CN206945841U - 消谐电阻器的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种消谐电阻器的检测装置，包括电源模块、控制电路、信号发生电路、大功率放大电路、升压电路、测试接口和采样电路；电源模块供电；采样电路采样测试接口输出的电能信号和被测消谐电阻器的输出电能信号并上传控制电路；控制电路接收采样信号对消谐电阻器进行检测，也发出控制信号控制信号发生电路产生测试信号；信号发生电路产生测试信号通过大功率放大电路放大后再通过升压电路升压，并通过测试接口加载到被测消谐电阻器的两端。本实用新型能够独立的完成消谐电阻器的检测，而且精度高，效果好；而且搭配相应的HMI人机接口模块，能够实现所述检测结果的实时显示和打印，使用方便而且直观。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种消谐电阻器的检测装置。
背景技术
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源。
目前国内电网10～35kV系统普遍采用中性点非有效接地系统，非有效接地系统本身就是一种容易激发谐振的系统。再加上电网系统都非常庞大，所带负荷类型也非常多样。线路侧或负荷侧的各种接地故障都有可能激发铁磁谐振，也可能造成互感器一次绕组中出现高幅值涌流，常见的故障表现是互感器发生烧毁或熔断器频繁断线。
为解决此类问题，各种一、二次的消谐方式在电力系统中得到应用。根据多年积累的运行经验来看，互感器一次侧N端加装非线性电阻消谐器可以同时抑制铁磁谐振和高幅值涌流，是目前比较成熟有效的一种消谐方式。
但随着一次消谐器的普遍应用，其运行过程中会遇到长期通流带来的发热，或者系统事故的大电流冲击，从而可能使其性能有所下降；应及时进行试验、检测、维修或更换，这就需要对其参数进行定期测量。主要检测方法为：普通万用表法，摇表法，手动升压法。
上述几类检测方法不足之处为：
1、由于消谐器采用大功率非线性材料制作，其阻值随电流而变化，消谐器的测量一般为通过一定电流时测量其两端电压，普通万用表，摇表电流非常小，测量其真实阻值难度较大；
2、手动升压法，一般采用外接调压器、变压器、电流表、电压表组成测试平台。通过内接调压器、变压器形成一套手动升压电路，再通过数字测量电路进行测量调节。调压器有最小檔位，全靠手动旋钮进行调节，精度低。现场安全风险高，人员有触电风险。只能测试几个点，无法绘制全伏安特性曲线，不利于对消谐器的全面分析。测试的几个数据点无法实时切换查看；
3、目前的检测方法无法对一次消谐器的伏安特性与互感器励磁特性的匹配性进行检测，容易造成一次消谐器的安装造成电力系统三相电压不平衡现象的出现，引起电力系统保护装置误动或拒动，造成变电站停电，导致大面积停电。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够独立完成消谐电阻器的检测，而且精度高，效果好的消谐电阻器的检测装置
本实用新型提供的这种消谐电阻器的检测装置，包括电源模块、控制电路、信号发生电路、大功率放大电路、升压电路、测试接口和采样电路；电源模块给所述消谐电阻器的检测装置供电；采样电路用于采样测试接口输出的电能信号和被测消谐电阻器的输出电能信号，并将采样信号输入控制电路；控制电路用于接收采样电路上传的采样信号对所述消谐电阻器进行检测，同时也用于发出控制信号控制信号发生电路产生测试信号；信号发生电路产生测试信号后通过大功率放大电路进行功率放大后再通过升压电路进行升压，最后通过测试接口加载到被测消谐电阻器的两端。
所述的消谐电阻器的检测装置还包括HMI人机接口模块；所述HMI人机接口模块与控制电路连接，用于提供所述使用者与消谐电阻器的检测装置的人机交换接口。
所述的HMI人机接口模块包括液晶显示屏、触摸屏和打印机。
所述的控制电路为由型号为STM32F407VGT6的单片机芯片构成的电路。
所述的信号发生电路包括依次串接的由型号为AD9883的芯片构成的正弦波发生电路、由运算放大器构成的衰减电路和由型号为AD603构成的可变增益放大电路；正弦波发生电路产生正弦波后，通过衰减电路衰减后再通过可变增益放大电路进行放大，从而得到最终需要的信号。
