高壓輸電線路參數測試儀的製作方法

2023-10-10 16:33:59

專利名稱：高壓輸電線路參數測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試儀，尤其是一種適用於高壓輸電線路的參數測試儀，屬於供電測試技術領域。
背景技術：
目前工程上測量高壓輸電線路工頻參數通常使用三相法，測量正序參數時，需施加三相電源，測量三相的電壓、電流及功率信號；測量零序參數時，需施加單相電源，測量單相的電壓、電流及功率信號。由於尚無理想的測試儀器，因此測試時需要使用大功率的三相變壓器、調壓器，在被測線路上施加工頻電壓後，藉助電流表、電壓表、功率表等分立測量表計，通過讀取各表刻度並經相應的運算後求得各參數值。測試儀器的體積和重量較大，尤其是各表計間的連接複雜，測量不同的參數時需改變測量接線及儀表接線，測試試驗繁瑣。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種繼電器控制迴路，從而通過控制繼電器的不同狀態，使用小功率的移頻信號，提出一種無需手動改變被測線路的接線關係即可測量各種所需高壓輸電線路工頻參數的高壓輸電線路參數測試儀。
為了達到以上目的，本實用新型的高壓輸電線路參數測試儀包括CPU模塊、移頻信號發生模塊、IPM模塊、濾波電路、三相變壓器、輸出採樣及控制模塊、AD轉換電路、驅動電路、模擬量處理模塊以及顯示裝置，電源輸入經移頻信號發生模塊產生移頻信號後接IPM模塊，由IPM模塊放大輸出後接濾波電路，濾波電路的輸出經三相變壓器與輸出採樣及控制模塊連接，所述輸出採樣及控制模塊的信號輸出端經模擬量處理和AD轉換模塊後，接CPU的信號輸入端，所述CPU的顯示信號輸出端接顯示裝置。此外，輸出採樣及控制模塊中含有繼電器控制迴路，所述繼電器控制迴路接三相變壓器的副邊，其中兩相分別接兩串聯繼電器、另一相接一繼電器後輸出接負載，所述三相變壓器副邊的中點經一繼電器接地。
這樣，只要根據需要，改變各繼電器的通斷狀態，即可改變負載的接線方式，構成所需的測試迴路，向負載輸出不同的測試電源輸出信號，從而完成測量正序參數時的三相電壓、電流及功率測試，以及測量零序參數時的單相電壓、電流及功率測試等各種所需參數的測試，還構成了使用單相電源測量三相參數所需要的測量迴路，可以使用單相法通過序阻抗矩陣計算得到所需要的三相參數，完全不需手動改變被測線路的接線關係，大大簡化了測試操作，提高了工作效率，並且有助於減小儀器的體積及重量，為現場試驗帶來了極大的方便。
使用測試儀時，將輸出採樣及控制模塊中繼電器控制迴路的測試端外接負載，通過液晶屏上顯示的菜單由旋鈕選擇確認測量操作，儀器自動控制被測負載線路的接線方式，施加移頻測量信號至被測負載，採樣的信號經過相應處理及計算後，將測量結果通過CPU顯示在液晶屏上，必要時可由測試人員選擇保存或列印。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明

圖1為本實用新型一個實施例的測量接線示意圖。
圖2為圖1實施例的電路原理框圖。
圖3為圖1實施例的繼電器自動控制迴路示意圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的高壓輸電線路參數測試儀，進行零序阻抗測量時接線示意圖參見圖1。測量時，僅需將被測線路的測量引線與儀器的測量線正確連接，運行後，儀器即可根據測量指令自動輸出功率進行測量計算，並將測量結果顯示在液晶屏上，非常方便。
