一種變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及一種測試方法，具體是一種變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前對變壓器有載分接開關(guān)特性進行測試的測試方法有：

1)直流測試法：直流測試法優(yōu)點在于能測出變壓器有載分接開關(guān)過度電阻、過度時間等具體參數(shù)且可以根據(jù)得到的參數(shù)與銘牌數(shù)據(jù)進行對比，作為測試的重要依據(jù)。缺點在于直流源測試過程中易受變壓器繞組沖擊或直流電壓太低無法擊穿油膜而導(dǎo)致恒流源短時間內(nèi)斷流等情況出現(xiàn)，從而對變壓器有載分接開關(guān)切換過程中是否接觸不良等現(xiàn)象難以給出準確判斷。

2)交流測試法：變壓器有載分接開關(guān)交流測試方法的優(yōu)點在于交流源和變壓器運行條件相近，測試波形數(shù)據(jù)更能反映變壓器有載分接開關(guān)在運行中的實際情況，對切換過程中出現(xiàn)接觸不良或斷線等情況給出準確的判斷。缺點在于不能測試出過度電阻、切換時間等銘牌數(shù)據(jù)。

鑒于直流測試法和交流測試法的測試特點，亟需一種能同時進行交流特性和直流特性的變壓器有載分接開關(guān)特性測試裝置，至少部分減少上述兩種測試方法的缺點，優(yōu)化組合，使測試簡便快捷，測試結(jié)果更準確全面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種構(gòu)思合理，測試簡便、快捷，可通過使直流波形和交流波形同步比較，相互參考，給出更為準確的測試結(jié)果，測試結(jié)果更加全面的變壓器有載開關(guān)測試方法及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

上述的變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，包括上位機及與所述上位機相連的下位機；所述上位機包括測試界面模塊、查詢模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和上位機USB模塊；所述測試界面模塊與所述查詢模塊連接，所述查詢模塊分別連接所述存儲模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述存儲模塊和數(shù)據(jù)處理模塊均與所述上位機USB模塊連接并通過所述上位機USB模塊連接所述下位機；所述下位機包括ARM處理器、下位機USB模塊、電源模塊、存儲器、LCD顯示屏、鍵盤、信號處理電路、傳感器接入模塊、同步動態(tài)隨機存儲器和NorFlash閃存；所述ARM處理器分別與所述下位機USB模塊、電源模塊、存儲器、LCD顯示屏、鍵盤、同步動態(tài)隨機存儲器和NorFlash閃存連接；同時，所述ARM處理器通過所述下位機USB模塊與所述上位機USB模塊連接；所述信號處理電路一端連接所述ARM處理器，另一端連接所述傳感器接入模塊并通過所述傳感器接入模塊與變壓器有載開關(guān)連接。

所述變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，其中：所述信號處理電路是由二極管D1～D2、電容C1～C3、電阻R1～R7、光電耦合器U1和單向可控硅VS連接組成；所述二極管D2為穩(wěn)壓二極管，所述電容C1為濾波電容，所述電容C2為去耦電容；所述電阻R6一端通過電壓輸入端Vi連接所述傳感器接入模塊，另一端連接所述電阻R5一端；所述電阻R5另一端連接所述電容C3一端，所述電容C3另一端分別連接所述單向可控硅VS的K極和所述光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陰極；所述單向可控硅VS的A極接地，所述單向可控硅VS的G極連接于所述電阻R5與R6的連接點；所述電阻R7一端接地，另一端連接所述單向可控硅VS的G極；所述光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陰極連接所述電阻R4并通過所述電阻R4連接電源VCC2，所述光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陽極連接所述電阻R3并通過所述電阻R3連接電源VCC2，所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管集電極連接所述電阻R1并通過所述電阻R1連接電源VCC2，所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極通過輸出端Vo連接所述ARM處理器；所述電阻R2一端接地，另一端連接所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；所述電容C1和C2均一端接地，另一端連接所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；所述二極管D2的陽極端接地，陰極端連接所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；所述二極管D1的陽極端連接所述光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極，所述二極管D1的陰極端連接電源VCC1。

