本發(fā)明涉及一種綜合性電氣試驗(yàn)裝置，特別涉及一種基于多功能線圈類設(shè)備綜合參數(shù)測(cè)試裝置的空載試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

線圈類設(shè)備(如各類變壓器、互感器等)在電力系統(tǒng)的各類設(shè)備中占有極其重要的地位，而其電氣試驗(yàn)項(xiàng)目較其他設(shè)備而言項(xiàng)目往往更多且更復(fù)雜。目前市場(chǎng)上針對(duì)線圈類設(shè)備每項(xiàng)試驗(yàn)基本都需配置一套專用試驗(yàn)儀器，且試驗(yàn)儀器都較為笨重。因此完成一個(gè)設(shè)備的試驗(yàn)往往需要多臺(tái)儀器。受限于場(chǎng)地及電源等因素，在現(xiàn)場(chǎng)工作中需要反復(fù)將儀器搬前搬后以及多次重復(fù)接線，工作效率較低。

具體而言，在互感器和電力變壓器電氣試驗(yàn)中，現(xiàn)在一般都是采用分立的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試的。試驗(yàn)電源通常采用電源控制箱(調(diào)壓器)進(jìn)行調(diào)節(jié)。再配合各種電壓表、電流表和功率表等表計(jì)進(jìn)行測(cè)量。電源控制箱主要是由一臺(tái)自耦調(diào)壓器構(gòu)成的，通常需要人工操作調(diào)節(jié)，試驗(yàn)過(guò)程需要人工邊觀察表計(jì)邊調(diào)節(jié)電壓，還得記錄相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果。對(duì)操作人員的要求比較高，操作過(guò)程也比較繁瑣，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，迎來(lái)了數(shù)字化的時(shí)代，測(cè)量?jī)x器也朝著智能化，數(shù)字化發(fā)展，目前大部分的測(cè)量?jī)x器都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，但在工頻耐壓、空負(fù)載及伏安特性等試驗(yàn)中還是普遍采用自耦調(diào)壓器作為試驗(yàn)電源，基本上以手工操作為主。試驗(yàn)時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)連接電源控制箱和測(cè)量表計(jì)，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，自動(dòng)化程度不高。

目前國(guó)內(nèi)外在綜合性電氣試驗(yàn)裝置的研究方面還是比較少見(jiàn)，大多數(shù)儀器還都存在功能單一，不同廠家的設(shè)備輸出結(jié)果的格式也不統(tǒng)一，對(duì)后期的數(shù)據(jù)分析整理歸檔也造成很多麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于多功能線圈類設(shè)備綜合參數(shù)測(cè)試裝置的空載試驗(yàn)方法，可以為電力檢測(cè)檢修工作帶來(lái)極大的便利。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于多功能線圈類設(shè)備綜合參數(shù)測(cè)試裝置的空載試驗(yàn)方法：

測(cè)試裝置的顯示控制部分根據(jù)接收到的用戶操作指令，來(lái)控制測(cè)試裝置的程控試驗(yàn)電源向被測(cè)設(shè)備輸出電壓連續(xù)可調(diào)的正弦波試驗(yàn)電源；

所述測(cè)試裝置的測(cè)量表計(jì)對(duì)程控試驗(yàn)電源所輸出的試驗(yàn)電源的電流及電壓信號(hào)進(jìn)行采集，并發(fā)送給所述顯示控制部分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

所述顯示控制部分進(jìn)行中斷判斷，來(lái)判斷是否出現(xiàn)中斷測(cè)量的情況；

沒(méi)有出現(xiàn)中斷測(cè)量的情況時(shí)，控制所述程控試驗(yàn)電源以自動(dòng)升壓的方式輸出試驗(yàn)電源，由所述顯示控制部分記錄升壓過(guò)程中的電壓及對(duì)應(yīng)電流值；

所述顯示控制部分進(jìn)行電壓判斷，來(lái)判斷所輸出的試驗(yàn)電源的電壓是否達(dá)到試驗(yàn)項(xiàng)目的電壓設(shè)定值；

當(dāng)電壓達(dá)到電壓設(shè)定值時(shí)，所述顯示控制部分對(duì)空載電流比進(jìn)行計(jì)算，或者對(duì)功率損耗值進(jìn)行記錄及處理。

可選地，所述試驗(yàn)項(xiàng)目是空載電流試驗(yàn)，則所述顯示控制部分對(duì)空載電流比進(jìn)行計(jì)算，包含：對(duì)升壓到電壓設(shè)定值時(shí)的對(duì)應(yīng)電流值，與un/√3時(shí)的電流值的比值進(jìn)行計(jì)算，得到所述空載電流比；un為被測(cè)設(shè)備的額定電壓。