本實施例的電路原理框圖如圖2所示，框圖中包括實現本實用新型所需要的各單元模塊及接口關係，其中0為MB(母板)電路板，1為CPU電路板，2為Signal信號發生電路板，3為IPM電路板，4為LC濾波電路，5為變壓器，6為Relay輸出採樣及控制電路板，7為負載Zx，8為液晶屏及旋鈕，9為AD電路板，10為IO驅動電路板，11為Deal模擬量處理電路板，12為Power電源模塊。
以上各部分的連接及信號傳遞關係是相關電路板(1、2、9、10、11、12)分別通過一接插件與MB(0)接插，實現以下連接CPU電路板(1)採用PC104高速工控機作為中央處理器，發出控制指令進行全局控制，有一接口與液晶屏LCD(8)進行通訊，顯示程序界面及相關數據，並接收外界對旋鈕的指令；作為移頻信號發生模塊的Signal信號發生電路板(2)插在MB(0)上，在CPU模塊(1)控制下，產生移頻信號，並通過一接插件與IPM電路板(3)相連，進行移頻功率信號放大(詳細描述見後)；IPM電路板(3)根據Signal電路板(2)傳遞過來的移頻控制信號，產生用於測量的大功率移頻信號，送給濾波電路(4)進行波形處理；三相LC濾波電路(4)濾除IPM(3)發出的SPWM變頻功率信號中的高頻諧波成分，提高波形質量之後，接三相變壓器(5)；三相變壓器Tr(5)將濾波後的IPM功率信號進行隔離後接Relay輸出採樣及控制模塊(6)；該Relay模塊(6)將變壓器隔離後的移頻信號進行輸出控制，根據不同的測量任務以及IO電路板(10)傳遞的指令控制繼電器的狀態，切換測量迴路的形式，測量負載Zx(7)參數，並對輸出的電壓、電流信號進行採樣，將得到的二次信號經過電纜線送給Deal電路板(11)進行處理；負載Zx(7)與Relay模塊(6)的輸出相連，將移頻電壓、電流信號引入被測負載上進行測量操作；LCD液晶屏及旋鈕(8)顯示程序界面，並由旋鈕得到的控制指令通過數據線發送給CPU模塊(1)進行響應；AD模塊(9)從MB(0)上得到需處理的模擬信號，在內部進行相關計算及處理，將得到的結果通過MB(0)上的數據線送給CPU(1)處理；IO驅動電路(10)根據MB(0)上傳遞的數據指令，驅動Relay模塊(6)上的繼電器，控制測量迴路的形式；Deal模擬量處理板(11)將從Relay模塊(6)中採樣得到的電壓電流信號進行模擬量處理，並將處理後的模擬信號經過MB(0)送給AD模塊(9)，輸入到CPU電路板(1)。Power電源模塊(12)插在MB(0)上，經過MB(0)將+5V、±12V、-24V等電源送給各模塊。以上有關模塊在CPU(0)的統一指令控制下，按照預設的程序，響應測試任務，完成測量操作。
圖2中Relay輸出採樣及控制電路板中的繼電器控制迴路如圖3所示，三相變壓器副邊的中點經常開繼電器J6接地，副邊的A相經常閉繼電器J1後接測試輸出端A，副邊的B、C兩相分別經串聯的常閉繼電器J2、J4和J3、J5接另兩測試輸出端B和C。並且J4、J5兩繼電器的常開觸點與A相相連。
使用測試儀時，藉助繼電器控制迴路可以施加三相電源，測量正序阻抗及零序阻抗，以及施加單相電源測量線路的相自阻抗及相互阻抗。具體控制要求如下
測量相自阻抗時在線路對側三相短路接地的條件下，A、B、C三相線路中，任兩相懸空，施加電壓、電流測量第三相線路對地的阻抗，結果為此相線路的相自阻抗。測量相互阻抗時，在線路對側三相短路接地的條件下，A、B、C三相線路中，任一相懸空，施加電壓、電流測量另外兩相間的阻抗，結果為此兩相間的相互阻抗。
