電力變壓器試驗自動測控系統的研究

王忠遠,張鳳桐

（1.內蒙古電子信息職業技術學院,呼和浩特 010070;2.內蒙古三維自動化技術研究所,呼和浩特 010010）

電力變壓器試驗自動測控系統的研究

王忠遠1,張鳳桐2

（1.內蒙古電子信息職業技術學院,呼和浩特 010070;2.內蒙古三維自動化技術研究所,呼和浩特 010010）

目前電力變壓器試驗測控技術在國內各電力變壓器制造、檢驗、維修行業及其測量儀器行業中有著長足的發展。但國內電力變壓器測試領域在智能化、自動化、精確度上與國際水平相差較遠，研究一套電力變壓器試驗微機自動測控系統，能夠自動實現電力變壓器各項試驗數據的測試及試驗設備的控制，并具有對測試數據及波形進行分析、運算、處理、存檔、數據管理、輸出報表等功能，目前還有很大的前景和應用范圍。

電力變壓器;自動測試;自動控制

0 引言

隨著電網容量的擴大、電壓等級、傳輸效率標準的提高，對輸變電設備中電力變壓器的損耗、溫升、耐壓等參數要求也在不斷提高，為保證電力變壓器的質量和可靠性，實現電網安全可靠高效傳輸。設計一套高精度、高可靠性的自動化測試系統具有很高的價值和應用范圍。本文在對電力變壓器試驗進行長年研究的基礎上，研究設計滿足新時期電力變壓器試驗要求的微機自動測控系統，實現電力變壓器直流電阻測量、變比值測量、損耗試驗、感應耐壓試驗、溫升試驗的自動測試與試驗過程中的設備自動化控制，并完成試驗數據的計算、處理、管理，測試報告打印等功能。

1 電力變壓器試驗系統組成

電力變壓器試驗微機測控系統（手自一體）組成框圖如圖1。

系統設計具有手動和自動一體化功能，完成電力變壓器的例行試驗項目和部分特殊試驗項目。其中手動操作主要完成試驗中的緊急處理、變壓器故障檢修、一些特殊高壓試驗等。圖1中USB接口完成高速數據采集接口板與上位PC機通信，串行通信實現PC機與測試儀器和儀表的通信。試驗測試中上位機根據已建好的待測電力變壓器試驗標準參數，通過USB接口將控制信號先后傳輸到高速數據采集接口板、試驗控制臺、電器控制柜、調壓器、感應發電機組輸出額定電壓、電流測試電源到待測變壓器。待測電壓電流信號通過高精度電壓電流互感器倍率切換輸出到試驗控制臺，經信號調理器形成適配的采集電壓進入數據采集板轉換為數字信號，通過USB接口將數據傳送到上位機，由上位機機實現電力變壓器三項電壓、電流、功率的分析、處理、計算、存儲、輸出顯示，并根據測試參數輸出相應的控制信號到電器控制柜，合理控制試驗設備的運行。

試驗控制臺采樣信號分兩路進行測試，一路進入高速DSP數據采集板，采樣數據通過USB輸入計算機完成數據分析、計算、顯示、儲存、報表打印等功能，另一路直接輸出到電壓表、電流表、功率表、頻率表等顯示儀表。雙路測試同時顯示測量參數并相對比較。試驗控制臺電路包括：采樣電路、過壓過流保護電路、信號調理電路、控制信號識別電路、接口輸出驅動電路。

電器控制柜由互感器倍率切換接觸器、調壓器、發電機通斷升降壓控制接觸器、高低壓切換接觸器等組成，實現電壓互感器和電流互感器倍率切換控制，調壓器、感應發電機的升降壓和通斷控制以及高壓試驗與低壓試驗變換功能。

調壓器作為的損耗試驗、溫升試驗的試驗電源，給待測變壓器提供所需的試驗電壓或試驗電流。發電機組主要應用于變壓器的感應試驗，輸出給待測變壓器所需的倍頻電壓。

上位機通過RS485串行通信接口對變比測試儀、直流電阻儀、溫度巡檢儀等測試儀器進行控制，并將測試參數傳輸到上位機分析、計算、顯示、存檔，實現電力變壓器的電壓比、直流電阻、多點溫度的自動測試。

2 電力變壓器微機測控系統試驗平臺

電力變壓器試驗操作平臺使用管理員和操作員兩級用戶管理設計，管理員負責變壓器試驗標準庫的建立，操作員負責待測變壓器參數選擇、各項試驗項目的測試、設備合理運行、試驗數據綜合管理等操作。

在損耗試驗、感應耐壓試驗中可以選擇手動或自動進行試驗；手動試驗時計算機僅具有數據跟蹤采集功能，需要配合操作臺面板上的升降壓按鈕進行升降壓，當手動升壓時，觀察試驗電壓或電流達到額定試驗參數時，點擊保存試驗數據后手動降壓；自動試驗時不需試驗人員操作升降壓按鈕，微機自動控制調壓器、發電機的通電、升壓、降壓、斷電整個試驗過程。感應試驗可監視感應波形（三相電壓和三相電流波形），并根據發電機輸出電壓的頻率來控制加電試驗時間。

在諧波分析試驗中，點擊測量同時讀取三相電流和電壓的實時數據并顯示各相電壓電流波形、十九次諧波分量、相位差及波形失真度等參數。

在查詢預覽中，操作員可以對當前試驗變壓器數據庫的參數進行查詢和預覽，當選中某一序號的試品后，自動生成EXCEL試驗記錄及產品合格證表格，便于試驗數據查看、報表保存和打印。在備份查詢預覽中，可將當前試驗變壓器數據庫的試驗數據全部備份到備份數據庫中，也可對歷史試驗數據庫的數據進行查詢、預覽、統計、報表打印。

3 結論

本人參與內蒙古三維自動化技術應用研究所電力變壓器試驗自動測控系統設計研究方案已投入國內外多家變壓器生產廠家和電力檢驗檢修廠商，實現了電力變壓器損耗試驗、感應耐壓試驗和溫升試驗的自動測量、控制、數據分析、處理、計算、存儲等功能。此外，電力變壓器試驗數據的數據庫管理、試驗記錄出廠報告自動生成打印以及試驗電源自動調整功能也都實現了預期的效果，滿足企業用戶的需求。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.172

王忠遠（1973-），男，內蒙古察右中旗人，碩士，講師，研究方向：電子技術，自動化技術，測量技術。