所述的采样电路包括电压采样电路和电流采样电路；所述电压采样电路和电流采样电路均包括依次串接的同相电压放大电路、波形正峰值采样检波电路、波形负峰值采样检波电路和差模放大电路；被采样的电压或电流信号通过同相电压放大电路进行放大后，再通过波形正峰值采样检波电路、波形负峰值采样检波电路分别检测采样波形的正峰值和负峰值，然后再通过差模放大电路从而得到采样信号的峰峰值。
本实用新型提供的这种消谐电阻器的检测装置，通过控制器控制信号发生电路产生相应的测试电源信号，再通过大功率放大电路和升压电路进行功率放大和升压，从而为被测消谐电阻器提供测试电源，同时还通过采样电路采集原始输出的测试电源信号和消谐电阻器的输出电源信号，通过两者的对比对被测消谐电阻器进行检测，因此本实用新型能够独立的完成消谐电阻器的检测，而且精度高，效果好；而且搭配相应的HMI人机接口模块，能够实现所述检测结果的实时显示和打印，使用方便而且直观。
附图说明
图1为本实用新型的功能模块示意图。
图2为本实用新型的功能模块连接图。
图3为本实用新型的控制电路的电路原理图。
图4为本实用新型的信号发生电路的电路原理图。
图5为本实用新型的采样电路中电压采样电路的电路原理图。
图6为本实用新型的采样电路中电流采样电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种消谐电阻器的检测装置，包括控制电路、信号发生电路、大功率放大电路、升压电路、测试接口、采样电路和HMI人机接口模块；采样电路用于采样测试接口输出的电能信号和被测消谐电阻器的输出电能信号，并将采样信号输入控制电路；控制电路用于接收采样电路上传的采样信号对所述消谐电阻器进行检测，同时也用于发出控制信号，控制信号发生电路产生测试信号；信号发生电路产生测试信号后通过大功率放大电路进行功率放大后再通过升压电路进行升压，最后通过测试接口加载到被测消谐电阻器的两端；所述HMI人机接口模块与控制电路连接，用于提供所述使用者与消谐电阻器的检测装置的人机交换接口；所述的HMI人机接口模块包括液晶显示屏、触摸屏和打印机。
如图3所示为本实用新型的控制电路的电路原理图：本实用新型的控制电路采用单片机芯片STM32F407VGT6作为主芯片；芯片的12脚和13脚连接由晶振X1、电容C13和C14构成的晶振电路；芯片的其它引脚则与相应的信号发生电路、采样电路连接。
如图4所示为本实用新型的信号发生电路的电路原理图：在本实施例的图标电路中，信号发生电路主要用于产生正弦波测试电路；信号发生电路包括依次串接的由型号为AD9883的芯片构成的正弦波发生电路、由运算放大器构成的衰减电路和由型号为AD603构成的可变增益放大电路；正弦波发生电路产生正弦波后，通过衰减电路衰减后再通过可变增益放大电路进行放大，从而得到最终需要的信号。
具体的，芯片U3的型号为AD9883，该芯片为DDS芯片，用于产生基础正弦波信号；芯片的1脚通过电容C34连接电源信号，芯片的2脚为供电引脚，直接连接电源；芯片的3脚通过电容C30接地；芯片的4脚直接接地；芯片的5脚直接连接晶振电路X2；芯片的6~8脚与控制电路连接；芯片的9脚为模拟地信号，连接模拟地信号；芯片的10脚为信号输出引脚；AD9883产生的正弦波型号通过由运放U15-B构成的信号衰减电路后，再通过由运放U15-A构成的电压跟随器提高带载能力和信号隔离，然后再次通过由型号为AD603构成的可变增益放大电路。可变增益放大电路主要由型号为AD603的放大器芯片构成：芯片的1脚和2脚连接控制器电路，为可控增益的输入信号控制端；芯片的3脚为输入引脚，连接输入的正弦波信号；芯片的4脚为公共端，连接模拟地信号；芯片的5脚为回馈引脚，通过电阻R43采样输出信号进行回馈；芯片的7脚为输出引脚；芯片的8脚直接连接电源信号。可变增益放大电路的输出端通过由运放U16-A构成的电压跟随器进行电压跟随和隔离后，再通过由运放U11-A构成的信号处理电路，最终再次通过由运放U11-B构成的电压跟随器输出最终的正弦波信号。
如图5所示为本实用新型的采样电路中电压采样电路的电路原理图：电压采样电路的电压采样信号首先通过由运放U8-B构成的同相信号放大电路进行放大，经过放大后的信号分为两路，一路通过由运放U7-A构成的正峰值采样检波电路检测采样信号的正峰值信号，另一路则通过由运放U7-B构成的负峰值采样检波电路检测采样信号的负峰值信号；而通过正峰值采样检波电路和负峰值采样检波电路后的两路信号再通过由运放U8-A构成的差模放大电路，将正峰值采样检波电路和负峰值采样检波电路的输出信号进行差模放大，从而得到电压信号的峰峰值检测结果信号。
