基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前測(cè)試變壓器一般需要購買多套設(shè)備，包括直流電阻測(cè)試、變比相差測(cè)試、匝間絕緣分析儀等，這些設(shè)備功能較單一，但是體積重量并不小，為了滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試或針對(duì)特定任務(wù)進(jìn)行檢修時(shí)，往往需要攜帶多套設(shè)備。
[0003]奧地利OMICRON也研制了多功能測(cè)試系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是功能多，還可以測(cè)試油介損和接地參數(shù)。但是該設(shè)備依然非常笨重，全套配置大于70公斤，不太利于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。而且該設(shè)備價(jià)格昂貴，售價(jià)通常在110-140萬之間，從經(jīng)濟(jì)效益上講，并不能起到預(yù)期效果。另外操作上，該款設(shè)備仍然十分煩瑣，短時(shí)間用戶很難掌握。
[0004]美國MEGGER公司也與早年開發(fā)了變比相差及直流電阻測(cè)試儀，并且配置了本地打印機(jī)，但是這些數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單，基本不具備變頻測(cè)試的功能，如果需要考核頻率波形條件下的特征參數(shù)，則無能為力，這些測(cè)試數(shù)據(jù)也必須通過人工錄入轉(zhuǎn)移才能實(shí)現(xiàn)存檔或電子化共享。
[0005]目前國內(nèi)對(duì)變壓器的參數(shù)測(cè)試，有部分試點(diǎn)應(yīng)用OMICRON的一次測(cè)試系統(tǒng)，但因?yàn)椴僮鲝?fù)雜，設(shè)備重，實(shí)際應(yīng)用應(yīng)不多，對(duì)生產(chǎn)力的改善并不顯著，但該類一體化多功能的測(cè)試設(shè)備明顯有巨大的發(fā)展需求。針對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，國內(nèi)目前多數(shù)還是采用分立式研宄方案，如油紙絕緣水分測(cè)試、繞組變形測(cè)試、阻抗電流測(cè)試、匝間絕緣探測(cè)等，這些診斷方法應(yīng)用各有優(yōu)缺點(diǎn)，但檢測(cè)的數(shù)據(jù)很少進(jìn)行總結(jié)歸類比對(duì)，依舊是通過單一功能對(duì)變壓器的某一簡(jiǎn)單特征進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)定，而且這些設(shè)備生產(chǎn)廠家不同，數(shù)據(jù)接口不一，目前很少見到有將多種狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析的案例。
[0006]因此，有必要研宄出一種有關(guān)變壓器一體化多功能測(cè)試儀器的相關(guān)切實(shí)可行的技術(shù)，對(duì)未來供電部門的現(xiàn)場(chǎng)檢修特別是提高檢修生產(chǎn)效率方面具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]該基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀，包括:
[0010]FPGA并行處理單元，包括數(shù)字頻率合成模塊DDS和高速采樣模塊，所述數(shù)字頻率合成模塊DDS用于產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)，所述高速采樣模塊用于采集變壓器初級(jí)電壓、次級(jí)電壓、初級(jí)電流和次級(jí)電流信號(hào)，處理后輸出數(shù)據(jù)至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)；
[0011]波形處理和輸出單元，用于接收數(shù)字頻率合成模塊DDS發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，并進(jìn)行波形處理后成為有負(fù)載能力的電壓源輸出，輸出至待測(cè)變壓器；
[0012]PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，用于外部輸入測(cè)試參數(shù)并發(fā)出控制指令至FPGA并行處理單元，同時(shí)接收高速采樣模塊輸出的各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后輸出最終結(jié)果。
[0013]進(jìn)一步，所述測(cè)試儀還包括打印機(jī)，所述打印機(jī)連接至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，用于測(cè)試結(jié)果打印。
[0014]進(jìn)一步，最終結(jié)果包括測(cè)試表單，所述測(cè)試表單包括參數(shù)設(shè)置的信息、測(cè)試的時(shí)間、變比、直流電阻、短路阻抗、特征頻率阻抗典型值中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0015]進(jìn)一步，最終結(jié)果還包括特征圖表，所述特征圖表包括變比-頻率曲線、相差-頻率曲線、一次阻抗-頻率曲線中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1.本實(shí)用新型極大地提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，主要體現(xiàn)在使用時(shí)不需要攜帶多套設(shè)備，從而減少連接線的失誤和工作量；使用時(shí)不需要手工抄錄數(shù)據(jù)，直接在PC軟件的表單里面查看和保存數(shù)據(jù)。
[0018]2.本實(shí)用新型不僅可以完成變比、直流電阻、相差及短路阻抗的測(cè)試，還可以完成這些參數(shù)的頻率響應(yīng)，如變比頻率曲線、相差曲線、繞組特性阻抗曲線等，這些曲線能為研宄變壓器健康狀態(tài)提供非常重要的信息。
[0019]3.本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部分變壓器附件的檢測(cè)，如分解開關(guān)連接性檢查，傳統(tǒng)方法可能需要測(cè)試接觸電阻，需要注入較大電流信號(hào)，本項(xiàng)目申請(qǐng)應(yīng)用的技術(shù)不僅可以縮小輸出檢測(cè)功率，還可以提供高頻條件下的接觸情況，有利于發(fā)現(xiàn)接觸點(diǎn)腐蝕老化。
