專利名稱：變壓器直流去磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器進(jìn)行直流去磁的裝置。屬于電力系統(tǒng)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變壓器在投運(yùn)之前要進(jìn)行直流電阻測量，使得在變壓器鐵芯中留有剩磁，這將有可能導(dǎo)致在作變壓器局部放電試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生異常過電壓，影響試驗(yàn)設(shè)備乃至變壓器的絕緣。因此在做變壓器局部放電試驗(yàn)之前需要將變壓器鐵心中剩磁去掉，以保證變壓器局部放電試驗(yàn)的安全。以往變壓器的去磁裝置是采用手動(dòng)的，操作起來很不方便，而且不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可自動(dòng)地將變壓器鐵芯中的剩磁去除的直流去磁裝置。
本實(shí)用新型是采取以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種變壓器直流去磁裝置，它包括主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤顯示電路，其特征在于(1)主電路包括隔離降壓變壓器、整流裝置、濾波電路、提供雙向充電和放電功率電路，其中變壓器的原邊接可提供的交流電源，副邊接整流裝置的輸入端，整流裝置的輸出正極接濾波電容C的正極，負(fù)極接濾波電容C的負(fù)極，濾波電容C兩端并聯(lián)電阻R；濾波電容C的正極接開關(guān)管T5的集電極，開關(guān)管T5的發(fā)射極和開關(guān)管T、T1、T2的集電極和二極管D1、D2的負(fù)極相連接；開關(guān)管T和電阻R0相串連接至整流裝置的負(fù)極；開關(guān)管T3的集電極、二極管D3的負(fù)極和開關(guān)管T1的發(fā)射極及二極管D1的正極連接；開關(guān)管T4的集電極、二極管D4的負(fù)極和開關(guān)管T2的發(fā)射極及二極管D2的正極連接；開關(guān)管T3的發(fā)射極、二極管D3的正極、開關(guān)管T4的發(fā)射極、二極管D4的正極接至整流裝置的負(fù)極；(2)所述的控制電路主要包括電流檢測電路、電流信號(hào)預(yù)處理電路、電流選擇電路、采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、過流保護(hù)電路和軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路，所有電路是依次串連連接的；(3)驅(qū)動(dòng)電路由6片驅(qū)動(dòng)模塊TLP250構(gòu)成，單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)邏輯T50UT經(jīng)過電阻R接至三極管的基極，三極管的集電極經(jīng)過電阻+5V，發(fā)射極接TLP250的2腳，TLP250的3腳接地，8腳接VCCT5，5腳接-VCCT5，6腳和7腳聯(lián)起來接電阻，電阻的另一端接功率管的基極；(4)鍵盤顯示電路由顯示電路和按鍵電路兩部分組成。
前述的變壓器直流去磁裝置，其特征在于其中所述的主電路中的整流裝置可以是半波整流或全波整流或橋式整流；開關(guān)可以是無觸點(diǎn)開關(guān)或者觸點(diǎn)開關(guān)。
前述的變壓器直流去磁裝置，其特征在于其中所述的控制電路中電流檢測中采用的是磁平衡式電流傳感器。
本實(shí)用新型主要包括四個(gè)部分主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤顯示電路。主電路的作用是提供對(duì)變壓器進(jìn)行去磁所需的電流；驅(qū)動(dòng)電路是提供主電路功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制電路是對(duì)電流進(jìn)行判斷并給出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)邏輯給驅(qū)動(dòng)電路；鍵盤顯示電路是提供鍵盤控制和LED顯示功能。
本實(shí)用新型變壓器直流去磁裝置的去磁過程是對(duì)變壓器高壓側(cè)一相繞組循環(huán)通以電流逐步下降的雙向電流。具體過程第1次對(duì)變壓器充電至正向預(yù)定電流，然后讓繞組放電至0A；第2次對(duì)變壓器充電至負(fù)向預(yù)定電流，然后讓繞組放電至0A；第3次對(duì)變壓器充電至正向預(yù)定電流，然后讓繞組放電至0A；第4次對(duì)變壓器充電至負(fù)向預(yù)定電流，然后讓繞組放電至0A，每次充電電流比上次下降3％～5％；如此循環(huán)。
本實(shí)用新型改變了原先的人工手動(dòng)操作方式，具有去磁電流精度高、去磁速度快、試驗(yàn)接線簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，提高了現(xiàn)場試驗(yàn)的工作效率。


圖1本實(shí)用新型變壓器直流去磁裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型主電路圖；圖3是本實(shí)用新型控制電路連接框圖；圖4是本實(shí)用新型電流測量電路；其中a是大于100mA電流測量電路，b是小于100mA電流測量電路；
