CN2657012Y - 全自动电力保护ct伏安特性、变比、极性测试仪 - Google Patents

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陈前臣
李明贵
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Abstract

本实用新型涉及一种全自动电力保护CT的伏安特性曲线、变比和极性的测试仪，主要包括：一个由电机驱动自动调压的升压自耦调压器、一个升流器、一个单片机控制和测量电路、一个旋转鼠标操作控制器、一个320×240点阵图形式液晶点阵显示屏LCD和一套测量用电源切换电路，本实用新型调压过程是由CPU控制电机自动调压代替了人工手动调压过程，升压过程中操作人员不需与调压器等高电压部件接触，故安全性高；并且测量速度快、精度高，采用单线控制自动调压、自动测量；采用旋转鼠标作为操作输入工具，代替了传感按键等操作输入工具，操作非常简单、方便、快捷。

Description

全自动电力保护CT伏安特性、变比、极性测试仪
                       技术领域
本实用新型涉及一种CT伏安特性、变比、极性测试仪，特别涉及一种全自动电力保护CT的伏安特性曲线、变比和极性的测试仪。
                       背景技术
现在的测量电力保护CT伏安特性曲线、变比、极性的方法有两种：一种是传统的全手工测量方法，测量伏安特性曲线方法是采用普通调压器手动调整输出电压，接至CT的二次侧，并接上传统的电流、电压表，测量电压和电流的对应关系的伏安特性曲线，测变比方法是采用普通调压器手动调整输出电压，接至一个升流器，由升流器输出大电流接至CT的一次侧，CT二次侧短接采用传统电流表测量一次侧和二次侧电流，计算两侧电流之比值即测出变比值。第二种方法在传统全手工方法基础上进行改进、集成而成，该方法是将传统方法所用的调压器、升流器等集成放进一台仪器机箱内，将测量用的电流表、电压表等采用数字表头代替，并增加单片机部分，测量时仍采用传统手工调整调压器输出电压，各电压、电流数据由数字表头显示，数字表头的读数由单片机记录，测量的数据结果由单片机进行整理，自动打印出伏安特性曲线、计算变比和极性等。这两种方法均存在自动化程度低、操作效率低、使用安全性不高等缺点。
                        发明内容
本实用新型的目的为了克服上述存在的问题和缺点，而提供一种自动电力保护CT的伏安特性曲线、变比和极性的测试仪。该测试仪具有自动化程度高、操作直观方便、使用安全性高特点。
为达到上述目的，本实用新型提供了如下设计方案：
一种全自动测量电力保护CT的伏安特性、变比、极性的测试议，主要包括：一个由电机驱动自动调压的升压自耦调压器、一个升流器、一个单片机控制和测量电路、一个旋转鼠标操作控制器、一个320×240点阵图形式液晶点阵显示屏LCD、一套测量用电源切换电路，测试仪面板上设有8个端子，其中①、②为电源口，③、④为伏安特性测试口，⑤、⑥接CT一次测口，⑦和⑧接CT二次测口，升压自耦调压器一端通过切换继电器J1和J2的与输入的电源相连，自动调压器的滑动输出端接至切换继电器J3的3端，切换继电器J3的1端经过电流互感器I1接至端子③，切换继电器J3的2端与切换继电器J1的3端相连，并接至电压互感器V1和切换继电器J4的2端，由J4切换选择连接或不连接至升流器，升流器输出端经电流互感器I2接至装置输出端子⑤和⑥，装置输出端子⑦和⑧接至电流互感器I3，切换继电器J2直接与伏安特性测试口的端子④相连，自动调压器的滑动端驱动电机、4个切换继电器切换电路、旋转鼠标、320×240点阵LCD、模拟量输入电路预处理后接至A/D转换器都分别与单片机CPU相连。在CPU上设置一串行通信接口和/或打印机输出口。
所述自动调压器采用自动型自耦调压器，该调压器由铁芯及线圈部分21、调节电机部分22、和滑动旋臂组件23、24三部分组成，电机安装于铁芯及线圈部分的中间空心处，电机轴心与铁芯的轴心重合，电机轴上固定一个旋臂23，电机转动时带动旋臂转动，旋臂的端头安装有一滑动触头24。
与现有技术相比，本实用新型具有以下明显优点：1、调压过程是由CPU控制电机自动调压代替了人工手动调压过程。2、测量速度快、精度高，由于采用单线控制自动调压、自动测量。3、升压过程中操作人员不需与调压器等高电压部件接触，故安全性高。4、采用旋转鼠标作为操作输入工具，代替了传感按键等操作输入工具，操作非常简单、方便、快捷。
                       附图说明
图1为测试仪主机电路图。
图2为自动调压器结构示意图。
图3为外部升压器基本原理图。
图4为外接调压器基本原理图。
