CN208921791U - 一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，包括电源模块、模拟电阻输入模块、电流转电压模块、模数转换模块、微控制单元以及显示模块；所述电源模块为待测档位变送器提供电源，所述模拟电阻输入模块模拟实际工况下换流变压器分接开关向待测档位变送器输入电阻，待测档位变送器输出电流经所述电流转电压模块至模数转换模块，再由所述模数转换模块将电压信号转换为数字信号，并传送给所述微控制单元，所述数字信号经所述微控制单元处理与识别后，所述数字信号表示的档位通过所述显示模块显示出来，对输出档位并与输入档位进行比较，从而判定变送器的功能是否正常。本实用新型的测试仪具有体积小、重量轻、操作方便的特点。

Description

一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪

技术领域

本实用新型涉及电力系统仪器仪表的应用领域，尤其涉及一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪。

背景技术

换流变压器是换流站中重要的设备之一，主要用于配合换流阀进行交流和直流电能之间的转换。换流变压器与普通变压器的一个重要的区别就是具备有载调压功能，且有载分接开关的分接头档位非常多，一般可以达到20~30个档位。作为连接交流和直流系统的桥梁，换流变压器需要频繁地使用有载分接开关进行阀侧交流电压的调节，因而其分接开关当前的档位值是直流控保系统中重要的输入量。分接开关档位的采集是否正确、及时，对于整个换流站能否正常平稳运行具有十分重大的意义。

以往在换流变压器设备运行与检修的过程中，对于档位不一致或变送器本身的报警，处理方案都是更换档位变送器。由于缺乏有效的档位变送器检测手段，无法判断档位变送器是否确实损坏，即使最后发现不一定是档位变送器模块发生故障，也不会将换下的变送器重新装回去，只能将所有疑似故障的档位变送器全部更换，造成了极大的浪费。

因此，设计制作一种用于检测换流变压器中的档位变送器测试仪，就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，该测试仪能够判定档位变送器的功能是否正常，为换流变压器设备的检修提供准确依据，节约了维修费用，提高了维修效率。

为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，包括电源模块、模拟电阻输入模块、电流转电压模块、模数转换模块、微控制单元（MCU）以及显示模块；所述电源模块为待测档位变送器提供电源，所述模拟电阻输入模块模拟实际工况下换流变压器分接开关向待测档位变送器输入电阻，待测档位变送器输出电流经所述电流转电压模块至模数转换模块，再由所述模数转换模块将电压信号转换为数字信号，并传送给所述微控制单元，所述数字信号经所述微控制单元处理与识别后，所述数字信号表示的档位通过所述显示模块显示出来；

所述待测档位变送器包括第一至三个接点，所述模拟电阻输入模块向第一和三接点之间输入电阻值，所述第二和第三接点之间接输入电阻R0，所述第二和第三接点之间接互补电阻R1，R0和R1的和为恒定值。

进一步的，所述R0和R1计算公式为：

。

进一步的，所述模拟电阻输入模块包括第一、第二档位切换旋钮和若干电阻，所述第一档位切换旋钮用于设定虚拟档位的个位数，所述第二档位切换旋钮用于设定虚拟档位的十位数；所述第一档位切换旋钮为三位双路联动按钮，联动的两部分同一档位分别连接的电阻阻值之和为恒定值；将九只电阻串联形成电阻排，在每两个电阻之间引出一个抽头，并将所有的抽头接到所述第一、第二档位切换旋钮中，所述电阻排的两端串接到所述第一、第二档位切换旋钮中；所述第一、第二档位切换旋钮形成两路输出，一路输出R0，一路输出R1。

