r>[0037]图3是传感器采集的原理图，为了采集的精确性，采用了工业级的高精度交流电压、电流传感器，来采集变压器二次侧交流电压、电流值。使用时，IN接口中7、8引脚对外并接到变压器的二次侧端用于测量二次侧电压，对内分别接到传感器的I脚和2脚；接口 5、6引脚，3、4引脚，1、2引脚对外分别串接到二次侧的电路中，电流传感器左侧的输入端1、2引脚分别接到相关接口上，用于测量二次侧中三相的电流。传感器右端的3、4、5引脚与电路中的地、+12V、-12V相连，6引脚为输出端，同时将四路输出引到OUT接口，方便连接到采集板等其他处理模块中。
[0038]图4是整个电阻匹配的原理图，其中有7个继电器单元与8组电阻单元(是指I个基准电阻和7个配置电阻，以下说明与此相同)，每个继电器单元的执行端是三刀单掷开关可以分别控制电阻单元的三个电阻，这样可由一点控制三相中串接的电阻。将每相中的8个电阻串联起来，然后由继电器控制其中7个电阻的导通状态，达到控制整体电阻值的目的。如图3所示，Pl接口通过连接I/O 口，接入+12V电压和地，还有7组继电器的控制端，每个控制端连接有三极管放大电路来驱动继电器工作，控制每组电阻单元导通/短路，右端接口 A相、B相、C相分别将每相中的电阻值接出来，然后可以串接到外部变压器的二次侦牝以此来进行阻值的改变。
[0039]电路工作原理:
[0040]整个电路中，由于电源部分一定要保证电路电源电压的稳定性，所以电源转换芯片采用了高精度、低功耗的转换模块WRA1212ZP系列，它的输入电压为+9V到+18V，可以输出±12V稳定的直流电压，运行功率为3w，隔离电压为1500VDC，抗干扰能力好，可以达到使用要求。
[0041]在变压器有载分接开关动作特性交流测试装置工作时，由于二次侧电压高、电流小，所以需要电压传感器可测量的最大电压值要高，电流传感器精度要高。为了采集的精确性，在电路中采用了工业级的高精度交流电压、电流传感器，其中电压传感器测量的最大交流电压值可达到1000V，输出0~5V交流电压值；电流传感器输入交流0~200mA交流电流值，输出0~5V交流电压值。
[0042]电阻匹配采用继电器开关控制电阻单元短路与否来确定整体接入的电阻值的大小，其中继电器单元执行端是一个三刀单掷的开关，这样可以由一点同时控制三相电路中的电阻。每相中有8个电阻串联起来，然后由继电器控制其中7个电阻的导通状态，整体接入电路的电阻值就会改变，并且组合出的电阻值很多，完全可以达到匹配变压器二次侧负载的要求。
[0043]传感器采集的信号和电阻匹配都通过I/O 口与计算机上的采集处理程序相连，按照电路图将传感器采集模块和电阻匹配电路接入变压器二次侧的三相电路中，当系统启动时，变压器一次侧输入800V交流线电压值，这时二次侧有一个电压值，电压传感器将这个电压值采集出来，同时电流传感器采集二次侧电流值，然后将模拟的电压信号通过采集卡转换成数字信号，经I/O 口送入计算机中；计算机上的采集处理程序，首先将采集的电流值进行存储、显示，电压值和输入的800V电压值进行比较，确定出变压器的变压比，然后采集处理程序会在内部计算出合适的匹配电阻值，将二次侧电流控制在合适的范围。有了匹配的电阻值后，程序输出控制信号通过I/O 口控制7组继电器的开合，控制信号也就是高低电平，当继电器单元的输入由低电平变到高电平时，图4中三极管导通，继电器中有电流经过，从而使继电器执行端的开关闭合，相应的电阻被短路，这样接入到变压器二次侧的电阻值就随之改变了。
[0044]继电器旁的续流二极管做保护作用，当输入由高电平变为低电平时，三极管不导通，此时继电器线圈产生一个反电动势，就可以通过续流二极管将反电动势放掉，保护继电器内部线圈。
[0045]整套工艺流程(参见图5)
