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變壓器直阻速測儀技術(shù)方案

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快速測量變壓器繞組直流電阻的新方法 1電力">電力變壓器在制造、大修后，交接和預(yù)防性試驗中以及繞組平均溫升的測定和故障診斷等都必須進(jìn)行繞組直流電阻的測量，以對電力變壓器的特性進(jìn)行分析與判斷[1]。特別在預(yù)防性試驗中，試驗人員希望快速測出繞組的直流電阻并接近于實際運行狀態(tài)下的直流電阻值。但在實際測量中，由于變壓器的繞組具有很大的電感和微小的電阻，其固有時間常數(shù)t=L/R很大，采用常規(guī)的電橋法或直流壓降法測量，常常需要較長的時間才能達(dá)到平衡，從而無法實現(xiàn)快速測量[2]。盡管以后采取增大回路電阻的電路突變法、短路去磁法等方法來加快電路電流達(dá)到穩(wěn)定值的時間，雖然有所改善，但效果不大，不能從根本上實現(xiàn)快速測量?，F(xiàn)研究出一種新的快速測量方法，該方法簡易可靠，易于擴(kuò)展?，F(xiàn)介紹如下供參考。 2新方法的基本原理電力變壓器繞組可等效為一個電感和電阻R的串聯(lián)回路。繞組直流電阻的基本測量電路圖見圖1所示。合上開關(guān)K，回路電壓方程式為:E=L（di/dt） iR?？紤]到開關(guān)的非理想性，設(shè)合上開關(guān)后電壓E的時刻為t=0，此時電路中的瞬由式（5）可見，測量變壓器繞組直流電阻時不管電路狀態(tài)如何,只需依次測取式（5）中的i(t1)、i(t2)、i(t3)，在電源電勢E已知的條件下即可得到R的值。因此可使測量時間任意的短,以實現(xiàn)快速測量電力變壓器繞組的直流電阻R。本方法的突出優(yōu)點是，從根本上排除了電路的穩(wěn)定狀態(tài)對測量的影響，可最大限度地實現(xiàn)快速測量。這是其它測量方法無法達(dá)到的，它克服了傳統(tǒng)測量方法所需電源容量大及串入電阻、電容等附加測量元件對測量準(zhǔn)確度的影響。 3新方法的模擬試驗根據(jù)上述原理，使用Y/D（Z）工頻試驗變壓器和直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行了模擬試驗。試驗中利用串聯(lián)在測試電路中的取樣電阻來取得電流信號，電源電壓取為2.02V，取樣電阻R5=3.11Ω。用示波器錄取試驗波形。式中:US1、US2、US3分別為式（5）式中的i(t1)、i(t2)、i(t3)相對應(yīng)的取樣電阻上的電壓。利用示波器所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理,可以得到A值與時間的對應(yīng)關(guān)系。顯然，i=Us/Rs，據(jù)此比較式（6）與式（5）可得:R=Rs·E·A……(7) 即A值與R值僅相差一系數(shù)。比較圖3與圖2可見，當(dāng)時間經(jīng)過約0.4s，即電源電壓達(dá)到穩(wěn)定后，A值幾乎不變，求得這一段中A的平均值為0.525(V-1)，從而由式（7）求得R=3.298Ω，去除取樣電阻后為0.188Ω（這當(dāng)中還包含有接觸電阻）。這一結(jié)果與使用CA10型號速測儀測得的結(jié)果（0.180Ω）十分接近，說明了式（5）的正確性與可行性。測量所需時間不足1s，達(dá)到了快速測量的目的。雖然模擬試驗所采用的是工頻試驗變壓器與實際的電力變壓器的特性不盡相同，但能反映基本實質(zhì)過程。實際中的電力變壓器繞組直流電阻為mΩ級，可能會出現(xiàn)由于取樣電阻值的微小變化而引起測取的直流電阻存在較大的誤差，從而影響測量準(zhǔn)確度。所以在實際測量中應(yīng)采用準(zhǔn)確度高、頻帶寬的電流傳感器，而盡量避免采用取樣電阻。如果電流信號過小還應(yīng)當(dāng)在取樣/保持電路之前加放大器以放大信號滿足測量的需要。 4新方法的具體實現(xiàn) 綜上rn所述，新方法是依次測取式（5）中的各電流值，并進(jìn)行一定的計算，另外還需進(jìn)行一定的分析比較以提高測量準(zhǔn)確度。單片機(jī)內(nèi)含定時/計數(shù)器，并能進(jìn)行一定量的計算，完全能滿足上述要求，選用單片機(jī)制作的智能儀器還具有簡單、可靠、易于擴(kuò)展的優(yōu)點。圖4示出實現(xiàn)新方法以單片機(jī)為核心的智能儀器，以實現(xiàn)直流電阻的快速測量。圖中，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理部分主要完成從A/D轉(zhuǎn)換器讀入并存儲數(shù)據(jù)（即式（5）中的各電流值），利用式（5）進(jìn)行計算并存儲所得結(jié)果，分析、比較計算所得數(shù)據(jù)，對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行平均得出最終結(jié)果以及將最終結(jié)果轉(zhuǎn)化為BCD碼以供顯示等。