配電變壓器的綜合測試儀的製作方法
2023-06-30 07:27:41 1
專利名稱：配電變壓器的綜合測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變壓器領域，特別是指一種配電變壓器的綜合測試儀。
背景技術：
目前，智能電網的建設已經在進行中。配電變壓器是智能電網中的一個重要組成 部分。在智能電網的運行過程中，需要監測綜合變壓器和專用變壓器，採集變壓器的運行參 數，以分析變壓器的狀態。現有技術中，不能對變壓器的狀態進行自動監測。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種配電變壓器的綜合測試儀，能夠測量變 壓器的運行狀態。為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供技術方案如下一種配電變壓器的綜合測試儀，包括信號過濾模塊，連接配電變壓器的三相電壓和三相電流，對所述三相電壓和三相 電流的波形過濾，輸出過濾後的波形；信號處理模塊，與所述信號過濾模塊連接，輸入所述過濾後的波形，對所述過濾後 的波形處理，生成電錶數據，輸入/輸出模塊，與所述信號處理模塊連接，輸出所述電錶數據；電源模塊，與所述信號過濾模塊、所述信號處理模塊、所述輸入/輸出模塊連接， 進行供電。所述配電變壓器的三相電壓為所述配電變壓器的低壓側的三相線路上的電壓； 所述三相電壓通過直接連接所述配電變壓器的低壓側的三相火線和中線得到；所述配電變壓器的三相電流為所述配電變壓器的低壓側的三相電流，所述三相 電流通過電流互感器採集得到。所述信號處理模塊為CPU ；所述測試儀還包括AD轉換器，所述信號處理模塊通過所述AD轉換器與所述信號 過濾模塊連接；所述AD轉換器將所述過濾後的波形轉化為數位訊號，發送給所述CPU。所述的配電變壓器的綜合測試儀，還包括無線射頻通信模塊，與所述信號處理模塊連接，接收所述配電變壓器的溫度信號， 所述溫度信號為所述配電變壓器的油溫信號、所述配電變壓器的高壓進線的電纜接頭溫度 信號、所述配電變壓器的低壓出線的電纜接頭溫度信號或者所述配電變壓器的節點溫度信 號，處理後，發送給所述信號處理模塊；所述信號處理模塊根據處理後的所述溫度信號，生成溫度數據；所述輸入/輸出模塊輸出所述溫度數據。所述的配電變壓器的綜合測試儀，所述輸入/輸出模塊，輸入溫度數據的預定值和/或電錶數據的預定值；
4[0020]所述測試儀還包括報警單元，與所述信號處理模塊連接，當所述溫度數據超過所 述溫度數據的預定值，則進行報警；和/或當所述電錶數據超過所述電錶數據的預定值，則 進行報警。所述的配電變壓器的綜合測試儀，還包括攝像頭，採集所述配電變壓器周圍的圖像，並發送給所述信號處理模塊；所述信號處理模塊將所述圖像輸出給所述輸入/輸出模塊；所述輸入/輸出模塊輸出所述圖像。所述輸入/輸出模塊為鍵盤、顯示器、液晶屏、乙太網接口、RS232、RS422串口、 RS485串口、GPRS傳輸模塊、或無線微波傳輸模塊中的一個或者多個的任意組合。所述電錶數據為三相電流、三相電壓、三相有功功率、三相無功功率、三相功率因 數、三相視在功率、零序電流、零序電壓、諧波電流、諧波電壓、三相電壓合格率、正向有功電 度、反向有功電度、正向無功電度以及反向無功電度中的一個或者多個的任意組合。所述信號處理模塊還用於，根據所述配電變壓器的三相無功功率，生成無功功率 的補償信號，輸出到與所述變壓器連接的無功補償櫃；根據所述配電變壓器的三相功率生 成三相功率的平衡信號，輸出到與所述變壓器連接的三相功率平衡補償櫃。所述信號處理模塊還用於，根據所述三相電壓的電錶數據，計算所述配電變壓器 的三相電壓大於預定電壓上限的時間長度、所述配電變壓器的三相電壓小於預定電壓下限 的時間長度以及停電時間長度。本實用新型的實施例具有以下有益效果信號過濾模塊，連接配電變壓器的三相電壓和三相電流，對所述三相電壓和三相 電流的波形過濾，輸出過濾後的波形；信號處理模塊，與所述信號過濾模塊連接，輸入所述 過濾後的波形，對所述過濾後的波形處理，生成電錶數據，輸入/輸出模塊，與所述信號處 理模塊連接，輸出所述電錶數據；能夠對變壓器的運行狀態進行自動和實時監測。
圖1為本實用新型所述的配電變壓器的綜合測試儀的一實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型所述的配電變壓器的綜合測試儀的另一實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型所述的配電變壓器的綜合測試儀的另一實施例的結構示意圖；圖4為本實用新型所述的配電變壓器的綜合測試儀中，三相電壓和三相電流的接 入連接圖。