[0046]为了在进行变压器有载分接开关动作特性交流测试时，针对不同变比的变压器二次侧电流值可以有一个合适量程范围来将电流波形很好的显示出来，从而得到一个相对统一的平滑、明显的测试波形。整套系统启动后，首先需要得到得是变压器二次侧的电压与电流值，于是传感器采集的电压、电流值，将其模拟的电压信号通过采集卡进行AD转换后，经计算机I/O 口传输到采集处理程序内；这时，采集处理程序会先将传送的电流值存储、显示，然后根据变压器一次侧的电压值与二次侧的电压计算变压器的变压比，在得到准确的变压比之后，程序内部会计算匹配出需要接入电路的合适的电阻值，并且将其转换成对应继电器的导通；处理完毕后，最后程序输出控制信号经I/O 口到匹配电阻电路的继电器组中，由7组继电器来控制7段电阻是否接入到电路中，从而在变压器电路中匹配出合适的二次侧负载，使得二次侧电流控制在合适的量程范围内。
[0047]通过图6和图7分别测试同一时间段变压器三相电流值在无匹配电阻和有匹配电阻进行测试的波形图对比得出如下结论:
[0048]图6是没有加配置电阻的电流波形图，由图中黑框部分，可以看出在O?5ms过程中，电流波形有一个很大的跳跃波动，这样的波形图使工作人员很难判断出设备是否有故障问题，难以排除变压器变压比改变带来的干扰；而图7是加有配置电阻的电流波形图，同样，由图中黑框部分可以得出，在O?5ms中，电流没有一个大幅度的跳动，始终平稳地进行，有助于工作人员对于设备的故障判断，帮助其得出准确结论。
【主权项】
1.一种变压器二次侧负载的匹配装置，其特征在于:是由电源转换部分、传感器采集部分和电阻匹配部分构成； a、电源转换部分:外部电源接入P3接口，再通过+12V和GND分别接入DC-DC转换芯片I引脚和2引脚，经DC-DC转换成±12V通过3引脚和4引脚分别连接电压传感器SI和电流传感器S2、S3、S4的4引脚和5引脚； b、传感器采集部分:IN接口中7、8引脚对外并接到变压器的二次侧端，对内分别接到电压传感器SI的I脚和2脚，IN接口 5、6引脚，3、4引脚，1、2引脚对外分别串接到变压器的二次侧和负载电路A、B、C三相的电路T中，对内分别接电流传感器S2、S3、S4的1、2引脚；6引脚为输出端，通过out接口采集电压传感器S1、电流传感器S2、S3、S4的数据； C、电阻匹配部分:负载电路A、B、C三相分别接入基准电阻和配置电阻，配置电阻接有短路继电器执行端K ;控制信号的输入接口 Pl的I脚接地，9脚接+12V，2?8脚通过驱动电路连接到短路继电器的控制端； 传感器采集部分和电阻匹配部分都通过I/O 口与计算机上的采集处理程序相连。
【专利摘要】一种变压器二次侧负载的匹配装置，属于变压器技术领域。本实用新型的目的是对不同变比的变压器二次侧电路进行电阻匹配，从而获得便于观测变压器电流值波形曲线的变压器二次侧负载的匹配装置。本实用新型是由电源转换部分、传感器采集部分和电阻匹配部分构成。本实用新型应用现代计算机技术，基于变压器有载分接开关动作特性交流测试装置的上位机程序，在大量实验数据的前提下，提出了一种根据变压器两侧电压值，判断、计算、匹配并自动接入负载的方法，从而在变压器有载分接开关动作时，调整二次侧的输出电流，将电流控制在一定的量程中，减小电流的变化幅度，实现测试不同变比的变压器时得到的是一个相对统一的平稳、圆滑且明显的测试波形，增强整套交流测试装置在实际中的适应性，使其可以准确进行相关的测试并分析结果。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN204807635
【申请号】CN201520238664
【发明人】周宏伟, 崔明, 董添
【申请人】吉林省电力科学研究院有限公司, 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年4月18日