CN201974480U - 变压器电阻智能测量系统 - Google Patents

Abstract

一种变压器电阻智能测量系统，包括单片机、显示器、模数采样模块和前置抗干扰电路，其特征是：所述数据采集终端还包括带恒流源(1)的分流模块(2)，所述分流模块(2)的输出端与被测负载(10)两端连接，在被测负载(10)的副边接线柱(9)上并联反向接有续流二极管(8)。本实用新型通过小巧的恒流分流模块实现了通过处理器精确控制的恒流测试环境，配合软件控制对整个数据采集系统实现了高度的安全性与可靠性测试操作。

Description

变压器电阻智能测量系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统检测设备，具体说是一种变压器电阻智能测量系统。

背景技术

变压器绕组直流电阻的测量是其日常试验中的重要项目，通过直流电阻的测量，可检查线圈质量、分接开关位置接触是否良好、线圈或引线有无折断、并联支路的正确性、有无短路现象，是确定短路损耗的重要数据。因此在交接、预试、大修和调换分接开关后均需进行此项试验。近年来，随着电力系统容量的越来越大，变压器的容量也不断加大。变压器的容量越大，电压等级越高，电感与电阻的比值就越大，测量过程中的反向电势有可能造成测量系统的故障。且负载电流直接影响到测量的准确性，但目前没有好的方式解决此问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种变压器电阻智能测量系统，可以解决上述提出的问题，使测量过程得到精确控制，在测量过程的可靠性和安全性上得到大幅提高。

所述变压器电阻智能测量系统，包括单片机、显示器、模数采样模块和前置抗干扰电路，其特征是：还包括带恒流源的分流模块，所述分流模块的输出端与被测负载两端连接；在被测负载的副边接线柱上并联有反向续流二极管。

所述分流模块的分流控制端与单片机外接的数模转换器的输出端连接。

所述单片机通过驱动模块与继电器线圈连接，所述继电器线圈所控制的触点开关串联于负载副边接线柱与前置抗干扰电路之间。

作为一种实施例，所述分流模块包括一个运算放大器和作为恒流源的场效应管，所述运算放大器的输出端与场效应管的栅极连接，运算放大器的反相端与场效应管的源极连接，并通过恒流电阻接地，场效应管的漏极通过被测负载接到电源。

所述前置抗干扰电路包括串联连接的前置限幅电路、抗干扰电路和信号处理模块。

本实用新型采用软硬件嵌入式模块化设计体系结构，利用电子化的检测手段代替现有人工检测。本实用新型通过小巧的恒流分流模块实现了通过处理器精确控制的恒流测试环境，并因此可以预知并切换测量量程，负载通过反接大功率二极管卸除了可能由测试电路带来的反电势，配合软件控制对整个数据采集系统实现了高度的安全性与可靠性测试操作。

附图说明

图1是本实用新型电路结构示意图，

图2分流模块电路实施例。

图中：1-恒流源，2-分流模块，3-继电器线圈，4-驱动模块，5-单片机，6-模数采样模块，7-信号处理模块，8-续流二极管，9-副边接线柱，10-被测负载，11-分流控制端，12-运算放大器，13-显示器，14-场效应管，15-恒流电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：如图1中所示变压器电阻智能测量系统，包括单片机5、显示器13、模数采样模块6和前置抗干扰电路，还包括带恒流源1的分流模块2，所述分流模块2的输出端与被测负载10两端连接；在被测负载10的副边接线柱9上并联有反向续流二极管8。

所述分流模块2的分流控制端11与单片机5外接的数模转换器的输出端连接。由此，即可实现由单片机5通过程序控制所需要输出的电流，并预测到所检测的电压范围。

所述单片机5通过驱动模块4与继电器线圈3连接，所述继电器线圈3所控制的触点开关串联于负载副边接线柱9与前置抗干扰电路之间。因此单片机可以通过软件控制采样信号的输入通道。在预知采样电压超过上限时，可以控制断开采样通道，从而保护测量系统的安全。

作为一个优化的实施例，所述分流模块2包括一个运算放大器12和作为恒流源的场效应管14，所述运算放大器12的输出端与场效应管14的栅极连接，运算放大器12的反相端与场效应管的源极连接，并通过恒流电阻15接地，场效应管的漏极通过被测负载10接到电源。