圖5是本實(shí)用新型電流預(yù)處理電路；圖6是本實(shí)用新型電流選擇電路；圖7是本實(shí)用新型采樣保持電路；圖8是本實(shí)用新型AD574ADJ和PIC16F77的管腳連接圖；圖9是本實(shí)用新型外部獨(dú)立過流保護(hù)電路；圖10是本實(shí)用新型軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路；圖11是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電路；圖12是本實(shí)用新型顯示及驅(qū)動(dòng)電路；圖13是本實(shí)用新型按鍵電路；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1-13所示，本實(shí)用新型主要包括四個(gè)部分主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤顯示電路。主電路的作用是提供對(duì)變壓器進(jìn)行去磁所需的電流；驅(qū)動(dòng)電路是提供主電路功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制電路是對(duì)電流進(jìn)行判斷并給出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)邏輯給驅(qū)動(dòng)電路；鍵盤顯示電路是提供鍵盤控制和LED顯示功能。
其中主電路包括隔離降壓變壓器、整流橋、濾波電路、提供雙向充電和放電功率電路。如圖2所示。
變壓器的原邊接可提供的交流電源，副邊接整流裝置的輸入端，整流裝置是半波整流。整流裝置的輸出正極接濾波電容C的正極，負(fù)極接濾波電容C的負(fù)極，濾波電容C兩端并聯(lián)電阻R。
濾波電容C的正極接無觸點(diǎn)開關(guān)管T5的集電極，無觸點(diǎn)開關(guān)管T5的發(fā)射極和無觸點(diǎn)開關(guān)管T、T1、T2的集電極和二極管D1、D2的負(fù)極相連接；無觸點(diǎn)開關(guān)管T和電阻R0相串連接至整流裝置的負(fù)極；無觸點(diǎn)開關(guān)管T3的集電極、二極管D3的負(fù)極和無觸點(diǎn)開關(guān)管T1的發(fā)射極及二極管D1的正極連接；無觸點(diǎn)開關(guān)管T4的集電極、二極管D4的負(fù)極和無觸點(diǎn)開關(guān)管T2的發(fā)射極及二極管D2的正極連接；無觸點(diǎn)開關(guān)管T3的發(fā)射極、二極管D3的正極、無觸點(diǎn)開關(guān)管T4的發(fā)射極、二極管D4的正極接至整流裝置的負(fù)極。本實(shí)施例中無觸點(diǎn)開關(guān)管T、T1、T2、T3、T4、T5可以采用無觸點(diǎn)的開關(guān)元件如晶閘管、三極管、IGBT、MOSFET等，T和R0位置可以互換。
其中控制電路主要包括電流檢測電路、電流信號(hào)預(yù)處理電路、電流選擇電路、采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、過流保護(hù)電路和軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路，各部分連接電路如圖3所示。
本實(shí)施例電流檢測采用的是磁平衡式電流傳感器。電流檢測電路如圖4所示。
為有效的測量到10mA電流，本實(shí)施例采用了兩個(gè)電流傳感器。電流傳感器(圖4中左側(cè))測量100mA以上電流，V+接正電源，V-接負(fù)電源，M端接采樣電阻，采樣電阻另一端接地，再經(jīng)過一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨電路，輸出電壓信號(hào)為U11；電流傳感器(圖4中右側(cè))測量100mA以下電流，V+接正電源，V-接負(fù)電源，再經(jīng)過一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨電路，輸出二次電壓U21。
電流信號(hào)預(yù)處理電路U11經(jīng)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例電路放大，再經(jīng)過限幅電路，經(jīng)跟隨器輸出U12，如圖5所示。
本實(shí)施例電流選擇電路采用8選1模擬開關(guān)CD4051對(duì)兩個(gè)電流信號(hào)進(jìn)行選擇，如圖6所示。U12接X0端，U21接X1端。A、B、C是3個(gè)數(shù)字選擇位，B、C端接地，A端接單片機(jī)提供的選通信號(hào)LEM。輸出端X＝U。
本實(shí)施例采樣保持電路采用LF398作為采樣保持電路，如圖7所示。CD4051的輸出U作為LF398的輸入，輸出UOUT接至AD574，信號(hào)DR由AD574的DR端經(jīng)反相器獲得。
本實(shí)施例型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換AD574，將LF398的輸出UOUT轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字量(B0-B11)送入單片機(jī)的I/O端口。
本實(shí)施例單片機(jī)控制電路采用的是Microchip公司的PIC16F77單片機(jī)。如圖8所示，RA3是外部過流保護(hù)信號(hào)接受端；RA5電流通道選擇信號(hào)、RE0、RE1和RE2是按鍵信號(hào)；RC0、RC1、RC2、RC4、RC6和RC7驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)。
本實(shí)施例中過流保護(hù)電路主要是針對(duì)主電路電流超過規(guī)定電流而進(jìn)行的保護(hù)，當(dāng)電流大于規(guī)定的電流值時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作封鎖T1、T2、T3、T4、T5，開通T，使電路處于放電狀態(tài)。本裝置有兩重過流保護(hù)，一是單片機(jī)內(nèi)部提供過流保護(hù)信號(hào)，保護(hù)定值設(shè)在10.24A；另一個(gè)是外部獨(dú)立硬件保護(hù)，保護(hù)定值設(shè)在11A。圖8所示為外部獨(dú)立過流保護(hù)電路，電流信號(hào)經(jīng)絕對(duì)值電路將正負(fù)電流信號(hào)全部轉(zhuǎn)化為正信號(hào)，經(jīng)比較器及延時(shí)電路輸出保護(hù)信號(hào)GI。