可選地，所述試驗(yàn)項(xiàng)目是空載損耗試驗(yàn)，則所述電壓設(shè)定值是被測(cè)設(shè)備的額定電壓，所述顯示控制部分控制所述程控試驗(yàn)電源，逐相將試驗(yàn)電源升壓到額定電壓，并由所述顯示控制部分記錄試驗(yàn)電源電壓達(dá)到額定電壓時(shí)的功率損耗值；之后，所述顯示控制部分對(duì)所記錄的三相功率損耗值進(jìn)行比較，并對(duì)三相功率損耗值累加得到總功率損耗。

可選地，所述被測(cè)設(shè)備是電壓互感器，則所述程控試驗(yàn)電源通過(guò)設(shè)置在測(cè)試裝置主機(jī)上的電源輸出端，與被測(cè)的電壓互感器的二次繞組連接，來(lái)向其施加試驗(yàn)電源；所述電壓互感器的一次繞組末端出線端接地，其他繞組均開路。

可選地，所述被測(cè)設(shè)備是三相變壓器，則其中任意一相的接線方式，包含：所述程控試驗(yàn)電源通過(guò)設(shè)置在測(cè)試裝置主機(jī)上的電源輸出端，連接至所述三相變壓器上形成星形連接的一側(cè)線圈來(lái)向其施加試驗(yàn)電源，而所述三相變壓器上的另一側(cè)線圈形成三角形連接。

可選地，所述中斷判斷進(jìn)一步包含：

按鍵掃描，判斷有對(duì)應(yīng)測(cè)量中斷指令的按鍵或切換其他試驗(yàn)項(xiàng)目的按鍵被按下時(shí)，中斷測(cè)量；

過(guò)流判斷，判斷所輸出試驗(yàn)電源的電流超過(guò)試驗(yàn)項(xiàng)目要求的電流規(guī)定值時(shí)，中斷測(cè)量；

電源判斷，判斷所輸出試驗(yàn)電源中斷時(shí)，中斷測(cè)量。

可選地，所述顯示控制部分，進(jìn)一步包含：

32位arm單片機(jī)構(gòu)成的主控板，以及與所述主控板信號(hào)連接的液晶顯示器、非易失性存貯器、打印機(jī)、按鍵、外存接口和通訊接口；

所述顯示控制部分的主控板，還通過(guò)內(nèi)部串口與所述程控試驗(yàn)電源和測(cè)量表計(jì)分別連接，進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)傳輸。

可選地，所述程控試驗(yàn)電源設(shè)置有進(jìn)行spwm調(diào)制控制的單片機(jī)，來(lái)對(duì)ipm開關(guān)模塊進(jìn)行控制，以通過(guò)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)極性相反的參考正弦波與雙向三角載波交截來(lái)產(chǎn)生功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

可選地，所述測(cè)量表計(jì)包含測(cè)量用的電流互感器和電壓互感器，與所述電流互感器、電壓互感器相應(yīng)連接的程控放大器，與所述程控放大器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接的單片機(jī)，以及與測(cè)量表計(jì)的單片機(jī)連接的存儲(chǔ)器和串口模塊。

本發(fā)明所述基于多功能線圈類設(shè)備綜合參數(shù)測(cè)試裝置的空載試驗(yàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1、測(cè)試裝置中集成了合理的功能模塊，有效減少試驗(yàn)設(shè)備數(shù)量；

2、高效可靠地實(shí)現(xiàn)線圈類設(shè)備空載試驗(yàn)(如電壓互感器空載電流試驗(yàn)、變壓器的空載電流及空載損耗試驗(yàn)等)，自動(dòng)化程度高；

3、能夠基于電力電子技術(shù)，提供可調(diào)頻調(diào)幅的三相變頻電源；

4、通過(guò)單片機(jī)及相關(guān)采集模塊實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算，最終采用液晶顯示器輸出結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)繪制勵(lì)磁特性曲線等功能；

5、接線方案安全簡(jiǎn)便，最大程度降低現(xiàn)場(chǎng)工作量。

本發(fā)明所述測(cè)試裝置及其空載試驗(yàn)方法，一旦在各電網(wǎng)公司和設(shè)備廠家投入使用，必將直接為電力檢測(cè)檢修工作帶來(lái)極大的便利，有效保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，提高電網(wǎng)的安全水平，避免重大事故的發(fā)生，能夠產(chǎn)生的直接或間接的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述測(cè)試裝置中顯示控制部分的連接示意圖；

