CN218917541U

CN218917541U - 一种变压器检测装置

Info

Publication number: CN218917541U
Application number: CN202223274114.4U
Authority: CN
Inventors: 余少雄; 高飞; 向勇; 王定权
Original assignee: Chongqing Daqo Tailai Electric Co Ltd
Current assignee: Chongqing Daqo Tailai Electric Co Ltd
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2032-12-07

Abstract

本申请公开了一种变压器检测装置，涉及设备测试领域，该变压器检测装置包括两个输入端分别连接待测变压器的第一绕组的两端的第一采样电路，两个输入端分别连接所述待测变压器的第二绕组的两端的第二采样电路，两个输入端分别与所述第一采样电路的输出端、所述第二采样电路的输出端连接的处理电路，与所述处理电路的输出端连接的显示电路，用于显示所述显示信息。本申请公开的变压器检测装置，不需要多次接线，只需要一次接线，处理电路即可实现根据第一电压和第二电压确定待测变压器的变比和同名端的检测结果，并将根据该检测结果使输出电路显示相应的显示信息，相对现有测量方案更为高效、快捷、便于用户使用。

Description

一种变压器检测装置

技术领域

本实用新型涉及设备测试领域，特别涉及一种变压器检测装置。

背景技术

目前电力电子行业，对于小型隔离变压器的检测项目，主要是两项独立的检测项目：变比检测和同名端检测。由于变比检测和同名端检测之间并不关联，导致同一个变压器需要经历两次检测，每次检测都需要重新接线，从而耗费了大量的检测时间，使得检测效率较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种效率更高的变压器检测装置。其具体方案如下：

一种变压器检测装置，包括：

两个输入端分别连接待测变压器的第一绕组的两端的第一采样电路，所述第一采样电路用于对所述第一绕组的两端电压进行采样并输出第一电压；

两个输入端分别连接所述待测变压器的第二绕组的两端的第二采样电路，所述第二采样电路用于对所述第二绕组的两端电压进行采样并输出第二电压；

两个输入端分别与所述第一采样电路的输出端、所述第二采样电路的输出端连接的处理电路，用于根据所述第一电压和所述第二电压确定所述第一绕组和所述第二绕组的变比和同名端并根据所述变比和所述同名端输出显示信息；

与所述处理电路的输出端连接的显示电路，用于显示所述显示信息。

优选的，所述第一采样电路和所述第二采样电路均包括降压单元和分压单元，其中：

所述降压单元的两个输入端作为所述第一采样电路的两个输入端或所述第二采样电路的两个输入端，所述降压单元的输出端与所述分压单元的输入端连接；

所述降压单元用于对接收到的电压进行降压处理；

所述分压单元用于对接收到的电压进行抬升，以输出一个大于零的电压。

优选的，所述分压单元包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端均连接于同一公共点，所述公共点作为所述分压单元的输出端；

所述第一电阻的第二端连接预设电源；

所述第二电阻的第二端接地；

所述第三电阻的第二端作为所述分压单元的输入端。

优选的，所述降压单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和运算放大器，其中：

所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端作为所述降压单元的两个输入端；

所述第四电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；

所述第五电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述第六电阻的第一端连接所述运算放大器的同相输入端，第二端接地；

所述第七电阻连接于所述运算放大器的反相输入端和所述运算放大器的输出端之间；

所述运算放大器的输出端作为所述降压单元的输出端。

优选的，所述第一采样电路和所述第二采样电路均还包括跟随单元，其中：

所述跟随单元的输入端与所述分压单元的输出端连接；

所述跟随单元的输出端作为所述第一采样电路的输出端或所述第二采样电路的输出端。

优选的，所述处理电路包括：

两个输入端分别与所述第一采样电路的输出端、所述第二采样电路的输出端连接的加法计算子电路，用于对实时的所述第一电压和所述第二电压进行加法运算得到极性电压并输出；

三个输入端分别与所述第一采样电路的输出端、所述第二采样电路的输出端、所述加法计算子电路的输出端连接的有效值计算子电路，用于对所述第一电压、所述第二电压、所述极性电压分别进行有效值计算，得到对应的有效值并输出；

