳固定在一起。电路板的输入侧设有4接头的端子，输出侧设有11接头的端子，4个输入端子为与介质损耗测试仪的高压线、屏蔽线、信号线及地线连接的接线端子，11个输出端子分别与变压器的高、中、低压侧绕组及高压侧和低压侧的8个套管末屏连接的接线端子。电路板的输入、输出端子通过外壳上的接线端子与变压器和介质损耗测试仪相连，外壳为铝制长方体结构，长宽高分别为50cm、40cm、20cm。外壳的15个接线端子通过导线与内部控制电路板相连，实现信号的传输。
如图1所示，本发明一种变压器介质损耗试验智能接线模块，由独立的模块本体电路和遥控器电路组成；所述模块本体电路包括：温湿度测试单元，所述温湿度测试单元用于测量试验现场的温湿度并将温湿度信息传输给本体微处理器，温湿度测试单元选取的是DS18B20；本体无线通信模块，所述本体无线通信模块与遥控器电路无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度信息、遥控器电路的通道切换信号，具体地，本体无线通信模块和遥控器电路无线通信模块选取的是红外无线通信模块并通过红外信号进行命令发送与数据传输，此外也可以使用蓝牙无线通信模块来实现；本体微处理器，所述本体微处理器根据所述遥控器电路的通道切换信号控制通道转换单元中继电器的通断并将温湿度信息通过本体无线通信模块传输给遥控器电路，本体微处理器选取的是常用的stm32处理器；通道转换单元，所述通道转换单元根据所述本体微处理器的控制信号改变继电器组的通断来改变介质损耗测试仪和变压器之间的接线方式，实现介质损耗试验的智能换线。
如图2所示，所述遥控器电路包括：显示屏，所述显示屏用于实时显示遥控器微处理器接收的试验现场的温湿度信息；遥控器电路无线通信模块，所述遥控器电路无线通信模块与本体无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度、遥控器电路的通道切换信号；遥控器微处理器，所述遥控器微处理器根据按键的指令发出通道切换信号并接收试验现场的温湿度信息，遥控器微处理器选取的是常用的stm32处理器。同时外部遥控器电路在每次换线完成后对自身内部电路进行自检，以防换线失败，具备对接线状态及未试项目等信息进行显示提醒等功能。
所述按键包括20个独立按键，其中17个按键对应变压器绕组连同套管介质损耗因数与电容量试验的17种接线方式，分别为测量高压/中压低压地、中压/高压低压地、低压/高压中压地、高压/地、中压/地、低压/地、高压/中压、中压/低压、高压中压低压/地以及高压和低压侧的O相套管、A相套管、B相套管、C相套管、Om相套管、Am相套管、Bm相套管、Cm相套管的介质损耗因数tanδ和电容量C的功能；另外3个按键分别为电源控制与温湿度读、取功能。
如图4所示，所述通道转换单元的输入端子分别为与介质损耗测试仪的高压线、屏蔽线、地线、信号线连接的四个接线端子；所述通道转换单元的输出端子分别为与变压器高、中、低压侧绕组的3个接线端子，以及与高压侧和低压侧的O相套管末屏、A相套管末屏、B相套管末屏、C相套管末屏、Om相套管末屏、Am相套管末屏、Bm相套管末屏、Cm相套管末屏连接的8个接线端子。
所述通道转换单元的继电器组由K1到K14的14个继电器组成；高压线连接的接线端子同时与K1、K4继电器的常开触点相连，屏蔽线连接的接线端子与K2继电器的常开触点相连，地线连接的接线端子同时与K2、K7到K14继电器的常闭触点相连，信号线连接的接线端子同时与K1、K4的常闭触点以及K7到K14继电器的常开触点相连；K1继电器的输出端同时与K3、K6继电器的常开触点相连，K2继电器的输出端同时与K3、K5、K6继电器的常闭触点相连，K4继电器的输出端与K5继电器的常开触点相连；K3继电器的输出端与变压器高压侧绕组连接的接线端子相连，所述K5继电器的输出端与变压器中压侧绕组连接的接线端子相连，所述K6继电器的输出端与变压器低压侧绕组连接的接线端子相连，所述K7继电器的输出端与O相套管末屏连接的接线端子相连，所述K8继电器的输出端与A相套管末屏连接的接线端子相连，所述K9继电器的输出端与B相套管末屏连接的接线端子相连，所述K10继电器的输出端与C相套管末屏连接的接线端子相连，所述K11继电器的输出端与Om相套管末屏连接的接线端子相连，所述K12继电器的输出端与Am相套管末屏连接的接线端子相连，所述K13继电器的输出端与Bm相套管末屏连接的接线端子相连，所述K14继电器的输出端与Cm相套管末屏连接的接线端子相连。
