电力变压器试验自动测控系统的研究

王忠远,张凤桐

（1.内蒙古电子信息职业技术学院,呼和浩特 010070;2.内蒙古三维自动化技术研究所,呼和浩特 010010）

电力变压器试验自动测控系统的研究

王忠远1,张凤桐2

（1.内蒙古电子信息职业技术学院,呼和浩特 010070;2.内蒙古三维自动化技术研究所,呼和浩特 010010）

目前电力变压器试验测控技术在国内各电力变压器制造、检验、维修行业及其测量仪器行业中有着长足的发展。但国内电力变压器测试领域在智能化、自动化、精确度上与国际水平相差较远，研究一套电力变压器试验微机自动测控系统，能够自动实现电力变压器各项试验数据的测试及试验设备的控制，并具有对测试数据及波形进行分析、运算、处理、存档、数据管理、输出报表等功能，目前还有很大的前景和应用范围。

电力变压器;自动测试;自动控制

0 引言

随着电网容量的扩大、电压等级、传输效率标准的提高，对输变电设备中电力变压器的损耗、温升、耐压等参数要求也在不断提高，为保证电力变压器的质量和可靠性，实现电网安全可靠高效传输。设计一套高精度、高可靠性的自动化测试系统具有很高的价值和应用范围。本文在对电力变压器试验进行长年研究的基础上，研究设计满足新时期电力变压器试验要求的微机自动测控系统，实现电力变压器直流电阻测量、变比值测量、损耗试验、感应耐压试验、温升试验的自动测试与试验过程中的设备自动化控制，并完成试验数据的计算、处理、管理，测试报告打印等功能。

1 电力变压器试验系统组成

电力变压器试验微机测控系统（手自一体）组成框图如图1。

系统设计具有手动和自动一体化功能，完成电力变压器的例行试验项目和部分特殊试验项目。其中手动操作主要完成试验中的紧急处理、变压器故障检修、一些特殊高压试验等。图1中USB接口完成高速数据采集接口板与上位PC机通信，串行通信实现PC机与测试仪器和仪表的通信。试验测试中上位机根据已建好的待测电力变压器试验标准参数，通过USB接口将控制信号先后传输到高速数据采集接口板、试验控制台、电器控制柜、调压器、感应发电机组输出额定电压、电流测试电源到待测变压器。待测电压电流信号通过高精度电压电流互感器倍率切换输出到试验控制台，经信号调理器形成适配的采集电压进入数据采集板转换为数字信号，通过USB接口将数据传送到上位机，由上位机机实现电力变压器三项电压、电流、功率的分析、处理、计算、存储、输出显示，并根据测试参数输出相应的控制信号到电器控制柜，合理控制试验设备的运行。

试验控制台采样信号分两路进行测试，一路进入高速DSP数据采集板，采样数据通过USB输入计算机完成数据分析、计算、显示、储存、报表打印等功能，另一路直接输出到电压表、电流表、功率表、频率表等显示仪表。双路测试同时显示测量参数并相对比较。试验控制台电路包括：采样电路、过压过流保护电路、信号调理电路、控制信号识别电路、接口输出驱动电路。

电器控制柜由互感器倍率切换接触器、调压器、发电机通断升降压控制接触器、高低压切换接触器等组成，实现电压互感器和电流互感器倍率切换控制，调压器、感应发电机的升降压和通断控制以及高压试验与低压试验变换功能。

调压器作为的损耗试验、温升试验的试验电源，给待测变压器提供所需的试验电压或试验电流。发电机组主要应用于变压器的感应试验，输出给待测变压器所需的倍频电压。

上位机通过RS485串行通信接口对变比测试仪、直流电阻仪、温度巡检仪等测试仪器进行控制，并将测试参数传输到上位机分析、计算、显示、存档，实现电力变压器的电压比、直流电阻、多点温度的自动测试。

2 电力变压器微机测控系统试验平台

电力变压器试验操作平台使用管理员和操作员两级用户管理设计，管理员负责变压器试验标准库的建立，操作员负责待测变压器参数选择、各项试验项目的测试、设备合理运行、试验数据综合管理等操作。

在损耗试验、感应耐压试验中可以选择手动或自动进行试验；手动试验时计算机仅具有数据跟踪采集功能，需要配合操作台面板上的升降压按钮进行升降压，当手动升压时，观察试验电压或电流达到额定试验参数时，点击保存试验数据后手动降压；自动试验时不需试验人员操作升降压按钮，微机自动控制调压器、发电机的通电、升压、降压、断电整个试验过程。感应试验可监视感应波形（三相电压和三相电流波形），并根据发电机输出电压的频率来控制加电试验时间。

在谐波分析试验中，点击测量同时读取三相电流和电压的实时数据并显示各相电压电流波形、十九次谐波分量、相位差及波形失真度等参数。

在查询预览中，操作员可以对当前试验变压器数据库的参数进行查询和预览，当选中某一序号的试品后，自动生成EXCEL试验记录及产品合格证表格，便于试验数据查看、报表保存和打印。在备份查询预览中，可将当前试验变压器数据库的试验数据全部备份到备份数据库中，也可对历史试验数据库的数据进行查询、预览、统计、报表打印。

3 结论

本人参与内蒙古三维自动化技术应用研究所电力变压器试验自动测控系统设计研究方案已投入国内外多家变压器生产厂家和电力检验检修厂商，实现了电力变压器损耗试验、感应耐压试验和温升试验的自动测量、控制、数据分析、处理、计算、存储等功能。此外，电力变压器试验数据的数据库管理、试验记录出厂报告自动生成打印以及试验电源自动调整功能也都实现了预期的效果，满足企业用户的需求。

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

王忠远（1973-），男，内蒙古察右中旗人，硕士，讲师，研究方向：电子技术，自动化技术，测量技术。