输入端与所述有效值计算子电路的输出端连接的比值计算子电路，用于根据所述第一电压和所述第二电压的有效值计算得到所述待测变压器的变比并输出；

输入端与所述有效值计算子电路的输出端连接的极性确定子电路，用于比较所述第一电压、所述第二电压和所述极性电压的有效值的数值大小，根据大小关系得出所述第一绕组和所述第二绕组中的同名端并输出；

两个输入端分别与所述比值计算子电路的输出端、所述极性确定子电路的输出端连接的信号生成子电路，用于根据所述变比和所述同名端输出所述显示信息。

优选的，所述变压器检测装置还包括第三采样电路，其中：

所述第三采样电路的两个输入端分别连接所述第一采样电路的一个输入端和所述第二采样电路的一个输入端，所述第一采样电路的另一个输入端和所述第二采样电路的另一个输入端连接；

所述第三采样电路用于获取所述第一绕组和所述第二绕组的总电压并输出极性电压。

优选的，所述处理电路包括：

三个输入端分别与所述第一采样电路的输出端、所述第二采样电路的输出端、所述第三采样电路的输出端连接的有效值计算子电路，用于对所述第一电压、所述第二电压、所述极性电压分别进行有效值计算，得到对应的有效值并输出；

输入端与有效值计算子电路的输出端连接的极性确定子电路，用于比较所述第一电压、所述第二电压和所述极性电压的有效值的数值大小，根据大小关系得出所述第一绕组和所述第二绕组中的同名端并输出；

优选的，所述变压器检测装置还包括交流电源，所述交流电源的两个输出端与所述第一绕组的两端连接，用于对所述第一绕组输出交流电压。

优选的，所述处理电路具体为DSP或FPGA。

本申请公开的变压器检测装置，不需要多次接线，只需要一次接线将待测变压器的绕组与第一采样电路、第二采样电路连接，处理电路即可实现根据第一电压和第二电压确定待测变压器的变比和同名端的检测结果，并将根据该检测结果使输出电路显示相应的显示信息，相对现有测量方案更为高效、快捷、便于用户使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种变压器检测装置的结构分布图；

图2为本实用新型实施例中一种采样电路的结构分布图；

图3为本实用新型实施例中一种处理电路的结构分布图；

图4a和图4b分别为本实用新型实施例中两个不同情况下的电压波形图；

图5为本实用新型实施例中另一种变压器检测装置的结构分布图；

图6为本实用新型实施例中另一种处理电路的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种变压器检测装置，参见图1所示，包括：

两个输入端分别连接待测变压器的第一绕组的两端的第一采样电路11，第一采样电路11用于对第一绕组的两端电压进行采样并输出第一电压；

两个输入端分别连接待测变压器的第二绕组的两端的第二采样电路12，第二采样电路12用于对第二绕组的两端电压进行采样并输出第二电压；

两个输入端分别与第一采样电路11的输出端、第二采样电路12的输出端连接的处理电路2，用于根据第一电压和第二电压确定第一绕组和第二绕组的变比和同名端并根据变比和同名端输出显示信息；

与处理电路2的输出端连接的显示电路3，用于显示显示信息。

可以理解的是，这里的待测变压器内部待测绕组包括第一绕组和第二绕组，通过本实施例中变压器检测装置即可实现对第一绕组和第二绕组的变比和同名端的确定，除了常规的只有两个隔离绕组的双绕组隔离变压器外，其他的变压器也可通过本实施例中的变压器检测装置对其内部绕组进行两两测试。

可以理解的是，第一采样电路11通过与第一绕组的连接关系，对第一绕组两端电压进行采样并将采样结果作为第一电压输出，第二采样电路12通过对第二绕组两端电压进行采样并将采样结果作为第二电压输出，过程中第一绕组和第二绕组之间进行了电磁转换，电磁转换的过程中第一绕组和第二绕组的变比和同名端决定了电磁转换的结果，也即第二电压基于第一电压的表现，处理电路2通过第一电压和第二电压分析第二电压基于第一电压的表现并得到相应的变比和同名端，进而输出显示信息，显示电路3在收到显示信息后进行显示，以将显示信息进行可视化处理，便于工作人员获取显示信息。