[0020]本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研宄對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0022]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0024]如圖所示，本實(shí)用新型的基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀，包括以下組成部分:
[0025](I)FPGA并行處理單元1:包括數(shù)字頻率合成模塊DDS 11和高速采樣模塊12，其中數(shù)字頻率合成模塊DDS 11幅值頻率可調(diào)，用于產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)；高速采樣模塊12用于采集變壓器初級(jí)電壓、次級(jí)電壓、初級(jí)電流和次級(jí)電流信號(hào)，進(jìn)行時(shí)域和頻域分析后輸出數(shù)據(jù)至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)；
[0026](2)波形處理和輸出單元2，用于接收數(shù)字頻率合成模塊DDS發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，并進(jìn)行波形處理后成為有負(fù)載能力的電壓源輸出，輸出至待測(cè)變壓器；
[0027](3)PC虛擬測(cè)控平臺(tái)3，內(nèi)部集成多個(gè)計(jì)算模塊，用于外部輸入測(cè)試參數(shù)并發(fā)出控制指令至FPGA并行處理單元，同時(shí)接收高速采樣模塊輸出的各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后輸出最終結(jié)果。本實(shí)施例中，最終結(jié)果包括測(cè)試表單，所述測(cè)試表單包括參數(shù)設(shè)置的信息、測(cè)試的時(shí)間、變比、直流電阻、短路阻抗、特征頻率阻抗典型值中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0028]最終結(jié)果還包括特征圖表，所述特征圖表包括變比-頻率曲線、相差-頻率曲線、一次阻抗-頻率曲線中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0029]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，測(cè)試儀還包括打印機(jī)，打印機(jī)連接至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，用于測(cè)試結(jié)果打印。
[0030]FPGA (Field 一 Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
[0031]本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于:基于虛擬儀器技術(shù)，自動(dòng)化程度高，無線手動(dòng)調(diào)整量程，數(shù)據(jù)報(bào)表及圖表統(tǒng)一管理，可做變壓器健康狀態(tài)的預(yù)測(cè)；另外，.減少各種測(cè)試內(nèi)容直接的測(cè)試換接線，提高測(cè)試效率；提高變壓器綜合狀態(tài)評(píng)估的技術(shù)水平；同時(shí)頻率覆蓋廣，可通過高頻阻抗測(cè)試做變壓器繞組或其他電磁繞組的故障快速檢查，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)頻率測(cè)試變比、相差、短路阻抗并繪制這些特征參數(shù)的頻率響應(yīng)曲線。
[0032]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試儀包括: FPGA并行處理單元，包括數(shù)字頻率合成模塊DDS和高速采樣模塊，所述數(shù)字頻率合成模塊DDS用于產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)，所述高速采樣模塊用于采集變壓器初級(jí)電壓、次級(jí)電壓、初級(jí)電流和次級(jí)電流信號(hào)，處理后輸出數(shù)據(jù)至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)； 波形處理和輸出單元，用于接收數(shù)字頻率合成模塊DDS發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，并進(jìn)行波形處理后成為有負(fù)載能力的電壓源輸出，輸出至待測(cè)變壓器； PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，用于外部輸入測(cè)試參數(shù)并發(fā)出控制指令至FPGA并行處理單元，同時(shí)接收高速采樣模塊輸出的各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后輸出最終結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試儀還包括打印機(jī)，所述打印機(jī)連接至PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，用于測(cè)試結(jié)果打印。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于虛擬儀器技術(shù)的多功能變壓器頻響特征參數(shù)測(cè)試儀，包括：(1)FPGA并行處理單元，包括數(shù)字頻率合成模塊DDS和高速采樣模塊；(2)波形處理和輸出單元，用于接收數(shù)字頻率合成模塊DDS發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，并進(jìn)行波形處理后成為有負(fù)載能力的電壓源輸出，輸出至待測(cè)變壓器；(3)PC虛擬測(cè)控平臺(tái)，內(nèi)部集成多個(gè)計(jì)算模塊，用于外部輸入測(cè)試參數(shù)并發(fā)出控制指令至FPGA并行處理單元，同時(shí)接收高速采樣模塊輸出的各類數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后輸出最終結(jié)果。本實(shí)用新型極大地提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，主要體現(xiàn)在使用時(shí)不需要攜帶多套設(shè)備，從而減少連接線的失誤和工作量。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN204631154
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520260001
【發(fā)明人】周林, 曹宣艷, 張晟, 林海波, 羅揚(yáng), 李剛
【申請(qǐng)人】畢節(jié)供電局
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日