具體實施方式
為使本實用新型的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將 結合附圖及具體實施例進行詳細描述。如圖1所示，為本實用新型所述的一種配電變壓器的綜合測試儀的一實施例，包 括信號過濾模塊，連接配電變壓器的三相電壓和三相電流，對所述三相電壓和三相 電流的波形過濾，輸出過濾後的波形；信號處理模塊，與所述信號過濾模塊連接，輸入所述過濾後的波形，對所述過濾後的波形處理，生成電錶數據，輸入/輸出模塊，與所述信號處理模塊連接，輸出所述電錶數據；電源模塊，與所述信號過濾模塊、所述信號處理模塊、所述輸入/輸出模塊連接， 進行供電。所述配電變壓器的三相電壓為所述配電變壓器的低壓側的三相線路上的電壓； 所述三相電壓通過直接連接所述配電變壓器的低壓側的三相火線和中線得到；所述配電變壓器的三相電流為所述配電變壓器的低壓側的三相電流，所述三相 電流通過電流互感器採集得到。數據採集時，每個工頻周波採用點數256個。如圖2所示，為本實用新型所述的一種配電變壓器的綜合測試儀的另一實施例， 所述信號處理模塊為CPU ；所述測試儀還包括AD轉換器，所述信號處理模塊通過所述AD轉換器與所述信號 過濾模塊連接；所述AD轉換器將所述過濾後的波形轉化為數位訊號，發送給所述CPU。AD 轉換器的位數可以是16位。所述的配電變壓器的綜合測試儀，還包括無線射頻通信模塊，與所述信號處理模塊連接，接收所述配電變壓器的溫度信號， 所述溫度信號為所述配電變壓器的油溫信號、所述配電變壓器的高壓進線的電纜接頭溫度 信號、所述配電變壓器的低壓出線的電纜接頭溫度信號或者所述配電變壓器的節點溫度信 號，處理後，發送給所述信號處理模塊；所述信號處理模塊根據處理後的所述溫度信號，生成溫度數據；所述輸入/輸出模塊輸出所述溫度數據。所述輸入/輸出模塊，輸入溫度數據的預定值和/或電錶數據的預定值；輸入/輸 出單元可以為鍵盤，也可以為通過通訊接口接收與預定值。所述測試儀還包括報警單元，與所述信號處理模塊連接，當所述溫度數據超過所 述溫度數據的預定值，則進行報警；和/或當所述電錶數據超過所述電錶數據的預定值，則 進行報警。所述的配電變壓器的綜合測試儀，還包括攝像頭，採集所述配電變壓器周圍的圖像，並發送給所述信號處理模塊；所述信號處理模塊將所述圖像輸出給所述輸入/輸出模塊；所述輸入/輸出模塊輸出所述圖像。攝像頭可以為數字攝像頭。測試儀具有視 頻接口，可以接入數字攝像頭，通過通信通道傳回變壓器周圍的運行狀況，以便監測天氣情 況，偷盜情況，施工情況等。所述輸入/輸出模塊為顯示器、液晶屏、乙太網接口、RS232、RS422串口、RS485 串口、GPRS傳輸模塊、或無線微波傳輸模塊中的一個或者多個的任意組合。所述電錶數據為三相電流、三相電壓、三相有功功率、三相無功功率、三相功率因 數、三相視在功率、零序電流、零序電壓、諧波電流、諧波電壓、三相電壓合格率、正向有功電 度、反向有功電度、正向無功電度以及反向無功電度中的一個或者多個的任意組合，以實現 電壓合格率統計、電度計量、運行報警、防盜報警的功能。所述信號處理模塊還用於，根據所述配電變壓器的三相無功功率，生成無功功率 的補償信號，輸出到與所述變壓器連接的無功補償櫃；根據所述配電變壓器的三相功率生成三相功率的平衡信號，輸出到與所述變壓器連接的三相功率平衡補償櫃。所述信號處理模塊還用於，根據所述三相電壓的電錶數據，計算所述配電變壓器 的三相電壓大於預定電壓上限的時間長度、所述配電變壓器的三相電壓小於預定電壓下限 的時間長度以及停電時間長度。如圖3所示，為本實用新型所述的一種配電變壓器的綜合測試儀的一實施例。測 試儀的輸入信號為(1)三相電流，為220V低壓側的三相線路上的電流，通過電流互感器採集，輸入的 二次電流< 5A ；(2)三相電壓，為低壓側的三相電壓，直接接入三相火線和中線；(3)變壓器節點溫度，以監測變壓器油溫、高壓進線或者低壓出線的電纜溫度、節 點溫度；信號接入方式如圖4所示。所述電源模塊輸入直流220V或交流220V對信號過濾模塊和CPU模塊進行供電；所述無線射頻通信模塊將變壓器油溫和電纜接頭溫度處理後，輸入到CPU。所述數字攝像頭採集變壓器周圍的運行狀況，傳送給CPU，以便檢測變壓器周圍的 天氣情況、偷盜情況以及施工情況。所述信號過濾模塊對輸入的三相電壓和三相電流的波形過濾成CPU所需要的波 形；16位AD轉換器將模擬信號轉換為數位訊號後，CPU對信號進行處理分析，輸出到液晶屏 等輸入/輸出模塊上，或者通過通信接口發送出去。