图5展示了本发明软件部分的主体流程，本体电路开机首先初始化IO口，然后配置用到的中断函数，进而对外部遥控器电路无线通信模块发来的红外或蓝牙信号进行检测，在接收到外部指令后对其进行分析，判断为通道切换指令或为温湿度显示指令，根据指令进行反馈。
图6展示了本发明在实际工作中的应用情况，根据不同的试验项目切换介质损耗试验智能接线模块本体电路。介质损耗测试仪与智能换线模块本体电路端子1连接，变压器通过导线与端子2相连，遥控器电路控制智能换线模块本体电路的改变，并且将测量到的环境温度与湿度值及未试项目等信息进行显示。
继电器组是本发明的重要组成部分，继电器组正确的逻辑设计也是准确实现智能换线的关键保障。根据三绕组变压器的介质损耗因数tanδ与电容量C测试原理，每个测试项目下介质损耗测试仪与变压器间的接线状态如图7所示。根据图7所示的试验接线状态表，设计继电器组的通断逻辑表如图8所示，其中0代表控制该继电器的线圈断电，1代表线圈通电，×代表线圈是否通电都可，为降低系统能耗，在实际设计中将×状态设计为断电状态。
具体地，K1、K3通电时，接线方式用于测量高压/中压低压地的参数；K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/高压低压地的参数；K1、K6通电时，接线方式用于测量低压/高压中压地的参数；K1、K2、K3通电时，接线方式用于测量高压/地的参数；K2、K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/地的参数；K1、K2、K6通电时，接线方式用于测量低压/地的参数；K1、K3、K5通电时，接线方式用于测量高压/中压的参数；K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量中压/低压的参数；K1、K3、K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量高压中压低压/地的参数；K1、K3、K7通电时，接线方式用于测量O相套管的参数；K1、K3、K8通电时，接线方式用于测量A相套管的参数；K1、K3、K9通电时，接线方式用于测量B相套管的参数；K1、K3、K10通电时，接线方式用于测量C相套管的参数；K4、K5、K11通电时，接线方式用于测量Om相套管的参数；K4、K5、K12通电时，接线方式用于测量Am相套管的参数；K4、K5、K13通电时，接线方式用于测量Bm相套管的参数；K4、K5、K14通电时，接线方式用于测量Cm相套管的参数。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，由相互独立的模块本体电路和遥控器电路组成；所述模块本体电路包括：温湿度测试单元，所述温湿度测试单元用于测量试验现场的温湿度并将温湿度信息传输给本体微处理器；本体无线通信模块，所述本体无线通信模块与遥控器电路无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度信息、遥控器电路的通道切换信号；本体微处理器，所述本体微处理器根据所述遥控器电路的通道切换信号控制通道转换单元中继电器的通断并将温湿度信息通过本体无线通信模块传输给遥控器电路；通道转换单元，所述通道转换单元根据所述本体微处理器的控制信号改变继电器组的通断来改变介质损耗测试仪和变压器之间的接线方式。
2.根据权利要求1所述变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，所述遥控器电路包括：显示屏，所述显示屏用于显示遥控器微处理器接收的试验现场的温湿度信息；遥控器电路无线通信模块，所述遥控器电路无线通信模块与本体无线通信模块进行双向通信试验现场的温湿度、遥控器电路的通道切换信号；遥控器微处理器，所述遥控器微处理器根据按键的指令发出通道切换信号并接收试验现场的温湿度信息。