                     具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型由一个由电机驱动的自动调压升压自耦调压器
Figure Y20032011571100041
一个升流器
Figure Y20032011571100042
一个单片机控制和测量电路
Figure Y20032011571100043
一个旋转鼠标操作控制器 一个320×240点阵图形式液晶点阵显示屏(LCD)
Figure Y20032011571100045
一个微型打印机 几个电流电压传感器(I1-I4、V1-V2)以及4个切换继电器(J1-J4)组成。主机电路示意图如图1所示。
测试仪内部的电机驱动的自动调压升压自耦调压器的基本结构描述如下：结构示意图如图2所示，该调压器由铁芯及线圈部分21、调节电机部分22、和滑动旋臂组件23、24三部分组成。铁芯及线圈部分与传统的手动调压器的相同。调节电机为24V直流微型电机，电机安装于铁芯及线圈部分的中间空心处，电机轴心与铁芯的轴心重合，电机轴上固定一个旋臂23，电机转动时带动旋臂转动，旋臂的端头安装有一滑动触头24，滑动触头在线圈表面滑动，从滑动触头与线圈接触处取出的电压即是调节电压输出。
测试仪的基本连接方式描述如下：交流220V或380V电源由装置端子①、②分别接至切换继电器 和
Figure Y20032011571100052
的1端，由J1、J2切换接至自动调压器 的输入端，J1或直接接至切换继电器J3的2端，自动调压器的滑动输出端接至J3的3端，J3的切换端1可切换至3端接调压器输出，也可切换至2端直接接装置端子①。J3的1端经过电流互感器I1接至端子③，并接至电压互感器V1和切换继电器J4的2端，由J4切换选择连接或不连接至升流器 升流器输出端经电流互感器I1接至装置输出端子⑤和⑥，装置输出端子⑦和⑧接至电流互感器I3。
4个切换继电器由CPU通过切换电路进行控制，自动调压器的滑动端驱动电机由CPU通过电机驱动电路进行控制。I1-I3和V1-V2的信号输出由模拟量输入电路预处理后接至A/D转换器由CPU进行采样，CPU控制320×240点阵LCD 进行图形、汉字显示，控制打印机
Figure Y20032011571100056
打印测量结果，操作输入由旋转鼠标
Figure Y20032011571100057
通过旋转鼠标输入接口输入至CPU进行操作控制，CPU串行接口通过串行通信接口电路与外部PC机进行通信。
测试仪的基本工作原理描述如下：单片机作为装置的控制核心，控制电机驱动自动调压器调节输出电压，输出电压可以直接输出用于做伏安特性试验，也可以通过升流器转换成大电流输出用于做变比极性试验，还可以输出接至选配的外接升压器升至更高电压做伏安特性试验。装置本身还可以直接接外接调压器做伏安特性试验，各种试验方式由单片机控制切换电路中的继电器进行切换。各种试验中的试验电压、电流由传感器转变成小信号由单片机通过模数转换器进行采样，采样数据以及描绘出的曲线图等均可直接在LCD上显示，也可在微型打印机上打印输出。装置的操作输入由旋转鼠标进行，操作过程的光标指示及操作提示均在LCD上显示。具体几种测量方式的工作过程描述如下：
(1)用主机做CT伏安特性试验时：
主机电源输入端子1、2接交流220V或380V输入，输出端子3、4接被测CT二次侧。
接通切换继电器：J1：1-2，J2：1-2，J3：1-3，J4断开。
主机CPU控制电机调整输出电压，通过AD转换测量输出电压V1和电流I1，绘制CT伏安特性曲线。
(2)用主机和外部升压器做伏安特性试验时：
外部升压器基本原理示意图如图3所示。
主机电源输入端子1、2接交流220V或380V输入，主机3、4端子分别接至外部升压器9、10端子，升压器11、12端子接被测CT二次侧。
接通J1：1-2，J2：1-2，J3：1-3，J4断开。
主机CPU控制电机调整输出电压，再经过外部升压器输出至更高电压，外部调压器的输出电流I4和电压V2传感器输出接入主机，通过AD转换测量电流I4和电压V2，绘制CT伏安特性曲线。
(3)用外接调压器做伏安特性试验时：
外接调压器基本原理示意图如图4所示。外接调压器输入端子13、14接交流220V或380V电源输入，输出端子15、16接主机1、2端子，主机端子3、4接被测CT二次侧。
接通J1：1-3，J2：1-2，J 3：1-2，J4断开。
人工手动调整外接升压器的滑动触头调压，主机CPU通过AD转换测量电压V1和电流I1，绘制伏安特性曲线。
(4)用装置主机做变比极性试验：
主机电源输入端子1、2接交流220V或380V输入，将被测CT的一次侧接主机5、6端子，二次侧接主机7、8端子。
接通J1：1-2，J2：1-2，J3：1-3，J4：1-2。
主机CPU控制电机调压，通过AD转换测量电流I2、I3，计算CT变比。

