专利名称：电压互感器励磁特性快捷测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统高压试验技术领域，尤其涉及一种电压互感器励磁特性快捷测试装置。
背景技术：
电カ系统中的各种高压电气设备，根据电气设备试验规程的要求，均应在投运前和运行之后，进行交接试验或者定期的例行试验，电压互感器的励磁特性测试就属于交接试验项目当中的ー项。根据规定要求，电压互感器励磁特性曲线测量点分别为额定电压的20%, 50%, 80%, 100%和120% ;对于中性点直接接地的电压互感器，电压等级35kV及以下的电压互感器最高測量点为190% ;电压等级IlOkV及以上的电压互感器最高測量点为150%。目前，通用的测试方法为人工操作测试，在测试现场接线，由人工操作、读取数据、绘制图表，由于不同试验人员操作调压器动作不一致，还受制于调压器的灵敏度，不可避免的存在操 作误差、视觉误差，測量结果精度不高；这种方法占用多名试验人员，测试时间长，且对试验人员的技术熟练程度要求也较高。本实用新型的快捷测试装置，集测试规定的要求，利用嵌入式程序，由主芯片电路输出D/A信号，作用于功率电源，控制其输出电压并进行自动调压，实现试验过程中的无级调压，并自动记录试验結果。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种电压互感器励磁特性快捷测试装置，实现电压互感器励磁特性测试的自动化。本实用新型通过以下技术方案来实现装置由漏电保护器、功率电源、D/A控制输出电路、A/D測量电路、供电电源、E2存储器、U盘接ロ、主芯片电路、显示器、控制面板组合构成，它们之间的电气连接关系为漏电保护器的两路输出分别接至供电电源和功率电源的输入，功率电源的另一路输入来自D/A输出电路，功率电源的输出接A/D測量电路，A/D测量电路有两路输出，一路接被测装置既电压互感器二次线圈，另一路接主芯片电路，主芯片电路的另2路输入来自供电电源和控制面板；主芯片电路共有4路输出，分别对应D/A输出电路、E2存储器、U盘接ロ、显示器。主芯片电路通用输入输出I/O ロ PB14、PB15、PD9, PD10、PDll分别与控制面板中波段开关ー的二次、开ロ选择输入脚以及波段开关ニ I. OUnU. 5Un、l. 9Um选择输入脚进行连接。主芯片电路通过集成模拟量输入引脚PBO、PBl与A/D测量电路的电压输入脚U、电流输入脚I连接，设置PBO、PBl为模拟量输入第一通道和第二通道，实现对试验电压、电流的12位A/D采样。快捷测试装置的A/D測量电路，由电流互感器、电压互感器和2个整流滤波运算放大器构成，功率电源的一路输出接电压互感器的一次线圈，一次线圈另一端接至被测装置，功率电源的另一路输出接电流互感器的一次线圈，一次线圈另一端接被测装置，电压互感器、电流互感器的输出分别接2个整流滤波运算放大器的输入端，其输出接至主芯片电路。主芯片电路的电气连接关系还包括E2存储器的CS、SI、SO、SCK引脚与主芯片电路的内核集成SPIl ロ PD2、PD1、PD3、PDO端子相接;U盘接ロ的CS、SI、SO、SCK引脚与主芯片电路的内核集成SPI2 ロ PA2、PC4、PA7、PA6引脚相接;D/A输出电路的CS、SI、SO、SCK引脚，对应接主芯片电路SPI3 ロ的PD12、PD13、PD14、PD15引脚。在快捷测试装置的控制面板上，还 安装有方便索取測量信息的U盘/打印机输出ロ，选择操作用的两个波段开关，4个功能操作键(确定、打印、暂停、退出键)、显示器、电源接ロ，空气开关和输出接ロ。由于本电压互感器励磁特性快捷测试装置是结合电气设备试验规程而设计，装置的实用性强、便捷，能满足试验现场的实际需要。