3.根据权利要求2所述变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，所述按键包括20个独立按键，其中17个按键对应变压器绕组连同套管介质损耗因数与电容量试验的17种接线方式，分别为测量高压/中压低压地、中压/高压低压地、低压/高压中压地、高压/地、中压/地、低压/地、高压/中压、中压/低压、高压中压低压/地以及高压和低压侧的O相套管、A相套管、B相套管、C相套管、Om相套管、Am相套管、Bm相套管、Cm相套管的介质损耗因数tanδ和电容量C的功能；另外3个按键分别为电源控制与温湿度读、取功能。
4.根据权利要求1所述变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，所述通道转换单元的输入端子分别为与介质损耗测试仪的高压线、屏蔽线、地线、信号线连接的四个接线端子；所述通道转换单元的输出端子分别为与变压器高、中、低压侧绕组的3个接线端子，以及与高压侧和低压侧的O相套管末屏、A相套管末屏、B相套管末屏、C相套管末屏、Om相套管末屏、Am相套管末屏、Bm相套管末屏、Cm相套管末屏连接的8个接线端子。
5.根据权利要求1所述变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，所述通道转换单元的继电器组由K1到K14的14个继电器组成；高压线连接的接线端子同时与K1、K4继电器的常开触点相连，屏蔽线连接的接线端子与K2继电器的常开触点相连，地线连接的接线端子同时与K2、K7到K14继电器的常闭触点相连，信号线连接的接线端子同时与K1、K4的常闭触点以及K7到K14继电器的常开触点相连；K1继电器的输出端同时与K3、K6继电器的常开触点相连，K2继电器的输出端同时与K3、K5、K6继电器的常闭触点相连，K4继电器的输出端与K5继电器的常开触点相连；K3继电器的输出端与变压器高压侧绕组连接的接线端子相连，所述K5继电器的输出端与变压器中压侧绕组连接的接线端子相连，所述K6继电器的输出端与变压器低压侧绕组连接的接线端子相连，所述K7继电器的输出端与O相套管末屏连接的接线端子相连，所述K8继电器的输出端与A相套管末屏连接的接线端子相连，所述K9继电器的输出端与B相套管末屏连接的接线端子相连，所述K10继电器的输出端与C相套管末屏连接的接线端子相连，所述K11继电器的输出端与Om相套管末屏连接的接线端子相连，所述K12继电器的输出端与Am相套管末屏连接的接线端子相连，所述K13继电器的输出端与Bm相套管末屏连接的接线端子相连，所述K14继电器的输出端与Cm相套管末屏连接的接线端子相连。
6.根据权利要求3和5所述变压器介质损耗试验智能接线模块，其特征在于，K1、K3通电时，接线方式用于测量高压/中压低压地的参数；K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/高压低压地的参数；K1、K6通电时，接线方式用于测量低压/高压中压地的参数；K1、K2、K3通电时，接线方式用于测量高压/地的参数；K2、K4、K5通电时，接线方式用于测量中压/地的参数；K1、K2、K6通电时，接线方式用于测量低压/地的参数；K1、K3、K5通电时，接线方式用于测量高压/中压的参数；K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量中压/低压的参数；K1、K3、K4、K5、K6通电时，接线方式用于测量高压中压低压/地的参数；K1、K3、K7通电时，接线方式用于测量O相套管的参数；K1、K3、K8通电时，接线方式用于测量A相套管的参数；K1、K3、K9通电时，接线方式用于测量B相套管的参数；K1、K3、K10通电时，接线方式用于测量C相套管的参数；K4、K5、K11通电时，接线方式用于测量Om相套管的参数；K4、K5、K12通电时，接线方式用于测量Am相套管的参数；K4、K5、K13通电时，接线方式用于测量Bm相套管的参数；K4、K5、K14通电时，接线方式用于测量Cm相套管的参数。
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