Claims (3)

1、一种全自动测量电力保护CT的伏安特性、变比、极性的测试议，主要包括：一个由电机驱动自动调压的升压自耦调压器、一个升流器、一个单片机控制和测量电路、一个旋转鼠标操作控制器、一个320×240点阵图形式液晶点阵显示屏LCD、一套测量用电源切换电路，测试仪面板上设有8个端子，其中①、②为电源口，③、④为伏安特性测试口，⑤、⑥接CT一次测口，⑦和⑧接CT二次测口，其特征在于：升压自耦调压器一端通过切换继电器J1和J2的与输入的电源相连，自动调压器的滑动输出端接至切换继电器J3的3端，切换继电器J3的1端经过电流互感器I1接至端子③，切换继电器J3的2端与切换继电器J1的3端相连，并接至电压互感器V1和切换继电器J4的2端，由J4切换选择连接或不连接至升流器，升流器输出端经电流互感器I2接至装置输出端子⑤和⑥，装置输出端子⑦和⑧接至电流互感器I3，切换继电器J2直接与伏安特性测试口的端子④相连，自动调压器的滑动端驱动电机、4个切换继电器切换电路、旋转鼠标、320×240点阵LCD、模拟量输入电路预处理后接至A/D转换器都分别与单片机CPU相连。
2、根据权利要求1所述测试议，其特征在于：在CPU上设置一串行通信接口和/或打印机输出口。
3、根据权利要求1所述测试议，其特征在于：所述自动调压器采用自动型自耦调压器，该调压器由铁芯及线圈部分(21)、调节电机部分(22)、和滑动旋臂组件(23、24)三部分组成，电机安装于铁芯及线圈部分的中间空心处，电机轴心与铁芯的轴心重合，电机轴上固定一个旋臂(23)，电机转动时带动旋臂转动，旋臂的端头安装有一滑动触头(24)。
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