图I为电压互感器励磁特性快捷测试装置总方框图；在图中，I一漏电保护器、2—功率电源、3 — D/A控制输出电路、4一A/D测量电路、5一供电电源、6 —E2存储器、7 —U盘存储器接ロ电路、8—主芯片电路、9一显不器、10—控制面板；图2为主芯片接线图；图3为A/D测量电路图；在图中，11 ー电流互感器、12—电压互感器、13、14一整流滤波运算放大器；图4为功率电源接线图；图5为控制面板示意图；在图中，15—显示器、16—电源接ロ、17—空气开关、18—输出接ロ。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进ー步详细说明由图I可知，本快捷测试装置由漏电保护器I、功率电源2、D/A控制输出电路3、A/D测量电路4、供电电源5、E2存储器6、U盘存储器接ロ电路7、主芯片电路8、显示器9、控制面板10和承装元器件的箱体组合构成，电气、电子元件之间的连接关系为漏电保护器I的两路输出分别接至供电电源5和功率电源2的输入，功率电源2的另一路输入来自D/A输出电路3，功率电源2的输出接A/D测量电路4，A/D测量电路4有两路输出，一路接被测电压互感器二次线圈，另一路接主芯片电路8，主芯片电路8的另2路输入来自供电电源5和控制面板10 ;主芯片电路8共有4路输出，分别对应D/A输出电路3、E2存储器6、U盘接ロ 7、显示器9。由图2可见，测试装置使用主芯片ARM (采用STM32F107VCT6型)，内核集成SPIlロ的PD2、PD1、PD3、PD0引脚分别与E2存储器的CS、SI、SO、SCK引脚硬件连接；设置SPIlロ为全双エ主工作模式，实现速率为1M/S的数据传输；利用E2存储器的32k字节空间存储AD校准系数和100条历史记录。[0023]主芯片与U盘存储器接ロ电路的连接为主芯片ARM内核集成SPI2 ロ的PA2、PC4、PA7、PA6引脚分别与U盘控制芯片CH376芯片的CS、SI、SO、SCK引脚硬件连接。设置SPI2ロ为全双エ主工作模式，实现速率为1M/S的数据传输；利用CH376内置的读写文件程函数库，实现100条历史记录的U盘上传功能。主芯片与D/A输出电路的连接为主芯片ARM内核集成SPI3 ロ的PD12、PD13,PD14、PD15引脚分别与D/A芯片MAX531的CS、SI、SO、SCK脚硬件连接；设置SPI3 ロ为全双エ主工作模式，实现速率为100K/S的数据传输。利用MAX531高达12位分辨率的D/A输 出功能，生成O 5V直流电压，完成对功率�？榈腄/A输入控制。实现功率�？槭涑龅缪股仙胂陆档墓δ�。主芯片与显示器的连接为主芯片ARM内部集成USARTl ロ的PE10、PEll引脚分别与液晶�？榈腎XD-DIN、IXD-DOUT脚硬件连接，PE15配置成开路输入方式与液晶�？镮XD-BUSY脚硬件连接。设置USARTl ロ为115200波特率、8数据位、I位停止位、无校验位的半双エ状态；实现试验结果数据表和波形图的实时刷新显示。主芯片与控制面板的连接为主芯片ARM的通用输入输出I/O ロ PB14、PB15、PD9、PD10、PDll分别与控制面板中波段开关ー的二次、开ロ选择输入脚以及波段开关ニ I. OUn,
I.5Un、l. 9Um选择输入脚进行硬件连接。设置连接的5个I/O ロ为上拉输入模式，程序通过读取I/O输入寄存器，来确定波段开关状态，用于设置被试品类型及试验最高电压。主芯片与A/D测量电路的连接为主芯片ARM内部集成模拟量输入引脚PBO、PBl与A/D測量电路的电压输入脚U、电流输入脚I硬件连接；设置PB0、PB1为模拟量输入第一通道和第二通道，并开启连续转换；实现对试验电压、电流的12位A/D采样。由图3可见，A/D测量电路4由电流互感器11 (采用TA5211)、电压互感器12 (采用TV3154)和2个整流滤波运算放大器13、14 (采用LM324)构成，功率电源2的一路输出接电压互感器12的一次线圈，线圈另一端接至被测装置，功率电源2的另一路输出接电流互感器11的一次线圈，其线圈另一端接被测装置，电压互感器12，电流互感器11的输出接整流滤波运算放大器13和14的输入端，其输出接至主芯片电路8。由图4可见，功率电源的输入来自漏电保护器1，两路输出电压1、2至A/D测量电路4，控制信号输入来自D/A输出电路3，功率电源模块采用HAT2000-220H150-NFCI。由图5可见，在装置的控制面板10上，还安装有方便索取測量信息的U盘/打印机输出口，选择操作用的两个波段开关，4个功能操作键(确定、打印、暂停、退出键)，显示器15、电源接ロ 16、空气开关17、输出接ロ 18。本快捷测试装置的输出直接接被测装置，利用嵌入式程序可由OV升压，以IV的步进电压分别对O. 2Un、0. 5Un、0. 8Un、l. 0Un、l. 2Un、l. 5Un、l. 9Um等7个电压值测量点进行不