所述變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，其中：所述單向可控硅VS的型號為TL431。

一種變壓器有載開關(guān)測試方法，其基于變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，是采用上、下位機的測試，下位機能夠通過下位機USB模塊與上位機進行通信，上、下位機對信號進行分析處理和顯示，以判斷高壓開關(guān)的性能，保護電網(wǎng)的正常運行；測試方法具體包括如下步驟：

(1)對高壓開關(guān)測試裝置進行系統(tǒng)性的分析

根據(jù)系統(tǒng)的需求制定相應(yīng)的測試方法及參數(shù)，選擇用直線位移傳感器進行測量，測試出分合閘線圈的電流峰值以及變化曲線，制定出下位機需要實現(xiàn)的功能要求，提出整體測試數(shù)據(jù)；

(2)下位機硬件電路系統(tǒng)的分析

圍繞ARM處理器設(shè)計符合要求存儲器、下位機USB模塊、LCD顯示屏、信號處理電路一系列的功能模塊電路，檢測的行程信號通過位移傳感器引入系統(tǒng)，經(jīng)過模塊轉(zhuǎn)換后變成計算機可以識別的數(shù)字信號，電流信號采樣采用ARM處理器內(nèi)部自帶的8通道10位AD模塊來進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，確定電流信號的調(diào)理電路，開關(guān)量信號采樣反映斷路器實際所處的狀態(tài)、測試流程以及計算特性參數(shù)時的樣本數(shù)據(jù)，增加光耦模塊，系統(tǒng)進行測試時，針對分合閘線圈帶電判別，選擇分合閘線圈，帶電時刻作為系統(tǒng)開始采樣的起始點；

(3)系統(tǒng)的下位機軟件的分析；

(4)對下位機進行調(diào)試和測試。

有益效果：

本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)及方法構(gòu)思合理，測試準確且效果高，集成優(yōu)化了變壓器有載分接開關(guān)特性測試的兩種方式，使得測試變得更加簡便和快捷，可通過使直流波形和交流波形同步比較，相互參考，給出更為準確的測試結(jié)果，優(yōu)化現(xiàn)有兩種測試方法，測試結(jié)果更加全面。

附圖說明

圖1為本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)的信號處理電路的電路圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，包括上位機1和下位機2。

該上位機1包括測試界面模塊11、查詢模塊12、存儲模塊13、數(shù)據(jù)處理模塊14和上位機USB模塊15；其中，該測試界面模塊11與查詢模塊12電連接，該查詢模塊12分別連接存儲模塊13和數(shù)據(jù)處理模塊14，該存儲模塊13和數(shù)據(jù)處理模塊14均與上位機USB模塊15連接并通過上位機USB模塊15連接下位機2。

該下位機2包括ARM處理器20、下位機USB模塊21、電源模塊22、存儲器23、LCD顯示屏24、鍵盤25、信號處理電路26、傳感器接入模塊27、同步動態(tài)隨機存儲器28和NorFlash閃存29；其中，該ARM處理器20分別與下位機USB模塊21、電源模塊22、存儲器23、LCD顯示屏24、鍵盤25、同步動態(tài)隨機存儲器28和NorFlash閃存29連接；同時，該ARM處理器20通過下位機USB模塊21與上位機1的上位機USB模塊15連接；該信號處理電路26一端連接ARM處理器20，另一端連接傳感器接入模塊27并通過傳感器接入模塊27與變壓器有載開關(guān)3連接。

