一种在线测量变压器损耗的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及变压器测量技术领域，公开了一种在线测量变压器损耗的测试装置及方法，该方法采用的测试装置，包括：一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器、三相电能计量芯片、ARM单片机、试验电源，所述的一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器输出端分别通过光耦隔离连接器、A/D模块与ARM单片机输入端相连，其中的一次侧原边电压电流传感器通过三相电能计量芯片与ARM单片机输入端相连，ARM单片机视频端通过电缆与显示器相连。本发明专利技术能够在线测量变压器的损耗，实时获取电压、电流及有功功率的信息，提高了在线检测技术的安全可靠性，测量精度高，误差小，实施容易，实施成本低，具有较高的使用价值。

Test device and method for on-line measuring transformer loss

The present invention relates to the technical field of transformer measurement, discloses a testing device and a method for online measurement of transformer loss, including the test device, the method uses the primary side voltage in the primary current sensor, two side side voltage and current sensor, three-phase electric energy metering chip, ARM chip and a test power. Side of the primary side voltage and current sensor, two side side voltage and current sensor output ends are respectively connected together through the optocoupler isolation connector, A/D module and ARM MCU input, one side of the primary side voltage and current sensor through a three-phase electric energy metering chip and ARM microcontroller is connected with the input end, ARM microcontroller is connected with the end of the video and through the monitor cable. The invention is capable of on-line measurement of transformer loss, real-time voltage, current and active power information, improve safety and reliability of online detection technology, high precision, small error, easy implementation, low operation cost, high use value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器测量
，尤其涉及一种在线测量变压器损耗的测试装置及方法。
技术介绍
随着人们生活的普遍提高和工业的不断发展，用电负荷的不断增加，变压器也是在输变电系统中占最重要的位置，其能量消耗也是最大的电气设备，为提高变压器的工作效率，降耗节能，要求测试变压器的相关特性参数避免容量选择太小，会引起变压器超负荷运行，可能导致变压器烧毁；容量选择太大，出现”大马拉小车”现象，变压器容量不能充分利用，空载损耗增加。传统的对入网变压器的检测大多采用直流电阻、变比、耐压等常规项目的检测，不能满足变压器容量和损耗性能检测。
技术实现思路
为克服现有技术中所存在的不足，本专利技术的目的是提供一种在线测量变压器损耗的测试装置及方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案是：一种在线测量变压器损耗的测试装置，包括：一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器、三相电能计量芯片、ARM单片机、试验电源，所述的一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器输出端分别通过光耦隔离连接器、A/D模块与ARM单片机输入端相连，其中的一次侧原边电压电流传感器通过三相电能计量芯片与ARM单片机输入端相连，ARM单片机视频端通过电缆与显示器相连。一种在线测量变压器损耗的测试装置，所述一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器由钳形电流互感器与电压表连接组成。一种在线测量变压器损耗的测试装置，所述三相电能计量芯片与ARM单片机相连间设置有光耦隔离连接器。一种在线测量变压器损耗的测试方法，采用在线测量变压器损耗的测试装置进行测试，其步骤如下：1、在变压器上的一次侧原边连接试验电源，通过连接在变压器上的一次侧原边电压电流传感器和二次侧副边电压电流传感器，在线同时采集变压器上的一次侧电压电流信号和二次侧电压电流信号，通过光耦隔离连接器、A/D模块输入至ARM单片机，a.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与变压器原、副边电压、电流之间的关系式：U1-U21=U1-kU2=I2kzk+Imz1]]>计算变压器的短路电阻Zk的值；b.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与短路损耗的关系式：Pk=1β2Pcu≈1β2rki12]]>计算变压器的短路损耗值；c.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与空载损耗的关系式：PO≈PFe＝u1i1-u2i2-rki12＝usi1-u2i2-rki12计算变压器的空载损耗值；2、在变压器上的一次侧原边连接试验电源，通过连接在变压器上的一次侧原边电压电流传感器采集的一次侧原边电压电流信号，输入至三相电能计量芯片，取得的用电量的信号通过光耦隔离连接器输入至ARM单片机处理，在0.5秒至10秒的时间间隔内，通过变压器的容量公式β＝S/Se、空载损耗公式Q＝I％S/100计算变压器的空载损耗值，与步骤一计算的变压器空载损耗值比对，当比对结果近似相等，并把比对结果显示到显示器上。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：一种在线测量变压器损耗的测试装置及方法，通过在线测量变压器损耗的测试装置能够在线测量变压器的损耗，并且能够实时获取电压、电流及有功功率的信息，计算出实际损耗参数。克服了采用高压侧电压信号进行在线测量的缺点，提高了系统的实时性和可靠性，提高了在线检测技术的安全可靠性，测量精度高，误差小。实施容易，实施成本低，具有较高的使用价值。附图说明图1是在线测量变压器损耗的测试装置的结构示意图；图2是变压器的等效电路模型结构示意图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、2所示，一种在线测量变压器损耗的测试装置，包括：一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器、三相电能计量芯片、ARM单片机、试验电源，所述的一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器输出端分别通过光耦隔离连接器、A/D模块与ARM单片机输入端相连，其中的一次侧原边电压电流传感器通过三相电能计量芯片与ARM单片机输入端相连，ARM单片机视频端通过电缆与显示器相连。所述一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器由钳形电流互感器与电压表连接组成。所述三相电能计量芯片与ARM单片机相连间设置有光耦隔离连接器。一种在线测量变压器损耗的测试方法，采用在线测量变压器损耗的测试装置进行测试，其步骤如下：1、在变压器上的一次侧原边连接试验电源，通过连接在变压器上的一次侧原边电压电流传感器和二次侧副边电压电流传感器，在线同时采集变压器上的一次侧电压电流信号和二次侧电压电流信号，通过光耦隔离连接器、A/D模块输入至ARM单片机，a.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与变压器原、副边电压、电流之间的关系式由：U1-U21＝I21zk+Imz1，U21＝kU2，得U1-U21=U1-kU2=I2kzk+Imz1]]>计算变压器的短路电阻Zk的值；式中k为变比，Zm为励磁阻抗，Im为励磁电流，U21为二次侧电压在一次侧归算值，I21为二次侧电流在一次侧归算值，z1+z21为短路阻抗Zk。b.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与短路损耗的关系式：Pk=1β2Pcu≈1β2rki12]]>计算变压器的短路损耗值；c.通过等效电路模型建立的变压器的短路电阻与空载损耗的关系式由：P0＝P1+P2＝Pfe+Pcu得：空载损耗P0是变压器二次绕组开路，P1为输入功率，P2为输出功率；一次绕组加额定电压时测得的损耗，在忽略空载电流在一次绕组上产生损耗的情况下，视空载损耗为铁耗，PO≈PFe＝u1i1-u2i2-rki12＝usi1-u2i2-rki12计算变压器的空载损耗值；结果显示到显示器上。2、在变压器上的一次侧原边连接试验电源，通过连接在变压器上的一次侧原边电压电流传感器采集的一次侧原边电压电流信号，输入至三相电能计量芯片，取得的用电量的信号通过光耦隔离连接器输入至ARM单片机处理，在0.5秒至10秒的时间间隔内，通过变压器的容量公式β＝S/Se、空载损耗公式Q＝I％S/100计算变压器的空载损耗值，与步骤一计算的变压器空载损耗值比对，当比对结果近似相等，并把比对结果显示到显示器上。其中变压器容量应根据计算负荷选择，对平稳负荷供电的单台变压器，负荷率一般取85％左右。容量公式β＝S/Se，S计算负荷容量，Se变压器容量，β负荷率；其中变压器的功率损耗可分为固定损耗和可变损本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线测量变压器损耗的测试装置，其特征是：包括：一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器、三相电能计量芯片、ARM单片机、试验电源，所述的一次侧原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器输出端分别通过光耦隔离连接器、A/D模块与ARM单片机输入端相连，其中的一次侧原边电压电流传感器通过三相电能计量芯片与ARM单片机输入端相连，ARM单片机视频端通过电缆与显示器相连。