进一步的，第一采样电路11和第二采样电路12分别与第一绕组和第二绕组连接，第一采样电路11的两个输入端和第一绕组的两端的连接关系、第二采样电路12的两个输入端和第二绕组的两端的连接关系、第一绕组和第二绕组的连接关系，将体现在处理电路2对同名端的确定上，通常情况下，设定第一采样电路11的两个输入端为A+和A-，设定第二采样电路12的两个输入端为B+和B-，之后对于同名端的显示信息有以下几种方案：第一采样电路11的某一输入端和第二采样电路12的某一输入端为同名端，如A+和B+为同名端或A+和B-为同名端；第一采样电路11的预设输入端和第二采样电路12的预设输入端为同名端或非同名端，如A+和B+为同名端或A+和B+非同名端；分别对应同名端的第一采样电路11的两个输入端与第二采样电路12的两个输入端，如A+、A-分别与B、-B-为同名端，或A+、A-分别与B-、B+为同名端；第一采样电路11的两个预设输入端与第二采样电路12的两个预设输入端为同名端或非同名端，如A+、A-分别与B+、B-为同名端，或A+、A-分别与B+、B-非同名端，具体的显示信息可根据显示需求在处理电路2或显示电路3中设置。

可以理解的是，此处的显示电路3包括显示屏幕和显示屏幕的控制电路，显示屏幕包括且不限于LED显示屏、OLED显示屏、液晶显示屏。

可以理解的是，变压器检测装置还包括交流电源4，交流电源4的两个输出端与第一绕组的两端连接，用于对第一绕组输出交流电压，以使第一绕组与第二绕组进行电磁交流、第二绕组上产生相应的电压。其中，交流电源4可以选用使用方便的交流电网220V市电，也可以选用电压较低的交流电源，如24V或5V的交流电压，以避免未知变比或绕组高低侧时随意接线导致电压超出额定范围、损坏待测变压器或变压器检测装置，保证待测变压器和变压器检测装置的电路安全。

本实用新型实施例公开了一种具体的变压器检测装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

可以理解的是，第一采样电路11和第二采样电路12可采用相同的电路结构，但同一位置的元件可相应选择不同的参数，具体的，采样电路参见图2所示，第一采样电路11和第二采样电路12均包括降压单元01和分压单元02，其中：

降压单元01的两个输入端作为第一采样电路11的两个输入端或第二采样电路12的两个输入端，降压单元01的输出端与分压单元02的输入端连接；

降压单元01用于对接收到的电压进行降压处理；

分压单元02用于对接收到的电压进行抬升，以输出一个大于零的电压。

进一步的，分压单元02包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；

第一电阻R1的第一端与第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端均连接于同一公共点，公共点作为分压单元02的输出端；

第一电阻R1的第二端连接预设电源Vcc；

第二电阻R2的第二端接地；

第三电阻R3的第二端作为分压单元02的输入端。

进一步的，降压电源01可通过霍尔传感器实现，也可选择具体的元件组合，例如图2中，降压单元01包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和运算放大器U1，其中：

第四电阻R4的第一端和第五电阻R5的第一端作为降压单元01的两个输入端；

第四电阻R4的第二端连接运算放大器U1的同相输入端；

第五电阻R5的第二端连接运算放大器U1的反相输入端；

第六电阻R6的第一端连接运算放大器U1的同相输入端，第二端接地；

第七电阻R7连接于运算放大器U1的反相输入端和运算放大器U1的输出端之间；

运算放大器U1的输出端作为降压单元01的输出端。

可以理解的是，此处的预设电源Vcc具体为一个直流电源，具体电压可选+5V或其他电压值。

其中，降压单元01的目的是对真实的采样电压进行降压处理，以便其幅值在分压单元02处理后能够处于在后续处理电路2中可计算的电压范围，处理电路2可接收的电压为大于零的电压，因此分压单元02则用于将降压单元01的输出电压抬升到0V以上，且由于处理电路2为电子电路，通常的电压范围在0～3.3V之间，对应分压单元02的输出电压的范围一般为0～3.3V，进一步的，降压单元01通常将采样电压降压到±2V内，从而保证处理电路2的输出电压满足要求。降压单元01和分压单元02中的元器件基于以上处理目标选择不同的参数。

