CN114545855A - 一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置 - Google Patents

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胡意华
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Abstract

本发明提供一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，涉及电力系统及电子技术领域。该精细快速调节变压器阻抗的装置，包括控制系统和传动机构，所述传动机构包括伺服电机、动铁磁分路、限位导杆、传动带轮。本发明提供一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，该精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置能够通过人机界面设定好的模拟变压器的阻抗值，PLC根据预置编程，自动驱动伺服电机，调整动铁磁分路与模拟变压器主铁心的搭接面积，并自动完成计算效验，从而精细快速的调节模拟变压器的阻抗达到设定值，其调节精确度高，节约时间。

Description

一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统及电子技术领域，具体为一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。
对电力系统继电保护产品以及直流输电系统换流变压器和交流滤波器保护产品进行动态模拟试验，用于检验电力系统的设计、构建、运维、管理和操控的可行性，验证各继电保护及子系统理论设计的可靠性和风险评估，是电力系统设计部门的常规手段。电力系统产品动态模拟试验需要用到一台模拟变压器，用来模拟电力系统线路中的主变压器各种故障状态，此模拟变压器的阻抗调节范围非常大，一般需要模拟变压器的阻抗可在3％～30％范围内调节。现有的模拟变压器阻抗调节是通过人为手动调节动铁磁分路与模拟变压器主铁心的搭接面积来实现阻抗调节，通过反复测量、计算，根据计算结果人为手动再次调节动铁磁分路位置，直到满足阻抗要求，非常耗费试验时间，且调节精度差，效率低下。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，解决了模拟变压器阻抗调节非常耗费试验时间，且调节精度差，效率低下的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种精细快速调节变压器阻抗的装置，包括控制系统和传动机构，所述传动机构包括伺服电机、动铁磁分路、限位导杆、传动带轮。
优选的，所述控制系统包括人机界面、PLC器件、数字量输出模块、电量采集模块、电流互感器、电机驱动器、调节电源、开关电源模块和动作器件组组成。
优选的，所述控制系统是指令输入输出单元，所述传动机构是指令执行单元。
优选的，一种精细快速调节变压器阻抗的方法，具体包括以下步骤：
S1.控制操作
在人机界面通过触摸的方式如输入相应的指令和参数进行控制；
S2.实施传动
数据输入完毕后通过PLC器件处理然后对传动机构实施相应的传动动作；
S3.开关操作
同时，数字量输出模块将PLC发出的指令转换成动作，传达给动作器件，实现弱电控制强电，完成电源的开关操作；
S4.参数显示
电量采集模块负责采集电压信息和电流互感器的电流信息，通过modbus-rtu通信送给人机界面屏幕显示各电量参数。
优选的，所述电机驱动器用来驱动伺服电机，设置堵转保护、过流保护，提高电机控制性能，缩短调节时间，提高调节效率。
优选的，所述动作器件组包括中间继电器和交流接触器，用来控制模拟变压器输入、输出断开与连接。
优选的，所述动铁磁分路由高性能取向硅钢片按一定尺寸堆叠而成。
优选的，所述伺服电机将收到的电信号转换成电机轴上的角位移，线性度和控制精度高。
(三)有益效果
本发明提供了一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置。具备以下有益效果：
本发明提供了一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，通过人机界面设定好的模拟变压器的阻抗值，PLC根据预置编程，自动驱动伺服电机，调整动铁磁分路与模拟变压器主铁心的搭接面积，并自动完成计算效验，从而精细快速的调节模拟变压器的阻抗达到设定值。
本发明提供了一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，能快速精细的按要求调节模拟变压器的阻抗值，不再需要试验人员反复手动调节调节后计算阻抗值根据计算结果再次调节，降低试验人员劳动强度，大幅缩短试验时间，提高试验效率。
附图说明