如图6所示为本实用新型的采样电路中电流采样电路的电路原理图：电流采样电路的电流采样信号首先通过由运放U6-B构成的同相信号放大电路进行放大，经过放大后的信号分为两路，一路通过由运放U2-A构成的正峰值采样检波电路检测采样信号的正峰值信号，另一路则通过由运放U2-B构成的负峰值采样检波电路检测采样信号的负峰值信号；而通过正峰值采样检波电路和负峰值采样检波电路后的两路信号再通过由运放U6-A构成的差模放大电路，将正峰值采样检波电路和负峰值采样检波电路的输出信号进行差模放大，从而得到电流信号的峰峰值检测结果信号。
Claims (6)
1.一种消谐电阻器的检测装置，其特征在于包括电源模块、控制电路、信号发生电路、大功率放大电路、升压电路、测试接口和采样电路；电源模块给所述消谐电阻器的检测装置供电；采样电路用于采样测试接口输出的电能信号和被测消谐电阻器的输出电能信号，并将采样信号输入控制电路；控制电路用于接收采样电路上传的采样信号对所述消谐电阻器进行检测，同时也用于发出控制信号控制信号发生电路产生测试信号；信号发生电路产生测试信号后通过大功率放大电路进行功率放大后再通过升压电路进行升压，最后通过测试接口加载到被测消谐电阻器的两端。
2.根据权利要求1所述的消谐电阻器的检测装置，其特征在于所述的消谐电阻器的检测装置还包括HMI人机接口模块；所述HMI人机接口模块与控制电路连接，用于提供使用者与消谐电阻器的检测装置的人机交换接口。
3.根据权利要求2所述的消谐电阻器的检测装置，其特征在于所述的HMI人机接口模块包括液晶显示屏、触摸屏和打印机。
4.根据权利要求1~3之一所述的消谐电阻器的检测装置，其特征在于所述的控制电路为由型号为STM32F407VGT6的单片机芯片构成的电路。
5.根据权利要求1~3之一所述的消谐电阻器的检测装置，其特征在于所述的信号发生电路包括依次串接的由型号为AD9883的芯片构成的正弦波发生电路、由运算放大器构成的衰减电路和由型号为AD603构成的可变增益放大电路；正弦波发生电路产生正弦波后，通过衰减电路衰减后再通过可变增益放大电路进行放大，从而得到最终需要的信号。
6.根据权利要求1~3之一所述的消谐电阻器的检测装置，其特征在于所述的采样电路包括电压采样电路和电流采样电路；所述电压采样电路和电流采样电路均包括依次串接的同相电压放大电路、波形正峰值采样检波电路、波形负峰值采样检波电路和差模放大电路；被采样的电压或电流信号通过同相电压放大电路进行放大后，再通过波形正峰值采样检波电路、波形负峰值采样检波电路分别检测采样波形的正峰值和负峰值，然后再通过差模放大电路从而得到采样信号的峰峰值。
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| CN108845184A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-20 | 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 | 非线性电阻参数测试仪 |
| CN109245770A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-18 | 南宁职业技术学院 | 信号采样电路 |
| CN110895297A (zh) * | 2019-12-08 | 2020-03-20 | 国网河南省电力公司洛阳供电公司 | 一种用于电压互感器消谐装置的性能检测装置 |
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| CN108845184B (zh) * | 2018-04-28 | 2021-04-16 | 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 | 非线性电阻参数测试仪 |
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