进一步的，在图2的采样电路中，采样电路的输入端，即降压单元01的两个输入端的电压为Vin，采样电路的输出端，即分压单元02的输出端的电压为Vout，此时可得出：

进一步的，采样电路还可包括跟随单元03，即第一采样电路11和第二采样电路12均还包括跟随单元03，其中：

跟随单元03的输入端与分压单元02的输出端连接；

跟随单元03的输出端作为第一采样电路11的输出端或第二采样电路12的输出端。

具体的，此处的跟随单元03用于隔离后端负载对采样电路的干扰，因此可选择运算放大器U2或其他电路结构来实现。

可以理解的是，处理电路2在收到第一电压和第二电压后对其进行分析并确定变比和同名端，由于此时的第一电压和第二电压是图2中采样电路处理后得到的，因此处理电路2可包括一个前置还原子电路，用于对接收到的第一电压和第二电压的电压值进行还原处理，还原处理后的第一电压和第二电压的电压数据对应真实的第一绕组的两端电压和第二绕组的两端电压，此处绕组的两端电压并非实际电压。进一步的，参见图3所示，处理电路2通常包括：

两个输入端分别与第一采样电路11的输出端、第二采样电路12的输出端连接的加法计算子电路201，用于对实时的第一电压和第二电压进行加法运算得到极性电压并输出；

三个输入端分别与第一采样电路11的输出端、第二采样电路12的输出端、加法计算子电路201的输出端连接的有效值计算子电路202，用于对第一电压、第二电压、极性电压分别进行有效值计算，得到对应的有效值并输出；

输入端与有效值计算子电路202的输出端连接的比值计算子电路203，用于根据第一电压和第二电压的有效值计算得到待测变压器的变比并输出；

输入端与有效值计算子电路202的输出端连接的极性确定子电路204，用于比较第一电压、第二电压和极性电压的有效值的数值大小，根据大小关系得出第一绕组和第二绕组中的同名端并输出；

两个输入端分别与比值计算子电路203的输出端、极性确定子电路204的输出端连接的信号生成子电路205，用于根据变比和同名端输出显示信息。

可以理解的是，实时的加法运算指的是同一采样时刻对应的第一电压和第二电压进行加法运算得到该采样时刻的极性电压，按照时序对每个采样时刻执行该步骤，则可得到对应第一电压和第二电压的极性电压的采样散点数据，如图4a和图4b所示，其中图4a为一种情况，图4b为相反的另一种情况，其中Vm11为第一电压，Vm12为第二电压，Vm10为实时的第一电压与第二电压进行相加后的结果。

进一步的，有效值极端子电路202对于第一电压、第二电压、极性电压的计算方式相同，均按照有效值计算公式进行运算即可，有效值计算公式具体为：

其中，t为采样时刻，T为交流电源的周期，V_t为采样时刻的待计算电压，待计算电压可以为第一电压、第二电压或极性电压。

可以理解的是，比值计算子电路203对第一电压的有效值和第二电压的有效值作除法运算即可得到待测变压器的变比并输出。

可以理解的是，极性确定子电路204可以根据第一电压、第二电压、极性电压的有效值的数值大小，确定第一绕组和第二绕组的同名端并输出，理论上，极性电压的有效值为第一电压的有效值与第二电压的有效值的和或差，具体的，若为和，则第一采样电路11的两个输入端A+、A-分别与第二采样电路12的两个输入端B+、B-对应为同名端，若为差，第一采样电路11的两个输入端A+、A-分别与第二采样电路12的两个输入端B-、B+对应为同名端。例如，第一电压的有效值为220V，第二电压的有效值为5V，如果极性电压的有效值为225V，即为第一电压和第二电压的有效值之和，如果极性电压的有效值为215V，即为第一电压和第二电压的有效值之差。

但是，和/差验证对有效值的计算精度较高，容易出现误差使得和/差均与极性电压的有效值不同，实际上此时极性电压的有效值必定接近于和或差中的一个，因此可通过对第一电压的有效值和第二电压的有效值进行加法和/或减法运算，比较极性电压的有效值与差值、和值的差距，以更靠近极性电压的有效值的运算结果作为结论依据。

当然，考虑到运算较为繁琐，可直接通过大小比较的形式完成极性电压为和值或差值的判断，具体的，比较第一电压、第二电压、极性电压的有效值的数值大小，如果极性电压的有效值为最大值，则认为极性电压的有效值为第一电压的有效值与第二电压的有效值的和，如果极性电压的有效值不是最大值，则认为极性电压的有效值为第一电压的有效值与第二电压的有效值的差。