本實(shí)施例軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路利用比較器LM311構(gòu)成上電延時(shí)電路。+5V經(jīng)過阻容充電電路接至LM311的2腳，3腳接一個(gè)分壓電路的輸出，在7腳得到上電延時(shí)邏輯，即軟啟動(dòng)邏輯。利用2片CD4011和2片CD4081，該邏輯信號(hào)和GI、T、T1、T2、T3、T4、T5以及保護(hù)復(fù)位信號(hào)GKEY構(gòu)成保護(hù)邏輯和保護(hù)復(fù)位。
本實(shí)施例驅(qū)動(dòng)電路由6片驅(qū)動(dòng)模塊TLP250構(gòu)成(圖中以T5OUT為例)。單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)邏輯T5OUT經(jīng)過電阻R接至三極管的基極，三極管的集電極經(jīng)過電阻+5V，發(fā)射極接TLP250的2腳，TLP250的3腳接地，8腳接VCCT5，5腳接-VCCT5，6腳和7腳聯(lián)起來接電阻，電阻的另一端接功率管的基極。
本實(shí)施例鍵盤顯示電路由顯示驅(qū)動(dòng)電路和按鍵電路兩部分組成。顯示驅(qū)動(dòng)電路中顯示驅(qū)動(dòng)芯片采用MAX7219，顯示采用7段數(shù)碼管。DIN、LOAD和CLK信號(hào)由單片機(jī)提供。
按鍵電路使用按鍵開關(guān)形成START(開始)、STOP(停止)和SELECT(電流選擇)信號(hào)送至單片機(jī)；GKEY(信號(hào))送至軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路。
實(shí)施例2本實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于開關(guān)管T、T1、T2、T3、T4、T5采用采用有觸點(diǎn)開關(guān)元件如繼電器等；二極管D1、D2、D3、D4不要。
除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種變壓器直流去磁裝置，它包括主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤顯示電路，其特征在于(1)主電路包括隔離降壓變壓器、整流裝置、濾波電路、提供雙向充電和放電功率電路，其中變壓器的原邊接可提供的交流電源，副邊接整流裝置的輸入端，整流裝置的輸出正極接濾波電容C的正極，負(fù)極接濾波電容C的負(fù)極，濾波電容C兩端并聯(lián)電阻R；濾波電容C的正極接開關(guān)管T5的集電極，開關(guān)管T5的發(fā)射極和開關(guān)管T、T1、T2的集電極和二極管D1、D2的負(fù)極相連接；開關(guān)管T和電阻R0相串連接至整流裝置的負(fù)極；開關(guān)管T3的集電極、二極管D3的負(fù)極和開關(guān)管T1的發(fā)射極及二極管D1的正極連接；開關(guān)管T4的集電極、二極管D4的負(fù)極和開關(guān)管T2的發(fā)射極及二極管D2的正極連接；開關(guān)管T3的發(fā)射極、二極管D3的正極、開關(guān)管T4的發(fā)射極、二極管D4的正極接至整流裝置的負(fù)極；(2)所述的控制電路主要包括電流檢測電路、電流信號(hào)預(yù)處理電路、電流選擇電路、采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、過流保護(hù)電路和軟啟動(dòng)及保護(hù)邏輯電路，所有電路是依次串連連接的；(3)驅(qū)動(dòng)電路由6片驅(qū)動(dòng)模塊TLP250構(gòu)成，單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)邏輯T5OUT經(jīng)過電阻R接至三極管的基極，三極管的集電極經(jīng)過電阻+5V，發(fā)射極接TLP250的2腳，TLP250的3腳接地，8腳接VCCT5，5腳接-VCCT5，6腳和7腳聯(lián)起來接電阻，電阻的另一端接功率管的基極；(4)鍵盤顯示電路由顯示電路和按鍵電路兩部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器直流去磁裝置，其特征在于其中所述的主電路中的整流裝置可以是半波整流或全波整流或橋式整流；開關(guān)可以是無觸點(diǎn)開關(guān)或者觸點(diǎn)開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器直流去磁裝置，其特征在于其中所述的控制電路中電流檢測中采用的是磁平衡式電流傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種對(duì)變壓器直流去磁裝置，屬于電力系統(tǒng)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)方案是對(duì)變壓器各相繞組通以幅值不斷下降的交變電流，消除變壓器鐵心中的剩磁。主電路將市電進(jìn)行降壓、整流形成直流電壓，再接逆變橋和放電回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組的充放電?？刂齐娐分饕娏鳈z測電路、電流信號(hào)預(yù)處理電路、電流選擇電路、采樣保持電路等，實(shí)現(xiàn)充放電的電流控制、功率電路保護(hù)、鍵盤命令接受及接受等功能。驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)功率電路和控制電路的電氣隔離，同時(shí)提供功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本實(shí)用新型改變了原先的人工手動(dòng)操作方式，提高了現(xiàn)場試驗(yàn)的工作效率。
文檔編號(hào)H01F41/00GK2733540SQ20042006207
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者韋海榮, 畢玉修, 卞超 申請(qǐng)人:江蘇省電力科學(xué)研究院有限公司, 江蘇方天自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司