图1为本发明的调节流程示意图；
图2为本发明的调节原理示意图；
图3为本发明的控制系统布置示意图；
图4为本发明的传动机构示意图；
图5为本发明的变压器阻抗测量与调节人机界面示意图。
其中，1、伺服电机；2、动铁磁分路；3、限位导杆；4、传动带轮；5、控制系统；6、传动机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种精细快速调节变压器阻抗的装置，包括控制系统5和传动机构6，传动机构6包括伺服电机1、动铁磁分路2、限位导杆3、传动带轮4。
控制系统5包括人机界面、PLC器件、数字量输出模块、电量采集模块、电流互感器、电机驱动器、调节电源、开关电源模块和动作器件组组成，控制系统5是指令输入输出单元，传动机构6是指令执行单元。
一种精细快速调节变压器阻抗的方法，具体包括以下步骤：
S1.控制操作
在人机界面通过触摸的方式如输入相应的指令和参数进行控制，人机界面采用触摸屏，主要用来完成指令输入、电量参数的输入和显示，同时也可进行系统设置，具有16点DI，8点DO以及以太网功能，人机界面固定在变压器柜门上，方便人员操作与实时监控；
S2.实施传动
数据输入完毕后通过PLC器件处理然后对传动机构6实施相应的传动动作，PLC器件是整个控制系统5的核心，通过预置的编程，根据人机界面输入的指令和条件，确定传动机构6的运转方向、运转时间和运转频率，自动对传动机构6控制来完成指令；
S3.开关操作
同时，数字量输出模块将PLC发出的指令转换成动作，传达给动作器件，实现弱电控制强电，完成电源的开关操作；
S4.参数显示
电量采集模块负责采集电压信息和电流互感器的电流信息，通过modbus-rtu通信送给人机界面屏幕显示各电量参数。
电机驱动器用来驱动伺服电机，设置堵转保护、过流保护，提高电机控制性能，缩短调节时间，提高调节效率，动作器件组包括中间继电器和交流接触器，用来控制模拟变压器输入、输出断开与连接，动铁磁分路2由高性能取向硅钢片按一定尺寸堆叠而成，放置于变压器特定部位，用来对变压器铁心主磁通进行“分流”，通过调节动铁磁分路2与变压器铁心的搭接面积，从而调节磁通“分流”大小，最终调节主变压器的阻抗，伺服电机1将收到的电信号转换成电机轴上的角位移，线性度和控制精度高，通过限位导杆3、传动带轮4，精细调节改变动铁磁分路2与变压器铁心的搭接面积，达到精细调节变压器阻抗的功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种精细快速调节变压器阻抗的装置，包括控制系统(5)和传动机构(6)，其特征在于：所述传动机构(6)包括伺服电机(1)、动铁磁分路(2)、限位导杆(3)、传动带轮(4)。
2.根据权利要求1所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述控制系统(5)包括人机界面、PLC器件、数字量输出模块、电量采集模块、电流互感器、电机驱动器、调节电源、开关电源模块和动作器件组组成。
3.根据权利要求1所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述控制系统(5)是指令输入输出单元，所述传动机构(6)是指令执行单元。
4.一种精细快速调节变压器阻抗的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.控制操作
在人机界面通过触摸的方式如输入相应的指令和参数进行控制；
S2.实施传动
数据输入完毕后通过PLC器件处理然后对传动机构(6)实施相应的传动动作；
S3.开关操作
同时，数字量输出模块将PLC发出的指令转换成动作，传达给动作器件，实现弱电控制强电，完成电源的开关操作；
S4.参数显示
电量采集模块负责采集电压信息和电流互感器的电流信息，通过modbus-rtu通信送给人机界面屏幕显示各电量参数。
5.根据权利要求4所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述电机驱动器用来驱动伺服电机，设置堵转保护、过流保护，提高电机控制性能，缩短调节时间，提高调节效率。
6.根据权利要求4所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述动作器件组包括中间继电器和交流接触器，用来控制模拟变压器输入、输出断开与连接。
7.根据权利要求4所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述动铁磁分路(2)由高性能取向硅钢片按一定尺寸堆叠而成。
8.根据权利要求4所述的一种精细快速调节变压器阻抗的实现方法及装置，其特征在于：所述伺服电机(1)将收到的电信号转换成电机轴上的角位移，线性度和控制精度高。
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