單片機(jī)的控制部分主要是定時以控制采樣/保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器的工作，控制單片機(jī)讀入A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果和顯示所得結(jié)果等。單片機(jī)采用圖5所示的程序流程。 5結(jié)語經(jīng)過理論推導(dǎo)和模擬試驗得出了一種快速測量電力變壓器繞組直流電阻的新方法，并初步簡要介紹了智能儀器系統(tǒng)中單片機(jī)的功能和程序流程及實現(xiàn)方法，對電力部門測量變壓器繞組直流電阻有積極推動作用。這種新方法具有以下的特點: (1)在現(xiàn)場試驗測量中，可以實現(xiàn)快速測量; (2)不需要大容量電源，可減輕試驗設(shè)備重量和體積，從而降低了試驗成本; (3)無需減小時間常數(shù)τ，提高了測量準(zhǔn)確度; (4)采用了以單片機(jī)為核心的智能儀器系統(tǒng)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析、顯示，進(jìn)一步提高了測量準(zhǔn)確度; (5)智能儀器系統(tǒng)簡單、可靠，測量過程能自動完成，不需要人工干預(yù); (6)易于擴(kuò)展,可方便實現(xiàn)其他功能，如人機(jī)對話、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)通訊;通過修改程序，還能實現(xiàn)其他的功能等。產(chǎn)品簡介 1、變壓器繞組的直流電阻測試是變壓器在交接、大修和改變分接開關(guān)后，必不可少的試驗項目。通過測量變壓器繞組的直流電阻，可以檢查出引線的焊接或連接質(zhì)量，繞組有無匝間短路或開路，以及分接開關(guān)的接觸是否良好等情況。在以前對直阻的測量均采用QJ44雙臂電橋來測量，而這類電橋的測量電流為毫安級，測量起來時間需要很長，而且精度也較低。為了改變這種狀況，縮短測量時間以及減輕測試人員的工作負(fù)擔(dān)，本公司開發(fā)了NRZY-1A直流電阻快速測試儀。 2、本產(chǎn)品是取代直流單、雙臂電橋的高精度換代產(chǎn)品。儀器采用了先進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，其測量速度比電橋快一百多倍，顯示部分由四位半LCD液晶顯示測量結(jié)果，三位半LCD液晶顯示環(huán)境溫度或測試電流值，克服了其它同類產(chǎn)品由LED顯示值在陽光下不便讀數(shù)的缺點，同時具備了自動消弧功能。該直流電阻快速測試儀具有測速快、精度高、顯示直觀、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、耗電省、測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、不受人為因素影響等優(yōu)點。儀器內(nèi)裝可充電電池組(12V)，交直流兩用，便于現(xiàn)場及野外測試。 3、本公司生產(chǎn)的直流電阻快速測試儀符合DLT 845.3-2004《電阻測量裝置通用技術(shù)條件第3部分直流電阻測試儀》的要求。產(chǎn)品別稱直流電阻快速測試儀、變壓器直流電阻測試儀、變壓器直阻速測儀、變壓器直阻快速測試儀、感性負(fù)載直流電阻快速測試儀、感性負(fù)載直流電阻測試儀產(chǎn)品特征 1、測試速度快：直流電阻快速測試儀最大輸出充電電流可達(dá)1A，測量時能有效地補(bǔ)償大電感設(shè)備電流慣性，加速了鐵芯飽和從而縮短了充電時間，提高了測試速度，比傳統(tǒng)儀器單、雙臂電橋快幾百倍； 2、準(zhǔn)確度高：本儀器除了采用先進(jìn)的四端子測量法外，而且還采用先進(jìn)的恒流電源技術(shù)，使得對感性負(fù)載充電電流保持在一個相對的穩(wěn)定值，抗感能力穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，進(jìn)而保證了測量準(zhǔn)確度。并且采用國外進(jìn)口優(yōu)質(zhì)元器件，測量結(jié)果準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好； 3、測量范圍廣：電阻測量范圍為1μΩ～2KΩ，量程廣； 4、交直流兩用：本儀器內(nèi)附可充電電池組，交直流供電，便攜式設(shè)計，使用、攜帶方便。

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