所述前置抗干扰电路包括串联连接的前置限幅电路、抗干扰电路和信号处理模块7。

下面介绍具体的优化实现方案：

1.保护模块

1.1硬件保护模块

由愣次定理可知，当测试结束后会在变压器的两端产生反电动势。目前现场变压器绕组电感值基本比较大，所以反电动势的值一般会很高，远远超过设备元器件的反向耐压值，直接造成了仪器的损坏，为此我公司采用了硬件保护电路，利用大功率二极管成功的吸收了反电动势，并把反电动势钳位在0.7V，有效的解决的反电动势造成设备的损坏问题。在被测负载10的副边接线柱9上并联反向接有续流二极管8。

1.2软件保护模块

本系统的优化方案设备提供了6个测试档位，分别为10mΩ、100mΩ、1Ω、10Ω、100Ω、1kΩ，测试的恒流值分别为10A、10A、1A、1A、0.1A和0.01A。当某用户误操作的把一个很大电阻的被试品用一个很小量程的档位测试时，此档位便会出现超量程。由于我公司采用的是恒流源技术，由电路原理电压＝电流×电阻可知会在变压器两端产生一个远大于当前档位测试范围的电压值，此电压值很可能直接烧坏芯片，因此我公司率先采用了实时软件保护模块，当电压过大、出现超量程时，软件自动切断采样源，从而有效的保护了设备。

如图2所示，所述分流模块2包括一个运算放大器12和作为恒流源的场效应管14，所述运算放大器12的输出端与场效应管14的栅极连接，运算放大器12的反相端与场效应管的源极连接，并通过恒流电阻15接地，场效应管的漏极通过被测负载10接到数字电源。所述分流模块2的分流控制端11与单片机5自带的、或外接的数模转换器输出端连接。从而实现了单片机对测试负载的恒流控制。

当硬件保护不彻底时软件保护同样工作，实现了保护双保险，设备的稳定性得到了充分的保证。

2.数据转换模块

数模转换作为优化的实施例，我们选择了ICL7135AD转换芯片，ICL7135是个双积分AD转换器，转换后直接输出BCD码，输出的位数是4 1/2 Digit，因此大大简化了我们编程的复杂度。

采用CD4060为ICL7135提供clock时钟信号。

采用LM385为ICL7135提供基准源。

3.系统控制

系统采用增强型单片机为核心的控制方式，当需要测量时，cpu便选通恒流源，并启动分流电路模块，分流电路主要作用是将10A的恒流源分成0.01A、0.1A、1A、10A四个档位，电流确定后cpu通过采样电路进行采样，cpu将采集的数据进行分析，

本系统有如下优势：

①、采用了独特的精密分流技术，降低了硬件成本，提高了测试精度。

②、针对不同的干扰，设备同时采用了硬件保护和软件保护相结合的保护方式，提高了设备的安全性。

③、采用双积分AD转换芯片，增强了设备抗干扰能力。

④、采用了ATMEL公司的微处理器89c55wd，简化了外扩ROM和RAM的需求，缩小了电路板的体积，提高了仪器的可靠性。

Claims (5)

1.一种变压器电阻智能测量系统，包括单片机、显示器、模数采样模块和前置抗干扰电路，其特征是：还包括带恒流源(1)的分流模块(2)，所述分流模块(2)的输出端与被测负载(10)两端连接；在被测负载(10)的副边接线柱(9)上并联有反向续流二极管(8)。

2.根据权利要求1所述的变压器电阻智能测量系统，其特征是：所述分流模块(2)的分流控制端(11)与单片机(5)外接的数模转换器的输出端连接。

3.根据权利要求1或2所述的变压器电阻智能测量系统，其特征是：所述单片机(5)通过驱动模块(4)与继电器线圈(3)连接，所述继电器线圈(3)所控制的触点开关串联于负载副边接线柱(9)与前置抗干扰电路之间。

4.根据权利要求1或2所述的变压器电阻智能测量系统，其特征是：所述分流模块(2)包括一个运算放大器(12)和作为恒流源的场效应管(14)，所述运算放大器(12)的输出端与场效应管(14)的栅极连接，运算放大器(12)的反相端与场效应管的源极连接，并通过恒流电阻(15)接地，场效应管的漏极通过被测负载(10)接到电源。

5.根据权利要求1所述的变压器电阻智能测量系统，其特征是：所述前置抗干扰电路包括串联连接的前置限幅电路、抗干扰电路和信号处理模块(7)。 

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