圖2是本發(fā)明所述測(cè)試裝置中程控試驗(yàn)電源的示意圖；

圖3是本發(fā)明所述測(cè)試裝置中測(cè)量表計(jì)的示意圖；

圖4是本發(fā)明所述測(cè)試裝置進(jìn)行電壓互感器空載電流試驗(yàn)的接線圖；

圖5是本發(fā)明所述測(cè)試裝置進(jìn)行變壓器空載電流、空載損耗試驗(yàn)時(shí)的單相加壓接線圖；

圖6是本發(fā)明所述測(cè)試裝置進(jìn)行空載電流試驗(yàn)的流程圖；

圖7是本發(fā)明所述測(cè)試裝置進(jìn)行空載損耗試驗(yàn)的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述多功能線圈類設(shè)備綜合參數(shù)測(cè)試裝置，包含三大部件：顯示控制(人機(jī)界面)部分、程控試驗(yàn)電源、多功能測(cè)量表計(jì)。

其中，所述顯示控制部分能夠接受用戶操作指令，控制程控試驗(yàn)電源和測(cè)量表計(jì)各自有序工作，以及顯示、打印、保存測(cè)量結(jié)果。本例中以32位arm單片機(jī)為核心，配合320×240液晶顯示器作為人機(jī)交互界面，裝置還配置了微型打印機(jī)，用于打印輸出測(cè)量結(jié)果，內(nèi)附非易失性存貯器，用于保存測(cè)量結(jié)果。還配置外存接口和通訊接口，用于聯(lián)機(jī)操作。該部分電路與程控試驗(yàn)電源和測(cè)量表計(jì)部分通過(guò)內(nèi)部串口進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳送。使得裝置可根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的功能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。

如圖2所示，所述程控試驗(yàn)電源采用可程控的電子調(diào)壓裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的自耦調(diào)壓器，它具有可調(diào)壓調(diào)頻功能，輸出電壓頻率穩(wěn)定性好?；趕pwm調(diào)制原理，利用兩個(gè)極性相反的參考正弦波與雙向三角載波交截產(chǎn)生功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本例中以單片機(jī)經(jīng)過(guò)軟件程序編程實(shí)現(xiàn)spwm調(diào)制波，控制大功率ipm開關(guān)模塊的工作，通過(guò)反饋電壓與采樣電壓比例比較控制占空比實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。這樣由高性能數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行控制的spwm調(diào)制技術(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)字電源，可輸出電壓連續(xù)可調(diào)的正弦波試驗(yàn)電源。

如圖3所示，所述多功能測(cè)量表計(jì)，通過(guò)一片高性能單片機(jī)分別對(duì)試驗(yàn)時(shí)的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣計(jì)算，得出電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)及頻率等電參量。本例中采用了高性能的雙16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，作為主要的數(shù)據(jù)采集芯片，保證了測(cè)量的高精度。測(cè)量原理采用同步高速采樣技術(shù)，對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行同步采樣，將采樣數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器中，然后將采樣數(shù)據(jù)按照電工學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算得到各電參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。

基于該測(cè)試裝置，例如可以完成電壓互感器的感應(yīng)耐壓、伏安特性和空載電流等試驗(yàn)；完成35kv及以下電壓等級(jí)變壓器的感應(yīng)耐壓、短路阻抗等至少3項(xiàng)以上集成功能，并能實(shí)現(xiàn)一次性接線，無(wú)需外接任何設(shè)備；通過(guò)外接試驗(yàn)電源(需另外購(gòu)置)，可完成110kv及以上電壓等級(jí)主變壓器的特性試驗(yàn)；可作為變頻電源，進(jìn)行容性設(shè)備諧振耐壓試驗(yàn)，并同時(shí)具有自動(dòng)調(diào)諧和手動(dòng)調(diào)諧兩種模式；具有過(guò)壓過(guò)流過(guò)載過(guò)溫等多項(xiàng)保護(hù)功能，具有自動(dòng)升降壓和手動(dòng)操作兩種模式。

如圖4所示，測(cè)試裝置在進(jìn)行電壓互感器的空載電流試驗(yàn)中，測(cè)試裝置主機(jī)上的電源輸出端連接被測(cè)電壓互感器的二次繞組(a,n端)，向其施加試驗(yàn)電源；所述電壓互感器的一次繞組末端出線端子x接地，其他繞組均開路。