【技术特征摘要】
1.一种在线测量变压器损耗的测试装置，其特征是：包括：一次侧原边电压电流传感
器、二次侧副边电压电流传感器、三相电能计量芯片、ARM单片机、试验电源，所述的一次侧
原边电压电流传感器、二次侧副边电压电流传感器输出端分别通过光耦隔离连接器、A/D模
块与ARM单片机输入端相连，其中的一次侧原边电压电流传感器通过三相电能计量芯片与
ARM单片机输入端相连，ARM单片机视频端通过电缆与显示器相连。
2.一种在线测量变压器损耗的测试装置，其特征是：所述一次侧原边电压电流传感器、
二次侧副边电压电流传感器由钳形电流互感器与电压表连接组成。
3.一种在线测量变压器损耗的测试装置，其特征是：所述三相电能计量芯片与ARM单片
机相连间设置有光耦隔离连接器。
4.一种在线测量变压器损耗的测试方法，其特征是：采用在线测量变压器损耗的测试
装置进行测试，其步骤如下：
1)、在变压器上的一次侧原边连接试验电源，通过连接在变压器上的一次侧原边电压
电流传感器和二次侧副边电...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈应良，李林宇，范晓燕，裴三雷，陈麦霞，袁攀攀，赵青青，
申请(专利权)人：国网河南宜阳县供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41