鍵盤可設置一些參數、功能等，使輸出的信息能精確的顯示在液晶屏上，實現防盜 報警、運行功能報警、電量統計、電壓合格率統計等功能。測試儀具有遠程抄表和控制功能。具體為具有多種通信模式，可以實現靈活組 網，把數據遠傳給各種配電自動化系統。信號輸出由多種通信模式，包括GPRS (General Packet Radio Service，通用分組業務)、乙太網、RS232 串口、 RS422串口、RS485串口、無線微波等幾種方式，可以實現數據的定時上傳、主叫遇警上傳、 實時上傳、控制下傳、輸入/輸出接口功能，並將CPU的處理數據顯示在液晶屏上。具有GPRS模塊，利用公網傳輸數據，上載速度可以為88KBPS ；所述乙太網接口，利用光纖傳輸數據，上載速度可以為100M ；所述RS232/RS485串口，利用專線傳遞數據，速率可以為115200BPS ；所述無線微波，利用無線射頻技術傳遞數據，速率可以為20KBPS，距離100米。利用數據接口，可以實現(1)定時上傳。(2)根據業務需要及具體情況，可以確定多種形式的定時上傳數據，如有選擇的確 定不同類型的數據，根據不同用戶確定數據上傳時間等。(3)主叫遇警上傳。遇到特殊情況，如超負荷、電流電壓超限、表箱開啟、油溫過高 等故障情況發生時，前端主動向主站報警並上傳相關數據。(4)實時上傳。隨時接受主站呼叫，隨時上傳相關實時數據。(5)控制下傳。主站可根據需要，下達控制指令。測試儀可以實時數據監測。通過採集低壓三相電壓，三相電流及節點溫度等原始 信息，會進一步計算出各類參數。其中，三相電流、三相電壓通過測量得到，三相有功功率、三相無功功率，三相功率因數、三相視在功率通過公式計算得到，零序電流、零序電壓通過 合成得到，諧波電流、諧波電壓可以為通過FFT (fast Fourier transform,快速傅立葉變 換)得到，節點溫度為通過測量得到。另外，為了能夠統計線路和變壓器的工作情況，測試儀還具有多種統計功能，具體 如下(1)電壓合格率統計詳細記錄三相電壓合格率，電壓越上限的時間總和，越下限的時間總和，停電時間 總和等等；(2)電度計量統計四象限電度數，包括正向有功電度，反向有功電度，正向無功電度，反向無功 電度。(3)運行報警功能監測變壓器超負荷運行、電流電壓超限、油溫過高等故障情況，一旦出現異常，立 刻報警。(4)防盜報警功能實時監測表箱開啟，偷盜變壓器，短路CT、開路PT等竊電行為，一旦出現異常，立 刻報警。另外，測試儀不僅具有常規的監測功能，還具有控制功能，可以直接控制無功補償 櫃和三相功率平衡補償櫃，達到補償無功功率，實現變壓器三相功率平衡的效果。具體為(1)控制多達24路電容器和電抗器，補償容量範圍30kvar 300kvar ；(2)直接驅動可控矽，接觸器或者智能複合開關；(3)具有自動鑑別各路電容器輸出容量的功能，無需設置電容器容量；電容器容 量減小之後，控制器會自動識別當前容量，達到最優控制的效果；(4)使用補償算法，開關動作次數最少，延長開關使用壽命；補償後，功率因數不 低於0. 98。配電變壓器綜合測試儀是應用於智能配網的建設，它可用於監測綜合變壓器和專 用變壓器，採集變壓器的運行參數。在採集變壓器的各種參數之後，可以進一步分析變壓器 的狀態，實現變壓器的狀態檢修，風險評估。同時，測試儀還具有電量統計、無功補償、電能 質量分析等功能。具有多種通信功能，能夠與各類配電自動化系統配套使用，是建設智能電 網的智能配電終端之一。可以採用液晶屏就地顯示運行狀態，適用於低壓電網運行狀態監 測和低壓動態無功補償等場合。測試儀不僅僅可以監測變壓器運行情況，還可以實現以下功能監視變壓器被偷盜的情況，監測變壓器是否被竊電，採集變壓器周圍的圖像信息， 實現遠程抄表功能，採集變壓器的電錶數據，並遠傳給集抄系統；控制無功補償櫃，實現低 壓無功補償；控制功率平衡櫃，實現三相功率平衡；採集變壓器運行溫度，實現狀態檢測。 可以有效提高配網管理水平，全面掌握配網運行信息，以實現配電自動化，建設智能電網。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進 和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
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權利要求一種配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，包括信號過濾模塊，連接配電變壓器的三相電壓和三相電流，對所述三相電壓和三相電流的波形過濾，輸出過濾後的波形；信號處理模塊，與所述信號過濾模塊連接，輸入所述過濾後的波形，對所述過濾後的波形處理，生成電錶數據；輸入/輸出模塊，與所述信號處理模塊連接，輸出所述電錶數據；電源模塊，與所述信號過濾模塊、所述信號處理模塊、所述輸入/輸出模塊連接，進行供電。