得到相自阻抗及相互阻抗參數後，即可通過序阻抗矩陣計算得到此三相線路的零序阻抗及正序阻抗參數，同時也實現了使用單相電源測量三相線路阻抗參數的目的。
雖然使用單相法測量的次數較多，且需不斷的改變被測線路的接線方式，但通過控制繼電器控制迴路中繼電器的吸合狀態，使用小功率的移頻信號抑制工頻幹擾信號帶來的影響，便可很方便地形成荷重不同的測量迴路，在CPU的控制下自動進行測量及計算，從而大大方便現場試驗的進行，避免手工接線的麻煩。
歸納起來，以上測量的繼電器控制狀態如下表所示

(設繼電器初始狀態為「開」，繼電器吸合後為「合」)本實施例以工控機PC104為核心，應用高速AD模塊進行數據處理，使用大功率IPM模塊進行功率產生及控制，採用高精度的互感器進行多量程採樣，並將各種功能模塊有效的集合在同一箱體內，僅需外部提供220V交流電源，將測試迴路正確連接，即可進行測試。整個儀器如圖1所示，體積小，重量輕，便於運輸，現場使用方便。此外，可使用單相功率信號，通過序阻抗矩陣運算，來進行高壓輸電線路三相工頻參數的測試。
總之，本實用新型通過採用一體化測量技術實現測量功能，根據測試人員選擇，可進行高壓輸電線路的電磁感應電壓、正序阻抗、零序阻抗、互感電抗、正序電容、零序電容、線路間耦合電容等參數的測量。與現有技術相比，在進行各種參數測量時，僅需將儀器正確與被測線路連接，無需改變被測輸電線路本側的接線方式，因此極大簡化了測試操作，提高了測試工作效率。
權利要求1.一種高壓輸電線路參數測試儀，包括CPU模塊、移頻信號發生模塊、IPM模塊、濾波電路、三相變壓器、輸出採樣及控制模塊、AD轉換電路、驅動電路、模擬量處理模塊以及顯示裝置，電源輸入經移頻信號發生模塊移頻後接IPM模塊，由IPM模塊放大輸出後接濾波電路，濾波電路的輸出經三相變壓器與輸出採樣及控制模塊連接，所述輸出採樣及控制模塊的信號輸出端經模擬量處理和AD轉換模塊接CPU的信號輸入端，所述CPU的顯示信號輸出端接顯示裝置，其特徵在於所述輸出採樣及控制模塊中含有繼電器控制迴路，所述繼電器控制迴路接三相變壓器的副邊，其中兩相分別接兩串聯繼電器、另一相接一繼電器後輸出接負載，所述三相變壓器副邊的中點經一繼電器接地。
2.根據權利要求1所述高壓輸電線路參數測試儀，其特徵在於所述三相變壓器副邊的中點經常開繼電器接地，副邊的第一相經常閉繼電器後接測試輸出端，副邊的第二和第三兩相分別經串聯的常閉繼電器接另兩測試輸出端。
3.根據權利要求2所述高壓輸電線路參數測試儀，其特徵在於所述兩組串聯常閉繼電器中均有一繼電器的常開觸點與第一相相連。
專利摘要本實用新型涉及一種適用於高壓輸電線路參數測試儀，屬於供電測試技術領域。該儀器包括CPU模塊、移頻信號發生模塊、IPM模塊、濾波電路、三相變壓器、輸出採樣及控制模塊、AD轉換電路、驅動電路、模擬量處理模塊以及液晶屏，輸出採樣及控制模塊中含有繼電器控制迴路，所述繼電器控制迴路接三相變壓器的副邊，其中兩相分別接兩串聯繼電器、另一相接一繼電器後輸出接負載，所述三相變壓器副邊的中點經一繼電器接地。使用時，只要改變各繼電器的通斷狀態，即可向負載輸出不同的測試電源輸出信號，從而完成各種所需參數的測試，大大簡化了測試操作，提高了工作效率，為現場試驗帶來了極大的方便。
文檔編號G01R21/00GK2720450SQ200420079020
公開日2005年8月24日 申請日期2004年8月27日 優先權日2004年8月27日
發明者姜寧, 曲煥亮, 陳偉, 丁丹, 王春寧, 孫柯, 丁偉, 李長益 申請人:江蘇省電力公司南京供電公司, 上海思源電氣股份有限公司