該信號處理電路26是由二極管D1～D2、電容C1～C3、電阻R1～R7、光電耦合器U1和單向可控硅VS連接組成，該二極管D2為穩(wěn)壓二極管，該電容C1為濾波電容，該電容C2為去耦電容，單向可控硅VS的型號為TL431；其中，該電阻R6一端連接電壓輸入端Vi，另一端連接電阻R5一端；該電阻R5另一端連接電容C3一端，電容C3的另一端分別連接單向可控硅VS的K極和光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陰極；該單向可控硅VS的A極接地，單向可控硅VS的G極連接于電阻R5與R6的連接點；該電阻R7一端接地，另一端連接單向可控硅VS的G極；該光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陰極連接電阻R4并通過電阻R4連接電源VCC2，該光電耦合器U1內(nèi)發(fā)光二極管陽極連接電阻R3并通過電阻R3連接電源VCC2，該光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管集電極連接電阻R1并通過電阻R1連接電源VCC2，該光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極接通過輸出端Vo連接ARM處理器20；該電阻R2一端接地，另一端連接光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；該電容C1～C2一端接地，另一端連接光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；該二極管D2的陽極端接地，陰極端連接光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極；該二極管D1的陽極端連接光電耦合器U1內(nèi)光敏三極管發(fā)射極，該二極管D1的陰極端連接電源VCC1。

其中，電壓信號從輸入端Vi獲得，輸入端Vi連接傳感器接入模塊27，電阻R6、R7為輸出電壓采樣電阻，當(dāng)輸入端Vi電壓高于設(shè)定值時，單向可控硅VS導(dǎo)通，光電耦合器U1導(dǎo)通，輸出端Vo輸出穩(wěn)定的直流電壓，電容C1和C2起濾波作用，可以將系統(tǒng)不需要的高頻和低頻噪聲濾除掉，提高系統(tǒng)信號處理的精度和穩(wěn)定性，另外采用穩(wěn)壓二極管D2限制輸入電壓幅值，同時輸入電壓V1還通過二極管與電源VCC1相連，以吸收瞬間的電壓尖峰。當(dāng)電壓超過二極管D2的閥值時，二極管D2導(dǎo)通，電壓尖峰的能量被與電源并聯(lián)的電容C1和電容C2吸收；并聯(lián)電阻R4的目的是給單向可控硅VS提供偏置電流，保證單向可控硅VS至少有1mA的電流流過；電容C3和電阻R3作為反饋網(wǎng)絡(luò)的補償元件，用以優(yōu)化系統(tǒng)的頻率特性。

本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試方法，其基于上述的變壓器有載開關(guān)測試系統(tǒng)，具體是采用上、下位機的測試，下位機能夠通過下位機USB模塊與上位機進行通信，上、下位機都能對信號進行分析處理和顯示，得以判斷高壓開關(guān)的性能，保護電網(wǎng)的正常運行；

本發(fā)明變壓器有載開關(guān)測試方法具體包括如下步驟：

(1)對高壓開關(guān)測試裝置進行系統(tǒng)性的分析

根據(jù)系統(tǒng)的需求制定相應(yīng)的測試方法及參數(shù)，選擇用直線位移傳感器進行測量，測試出分合閘線圈的電流峰值以及變化曲線，制定出下位機系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能要求，提出整體測試數(shù)據(jù)；

(2)下位機硬件電路系統(tǒng)的分析

圍繞ARM處理器設(shè)計符合要求存儲器、下位機USB模塊、LCD顯示屏、信號處理電路一系列的功能模塊電路，檢測的行程信號通過位移傳感器引入系統(tǒng)，經(jīng)過模塊轉(zhuǎn)換后變成計算機可以識別的數(shù)字信號，電流信號采樣采用ARM處理器內(nèi)部自帶的8通道10位AD模塊來進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，確定電流信號的調(diào)理電路，開關(guān)量信號采樣反映斷路器實際所處的狀態(tài)，是測試流程以及計算特性參數(shù)時的樣本數(shù)據(jù)，增加光耦模塊，系統(tǒng)進行測試時，針對分合閘線圈帶電判別，選擇分合閘線圈，帶電時刻作為系統(tǒng)開始采樣的起始點；

(3)系統(tǒng)的下位機軟件的分析；

(4)對下位機進行調(diào)試和測試。

綜上所述，本發(fā)明集成優(yōu)化了變壓器有載分接開關(guān)特性測試的兩種方式，使得測試變得更加簡便和快捷，可通過使直流波形和交流波形同步比較，相互參考，給出更為準確的測試結(jié)果，優(yōu)化現(xiàn)有兩種測試方法，測試結(jié)果更加全面。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。