2.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述配電變壓器的 三相電壓為所述配電變壓器的低壓側的三相線路上的電壓；所述三相電壓通過直接連接 所述配電變壓器的低壓側的三相火線和中線得到；所述配電變壓器的三相電流為所述配電變壓器的低壓側的三相電流，所述三相電流 通過電流互感器採集得到。
3.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，所述信號處理模塊為CPU； 所述測試儀還包括AD轉換器，所述信號處理模塊通過所述AD轉換器與所述信號過濾模塊連接；所述AD轉換器將所述過濾後的波形轉化為數位訊號，發送給所述CPU。
4.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，還包括無線射頻通信模塊，與所述信號處理模塊連接，接收所述配電變壓器的溫度信號，處理 後，發送給所述信號處理模塊，所述溫度信號為所述配電變壓器的油溫信號、所述配電變壓 器的高壓進線的電纜接頭溫度信號、所述配電變壓器的低壓出線的電纜接頭溫度信號或者 所述配電變壓器的節點溫度信號；所述信號處理模塊根據處理後的所述溫度信號，生成溫度數據； 所述輸入/輸出模塊輸出所述溫度數據。
5.根據權利要求4所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述輸入/輸出模塊還用於，輸入溫度數據的預定值和/或電錶數據的預定值； 所述測試儀還包括報警單元，與所述信號處理模塊連接，當所述溫度數據超過所述溫 度數據的預定值，則進行報警；和/或當所述電錶數據超過所述電錶數據的預定值，則進行 報警。
6.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，還包括 攝像頭，採集所述配電變壓器周圍的圖像，並發送給所述信號處理模塊； 所述信號處理模塊將所述圖像輸出給所述輸入/輸出模塊；所述輸入/輸出模塊輸出所述圖像。
7.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述輸入/輸出模塊 為鍵盤、顯示器、液晶屏、乙太網接口、RS232、RS422串口、RS485串口、GPRS傳輸模塊、或 無線微波傳輸模塊中的一個或者多個的任意組合。
8.根據權利要求1所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述電錶數據為三相電流、三相電壓、三相有功功率、三相無功功率、三相功率因數、三 相視在功率、零序電流、零序電壓、諧波電流、諧波電壓、三相電壓合格率、正向有功電度、反 向有功電度、正向無功電度以及反向無功電度中的一個或者多個的任意組合。
9.根據權利要求8所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述信號處理模塊還用於，根據所述配電變壓器的三相無功功率，生成無功功率的補 償信號，輸出到與所述變壓器連接的無功補償櫃；根據所述配電變壓器的三相功率生成三 相功率的平衡信號，輸出到與所述變壓器連接的三相功率平衡補償櫃。
10.根據權利要求8所述的配電變壓器的綜合測試儀，其特徵在於，所述信號處理模塊還用於，根據所述三相電壓的電錶數據，計算所述配電變壓器的三 相電壓大於預定電壓上限的時間長度、所述配電變壓器的三相電壓小於預定電壓下限的時 間長度以及停電時間長度。
專利摘要本實用新型提供一種配電變壓器的綜合測試儀，涉及變壓器領域，針對現有技術中不能對變壓器進行自動檢測的問題而設計。所述配電變壓器的綜合測試儀，包括信號過濾模塊，連接配電變壓器的三相電壓和三相電流，對所述三相電壓和三相電流的波形過濾，輸出過濾後的波形；信號處理模塊，與所述信號過濾模塊連接，輸入所述過濾後的波形，對所述過濾後的波形處理，生成電錶數據，輸入/輸出模塊，與所述信號處理模塊連接，輸出所述電錶數據；電源模塊，與所述信號過濾模塊、所述信號處理模塊、所述輸入/輸出模塊連接，進行供電。本實用新型能夠檢測變壓器的運行狀態。
文檔編號G01R31/00GK201740828SQ201020256610
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者呂強, 陳菊明 申請人:北京水木源華電氣有限公司