进一步的，所述待测档位变送器输出回路串联一只电流表，所述电流表用于辅助判断变送器的功能是否正常。

另一种改进，所述模拟电阻输入模块有两个，分别用于检测待测档位变送器U5和待测档位变送器U7。目前档位变送器有两个型号，分别为U5和U7。

更进一步，所述联动的两部分同一档位分别连接的电阻回路中，每只电阻阻值均为100欧姆，联动的每个部分连接有三只电阻。

另一种改进，所述电阻排的九只电阻的阻值分别为10欧姆。

进一步的，所述用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，还包括面板，所述面板上设置电源入口、输出电流显示面板、输出档位显示面板和待测档位变送器接入口；所述第一、第二档位旋钮也设置在所述面板上。

进一步的，所述待测档位变送器通过7针航空插头配合屏蔽电缆与所述待测档位变送器接入口连接。

本实用新型的一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，通过使用模拟电阻输入模块模拟换流变压器档位信号，给待测档位变送器一个电阻输入，并对该变送器的输出信号进行采样与分析，最后得到输出档位并与输入档位进行比较，从而判定变送器的功能是否正常。本实用新型使用电子电路的方法进行设计，具有体积小、重量轻、操作方便的特点。

附图说明

图1为本实用新型的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪一个实施例的电路框图；

图2为图1所示的测试仪的电阻排的电路原理图；

图3为图1所示的测试仪的面板与接口的设计图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型提出的一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪进行详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1和2所示，本实用新型的一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，包括电源模块、模拟电阻输入模块、电流转电压模块、模数转换模块、微控制单元（MCU）以及显示模块。电源模块为待测档位变送器提供电源，模拟电阻输入模块模拟实际工况下换流变压器分接开关向待测档位变送器输入电阻，待测档位变送器输出电流经电流转电压模块至模数转换模块，再由模数转换模块将电压信号转换为数字信号，并传送给微控制单元，数字信号经微控制单元处理与识别后，数字信号表示的档位通过显示模块显示出来。本实用新型中，待测档位变送器有两个，型号分别为U5和U7。向待测档位变送器输入的电源为110V，模数转换模块选用PCF8591模块，MCU选用STC89C52。

本实施例中，通过使用模拟电阻输入模块模拟变压器档位信号，给档位变送器U5一个电阻输入，并将档位变送器U5的输出4-20mA电流信号送给电流转电压模块，电流转电压模块将0-20mA电流转变为0-5V电压信号，进一步通过PCF8591模块转换为数字信号送给MCU。此外，还可以将档位变送器U5的输出电流作为电流型档位变送器U7的输入，并将档位变送器U7的输出4-20mA电流送给电流转电压模块，电流转电压模块将0-20mA电流转变为0-5V电压信号，进一步通过PCF8591模块转换为数字信号送给MCU。最后通过MCU对对测量信号进行数字滤波处理，使用查表对照的方式判别当前的变送器输出应对应哪一个档位，显示在显示模块（数码管）上。同时在两个档位变送器的输出回路上各串连一个电流表，用于辅助判断变送器的功能是否正常。

档位变送器U5和U7均包括第一至三个接点21、22、23，根据电阻式档位变送器的输入原理，档位变送器需要在第一和三接点21、23之间输入所需的电阻值，其中，第二和第三接点22、23之间接输入电阻R0，第二和第三接点之间接互补电阻R1，R0和R1的和为恒定值。R0和R1计算公式为：

。

模拟电阻输入模块包括第一、第二档位37、38切换旋钮和若干电阻。第一档位切换旋钮37用于设定虚拟档位的个位数，档位从0到9；第二档位切换旋钮38用于设定虚拟档位的十位数；第一档位切换旋钮37为三位双路联动按钮，档位分别从10到12，联动的两部分同一档位分别连接的电阻阻值之和为恒定值，电路中总共设置六只电阻，每只电阻阻值均为100欧姆。考虑到电阻数量较多，电路较为复杂，将九只0.1%精度的高精度10欧姆电阻串联形成电阻排，在每两个电阻之间引出一个抽头，并将所有的抽头接到第一、第二档位切换旋钮37、38中，电阻排的两端串接到第一、第二档位37、38切换旋钮中；第一、第二档位切换旋钮37、38形成两路输出，一路输出R0，一路输出R1。模拟电阻输入模块的误差在1%以内。