可以理解的是，信号生成子电路205接收到变比和同名端的数据信息后生成相应的显示信息发送到显示电路3，使显示电路3根据显示信息进行相应的显示动作，此处不再赘述。

可以理解的是，本实施例中处理电路2具体可选DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或其他逻辑可编程电路来实现，此处不作限制，具体可根据实际需求进行选择。

本实用新型实施例公开了一种具体的变压器检测装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

具体的，参见图5所示，变压器检测装置还包括第三采样电路13，其中：

第三采样电路13的两个输入端分别连接第一采样电路11的一个输入端和第二采样电路12的一个输入端，第一采样电路11的另一个输入端和第二采样电路12的另一个输入端连接；

第三采样电路13用于获取第一绕组和第二绕组的总电压并输出极性电压。

可以理解的是，本实施例中利用第三采样电路13的连接方式，直接通过电路关系使第三采样电路13获取到第一绕组的两端电压和第二绕组的两端电压的实时总电压，仍以第一采样电路11的两个输入端为A+、A-，第二采样电路12的两个输入端为B+、B-为例，第三采样电路13的两个输入端可为A+、B-，从而实现实时总电压的获取，并通过第三采样电路13中一系列的转换输出极性电压，进而在总电压为第一绕组和第二绕组的两端电压的和时可确定A+和B+为同名端。

可以理解的是，第三采样电路13的内部电路连接结构可以参照上文实施例中对于第一采样电路11和第二采样电路12的描述，即图2中的电路结构，具体的元器件参数可根据实际工况进行确定。

进一步的，参见图6所示，处理电路2包括：

三个输入端分别与第一采样电路11的输出端、第二采样电路12的输出端、第三采样电路13的输出端连接的有效值计算子电路211，用于对第一电压、第二电压、极性电压分别进行有效值计算，得到对应的有效值并输出；

输入端与有效值计算子电路211的输出端连接的比值计算子电路212，用于根据第一电压和第二电压的有效值计算得到待测变压器的变比并输出；

输入端与有效值计算子电路211的输出端连接的极性确定子电路213，用于比较第一电压、第二电压和极性电压的有效值的数值大小，根据大小关系得出第一绕组和第二绕组中的同名端并输出；

两个输入端分别与比值计算子电路212的输出端、极性确定子电路213的输出端连接的信号生成子电路214，用于根据变比和同名端输出显示信息。

可以理解的是，由于此时的第一电压、第二电压和极性电压是图2中采样电路处理后得到的，因此处理电路2可包括一个前置还原子电路，用于对接收到的第一电压和第二电压的电压值进行还原处理，还原处理后的第一电压和第二电压的电压数据对应真实的第一绕组的两端电压和第二绕组的两端电压，此处绕组的两端电压并非实际电压。

可以理解的是，本实施例中处理电路2具体可选DSP、FPGA或其他逻辑可编程电路来实现，此处不作限制，具体可根据实际需求进行选择。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种变压器检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述变压器检测装置，其特征在于，所述第一采样电路和所述第二采样电路均包括降压单元和分压单元，其中：

所述降压单元用于对接收到的电压进行降压处理；

3.根据权利要求2所述变压器检测装置，其特征在于，所述分压单元包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第二端连接预设电源；

所述第二电阻的第二端接地；

所述第三电阻的第二端作为所述分压单元的输入端。

4.根据权利要求2所述变压器检测装置，其特征在于，所述降压单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和运算放大器，其中：

所述第四电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端；

所述第五电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述运算放大器的输出端作为所述降压单元的输出端。

5.根据权利要求2所述变压器检测装置，其特征在于，所述第一采样电路和所述第二采样电路均还包括跟随单元，其中：

所述跟随单元的输入端与所述分压单元的输出端连接；

6.根据权利要求1所述变压器检测装置，其特征在于，所述处理电路包括：

7.根据权利要求1所述变压器检测装置，其特征在于，还包括第三采样电路，其中：

8.根据权利要求7所述变压器检测装置，其特征在于，所述处理电路包括：

9.根据权利要求1至8任一项所述变压器检测装置，其特征在于，还包括交流电源，所述交流电源的两个输出端与所述第一绕组的两端连接，用于对所述第一绕组输出交流电压。

10.根据权利要求9所述变压器检测装置，其特征在于，所述处理电路具体为DSP或FPGA。