如圖5所示，測(cè)試裝置在三相變壓器的空載電流、空載損耗試驗(yàn)中進(jìn)行a相加壓接線時(shí)，測(cè)試裝置主機(jī)上的電源輸出端可連接被測(cè)三相變壓器上的任意一側(cè)線圈向其施加試驗(yàn)電源；本例中是連接至星形接線的初級(jí)線圈(a,n端)，而使變壓器的次級(jí)線圈三角形連接。b、c相加壓時(shí)的接線類似。

本發(fā)明使用所述測(cè)試裝置進(jìn)行的空載電流試驗(yàn)，是將電壓升壓到設(shè)定點(diǎn)并記錄電流值與電壓，將設(shè)定點(diǎn)時(shí)的電流值與在un/√3時(shí)的電流值進(jìn)行比較計(jì)算出他們的比值(即空載電流比)，整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行過(guò)壓過(guò)流、電源狀態(tài)和鍵盤中斷判斷。

如圖6所示，空載電流試驗(yàn)包含以下流程：在顯示控制部分的人機(jī)交互界面選擇空載電流試驗(yàn)項(xiàng)目，測(cè)試裝置進(jìn)行按鍵掃描，來(lái)執(zhí)行與該項(xiàng)目相應(yīng)的動(dòng)作。先進(jìn)行中斷判斷，例如當(dāng)過(guò)流判斷發(fā)現(xiàn)超過(guò)空載電流試驗(yàn)規(guī)定的電流值，或通過(guò)電源判斷發(fā)現(xiàn)電源意外中斷時(shí)，或者掃描發(fā)現(xiàn)按下了中斷按鍵或切換其他試驗(yàn)項(xiàng)目的按鍵時(shí)，中斷測(cè)量。

如果沒(méi)有中斷測(cè)量的情況，測(cè)試裝置可以通過(guò)程控試驗(yàn)電源，以自動(dòng)升壓的方式向待測(cè)設(shè)備(電壓互感器或變壓器等)提供試驗(yàn)電源，并對(duì)供電電源的電壓進(jìn)行過(guò)壓判斷，直到電壓達(dá)到試驗(yàn)規(guī)定的閾值后，對(duì)空載電流比進(jìn)行計(jì)算及結(jié)果顯示。試驗(yàn)期間，測(cè)試裝置還會(huì)在人機(jī)界面顯示試驗(yàn)項(xiàng)目相應(yīng)的參數(shù)及其調(diào)整數(shù)值、試驗(yàn)結(jié)果等各種信息。

本發(fā)明使用所述測(cè)試裝置進(jìn)行的空載損耗試驗(yàn)，是逐相將電源升壓到額定電壓下并記錄功率值保存，等三相測(cè)量結(jié)束后進(jìn)行累加計(jì)算出總功率損耗，并且各相功率損耗可以顯示比較，整個(gè)過(guò)程進(jìn)行過(guò)壓過(guò)流、電源狀態(tài)和鍵盤中斷判斷。其軟件流程如下顯示：

如圖7所示，空載損耗試驗(yàn)包含以下過(guò)程：在顯示控制部分的人機(jī)交互界面選擇空載損耗試驗(yàn)項(xiàng)目，測(cè)試裝置進(jìn)行按鍵掃描，來(lái)執(zhí)行與該項(xiàng)目相應(yīng)的動(dòng)作。先進(jìn)行中斷判斷(按鍵掃描、過(guò)流判斷及電源判斷)，若發(fā)現(xiàn)相應(yīng)中斷情況則中斷測(cè)量。

如果沒(méi)有中斷測(cè)量的情況，測(cè)試裝置可以通過(guò)程控試驗(yàn)電源，以自動(dòng)升壓的方式向待測(cè)三相變壓器的其中一相提供試驗(yàn)電源，并對(duì)供電電源的電壓進(jìn)行過(guò)壓判斷，直到電壓達(dá)到而沒(méi)有超過(guò)試驗(yàn)規(guī)定的數(shù)值后，對(duì)這一相的功率損耗值進(jìn)行記錄。判斷是否完成了所有三相功率損耗值的記錄，如果沒(méi)有完成，則進(jìn)行升壓初始化，將試驗(yàn)電源的電壓恢復(fù)到升壓前的初始值，以便在切換為另一相接線后能夠重新進(jìn)行自動(dòng)升壓至功率損耗值記錄的操作過(guò)程；如果所有三相功率損耗值的記錄都已完成，則可以進(jìn)行空載損耗的計(jì)算處理。試驗(yàn)期間，測(cè)試裝置會(huì)在人機(jī)界面顯示試驗(yàn)項(xiàng)目相應(yīng)的參數(shù)及其調(diào)整數(shù)值、試驗(yàn)結(jié)果等各種信息。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。