同组合的測量，自动将结果显示并存储在相应设备上；装置的结构紧凑，测试精度高，操作便捷。本快捷测试装置的全部器件和控制面板安装在一便携式手提箱内，装置所选用的电子、电器等元件，都选用国际标准中通用的电エ、电子元器件，每个元件的具体接线按元件要求执行，在此不做详细的说明。
权利要求1.一种电压互感器励磁特性快捷测试装置，其特征在于所述装置由漏电保护器(I)、功率电源(2)、D/A控制输出电路(3)、A/D测量电路(4)、供电电源(5)、E2存储器(6)、U盘接ロ(7)、主芯片电路(8)、显示器(9)、控制面板(10)按设定的电气连接关系组合构成，它们之间的电路连接为漏电保护器(I)的两路输出分别接至供电电源(5)和功率电源(2)的输入，功率电源(2)的另一路输入来自D/A输出电路(3)，功率电源(2)的输出接A/D测量电路(4)，A/D測量电路(4)有两路输出，一路接被测装置既电压互感器二次线圈，另一路接主芯片电路(8)，主芯片电路(8)的另2路输入来自供电电源(5)和控制面板(10);主芯片电路(8)共有4路输出，分别对应D/A输出电路(3)、E2存储器(6)、U盘接ロ(7)、显示器(9); 主芯片电路(8)通用输入输出I/O ロ PB14、PB15、PD9、PD10、roil分别与控制面板(10)中波段开关ー的二次、开ロ选择输入脚以及波段开关ニ I. OUnU. 5Un、l. 9Um选择输入脚进行连接； 主芯片电路(8)通过集成模拟量输入引脚PB0、PB1与A/D測量电路(4)的电压输入脚U、电流输入脚I连接，设置PBO、PBl为模拟量输入第一通道和第二通道，实现对试验电压、电流的12位A/D采样。
2.根据权利要求I所述的电压互感器励磁特性快捷测试装置，其特征在于A/D测量电路(4)由电流互感器(11)、电压互感器(12)和2个整流滤波运算放大器(13)、(14)构成，功率电源(2)的一路输出接电压互感器(12)的一次线圈，一次线圈另一端接至被测装置，功率电源(2)的另一路输出接电流互感器(11)的一次线圈，一次线圈另一端接被测装置，电压互感器(12)，电流互感器(11)的输出接整流滤波运算放大器(13)和(14)的输入端，其输出接至主芯片电路(8)。
3.根据权利要求I所述的电压互感器励磁特性快捷测试装置，其特征在于主芯片电路(8)的电气连接关系还包括E2存储器(6)的CS、SI、SO、SCK引脚与主芯片电路(8)的内核集成SPIl ロ PD2、PD1、PD3、PDO端子相接;U盘接ロ(7)的CS、SI、SO、SCK引脚与主芯片电路(8)的内核集成SPI2 ロ PA2、PC4、PA7、PA6引脚相接;D/A输出电路(3)的CS、SI、SO、SCK引脚，对应接主芯片电路(8) SPI3 ロ的PD12、PD13、PD14、PD15引脚。
4.根据权利要求3所述的电压互感器励磁特性快捷测试装置，其特征在于在所述装置的控制面板(10)上，安装有方便索取測量信息的じ盘/打印机输出口，选择操作用的2个波段开关，4个功能操作键，显示器(15)，电源接ロ( 16)，空气开关(17)和输出接ロ(18)。
专利摘要本实用新型公开了一种电压互感器励磁特性快捷测试装置，新型快捷测试装置由漏电保护器、功率电源、D/A控制输出电路、A/D测量电路、供电电源、E2存储器、U盘存储器、主芯片电路、显示器、控制面板等组合构成，其中的A/D测量电路，由电流互感器、电压互感器和2个整流滤波运算放大器构成，装置的输出直接接被测装置并利用嵌入式程序，可由0V升压，以1V的步进电压分别对0.2Un、0.5Un、0.8Un、1.0Un、1.2Un、1.5Un、1.9Um等7个电压值测量点进行不同组合的测量，自动将结果显示并存储在相应设备上；装置结构紧凑，测试精度高，操作便捷。
文档编号G01R31/00GK202393849SQ20112051989
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者乔红军, 李建民, 李遵守, 梁爽, 段志国, 王向东, 韩涛, 魏国辉 申请人:保定供电公司
专业数控铣床产品供应商
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