如图3所示，本实用新型的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，还包括面板，面板上设置电源入口31、U5输出电流显示面板32、U7输出电流显示面板33、输出档位显示面板34和圆形的档位变送器U5接入口35、档位变送器U7接入口36；第一、第二档位37、38旋钮也设置在面板上，通过旋转旋钮可以控制不同的档位输出。电源入口31下方为电源开关。输出档位显示面板34用于显示档位变送器U5和档位变送器U7的输出档位。通过对比输出档位与输入档位，即可判断档位变送器是否出现了故障。两个电流输出面板可以直接显示两个变送器的输出电流（4-20mA），可用于辅助判断变送器的功能是否正常。

本实用新型的测试仪使用三根接线，一根220V电源线用于提供仪器电源，两根电7针航空插头配合屏蔽电缆用于连接待测档位变送器接入口和档位变送器U5、U7。只检测档位变送器U5时，档位变送器U7的连接电缆可以不接。一方面保证了接线的方便与牢固，另一方面也避免了信号传输受到电磁干扰。

本实用新型的测试仪外形为120mm*120mm*220mm的长方体，外壳使用1mm厚铝制外壳，外壳侧面开圆形散热孔，面板采用定制的不锈钢金属拉丝面板，并使用220V交流电源接入。

基于对本实用新型优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本实用新型并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本实用新型宗旨或范围的对本实用新型的许多显而易见的改变同样可能达到本实用新型的目的。

Claims (9)

1.一种用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，包括电源模块、模拟电阻输入模块、电流转电压模块、模数转换模块、微控制单元以及显示模块；所述电源模块为待测档位变送器提供电源，所述模拟电阻输入模块模拟实际工况下换流变压器分接开关向待测档位变送器输入电阻，待测档位变送器输出电流经所述电流转电压模块至模数转换模块，再由所述模数转换模块将电压信号转换为数字信号，并传送给所述微控制单元，所述数字信号经所述微控制单元处理与识别后，所述数字信号表示的档位通过所述显示模块显示出来；

所述待测档位变送器包括第一、第二和第三三个接点，所述模拟电阻输入模块向第一和三接点之间输入电阻值，所述第二和第三接点之间接输入电阻R0，所述第二和第三接点之间接互补电阻R1，R0和R1的和为恒定值。

2.根据权利要求1所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述R0和R1计算公式为：

3.根据权利要求1所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述模拟电阻输入模块包括第一、第二档位切换旋钮和若干电阻，所述第一档位切换旋钮用于设定虚拟档位的个位数，所述第二档位切换旋钮用于设定虚拟档位的十位数；所述第一档位切换旋钮为三位双路联动按钮，联动的两部分同一档位分别连接的电阻阻值之和为恒定值；将九只电阻串联形成电阻排，在每两个电阻之间引出一个抽头，并将所有的抽头接到所述第一、第二档位切换旋钮中，所述电阻排的两端串接到所述第一、第二档位切换旋钮中；所述第一、第二档位切换旋钮形成两路输出，一路输出R0，一路输出R1。

4.根据权利要求1所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述待测档位变送器输出回路串联一只电流表，所述电流表用于辅助判断变送器的功能是否正常。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述模拟电阻输入模块有两个，分别用于检测待测档位变送器U5和待测档位变送器U7。

6.根据权利要求3所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述联动的两部分同一档位分别连接的电阻回路中，每只电阻阻值均为100欧姆，联动的每个部分连接有三只电阻。

7.根据权利要求3所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述电阻排的九只电阻的阻值分别为10欧姆。

8.根据权利要求5所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，还包括面板，所述面板上设置电源入口、输出电流显示面板、输出档位显示面板和待测档位变送器接入口；所述第一、第二档位旋钮也设置在所述面板上。

9.根据权利要求8所述的用于检测换流变压器中的档位变送器的测试仪，其特征在于，所述待测档位变送器通过7针航空插头配合屏蔽电缆与所述待测档位变送器接入口连接。