本發明涉及一種綜合性電氣試驗裝置，特別涉及一種基于多功能線圈類設備綜合參數測試裝置的負載試驗方法。

背景技術：

線圈類設備(如各類變壓器、互感器等)在電力系統的各類設備中占有極其重要的地位，而其電氣試驗項目較其他設備而言項目往往更多且更復雜。目前市場上針對線圈類設備每項試驗基本都需配置一套專用試驗儀器，且試驗儀器都較為笨重。因此完成一個設備的試驗往往需要多臺儀器。受限于場地及電源等因素，在現場工作中需要反復將儀器搬前搬后以及多次重復接線，工作效率較低。

具體而言，在互感器和電力變壓器電氣試驗中，現在一般都是采用分立的檢測設備進行測試的。試驗電源通常采用電源控制箱(調壓器)進行調節。再配合各種電壓表、電流表和功率表等表計進行測量。電源控制箱主要是由一臺自耦調壓器構成的，通常需要人工操作調節，試驗過程需要人工邊觀察表計邊調節電壓，還得記錄相應的測量結果。對操作人員的要求比較高，操作過程也比較繁瑣，不利于實現自動測量。隨著電子技術的發展，迎來了數字化的時代，測量儀器也朝著智能化，數字化發展，目前大部分的測量儀器都已經實現數字化，但在工頻耐壓、空負載及伏安特性等試驗中還是普遍采用自耦調壓器作為試驗電源，基本上以手工操作為主。試驗時需要現場連接電源控制箱和測量表計，比較費時費力，自動化程度不高。

目前國內外在綜合性電氣試驗裝置的研究方面還是比較少見，大多數儀器還都存在功能單一，不同廠家的設備輸出結果的格式也不統一，對后期的數據分析整理歸檔也造成很多麻煩。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于多功能線圈類設備綜合參數測試裝置的負載試驗方法，可以為電力檢測檢修工作帶來極大的便利。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種基于多功能線圈類設備綜合參數測試裝置的負載試驗方法：

測試裝置的顯示控制部分根據接收到的用戶操作指令，來控制測試裝置的程控試驗電源向被測設備輸出電壓連續可調的正弦波試驗電源；

所述測試裝置的測量表計對程控試驗電源所輸出的試驗電源的電流及電壓信號進行采集，并發送給所述顯示控制部分進行數據處理；

所述顯示控制部分進行中斷判斷，來判斷是否出現中斷測量的情況；

沒有出現中斷測量的情況時，控制所述程控試驗電源以自動升壓的方式輸出試驗電源，由所述顯示控制部分記錄升壓過程中的電壓及對應電流值；

所述顯示控制部分進行電流判斷，來判斷所輸出的試驗電源的電流是否達到試驗項目的電流設定值；

當電流達到電流設定值時，所述顯示控制部分對功率損耗值進行記錄及處理。

優選地，所述被測設備是三相變壓器，所述顯示控制部分控制所述程控試驗電源，逐相將試驗電源升壓，直到試驗電源的電流達到變壓器的額定電流，并由所述顯示控制部分記錄試驗電源電流達到額定電流時的功率損耗值；之后，所述顯示控制部分對所記錄的三相功率損耗值進行比較，并對三相功率損耗值累加得到總功率損耗。

優選地，對被測的三相變壓器中任意一相的接線方式，包含：所述程控試驗電源通過設置在測試裝置主機上的電源輸出端，連接至所述三相變壓器上形成三角形連接的高壓側線圈來向其施加試驗電源，而所述三相變壓器上的低壓側線圈形成星形連接且abcn端相連接。

優選地，所述中斷判斷進一步包含：

按鍵掃描，判斷有對應測量中斷指令的按鍵或切換其他試驗項目的按鍵被按下時，中斷測量；

過壓過流判斷，判斷所輸出試驗電源的電壓或電流，超過試驗項目要求的電壓或電流規定值時，中斷測量；

電源判斷，判斷所輸出試驗電源中斷時，中斷測量。

優選地，所述顯示控制部分，進一步包含：

32位arm單片機構成的主控板，以及與所述主控板信號連接的液晶顯示器、非易失性存貯器、打印機、按鍵、外存接口和通訊接口；

所述顯示控制部分的主控板，還通過內部串口與所述程控試驗電源和測量表計分別連接，進行控制及數據傳輸。

優選地，所述程控試驗電源設置有進行spwm調制控制的單片機，來對ipm開關模塊進行控制，以通過實現兩個極性相反的參考正弦波與雙向三角載波交截來產生功率開關驅動信號。

優選地，所述測量表計包含測量用的電流互感器和電壓互感器，與所述電流互感器、電壓互感器相應連接的程控放大器，與所述程控放大器連接的模數轉換器，與所述模數轉換器連接的單片機，以及與測量表計的單片機連接的存儲器和串口模塊。

本發明所述基于多功能線圈類設備綜合參數測試裝置的負載試驗方法，其優點在于：

1、測試裝置中集成了合理的功能模塊，有效減少試驗設備數量；

2、高效可靠地實現線圈類設備(如變壓器)的負載試驗，自動化程度高；

3、能夠基于電力電子技術，提供可調頻調幅的三相變頻電源；

4、通過單片機及相關采集模塊實現電壓、電流、功率等數據的測量和計算，最終采用液晶顯示器輸出結果，并實現繪制勵磁特性曲線等功能；

5、接線方案安全簡便，最大程度降低現場工作量。

本發明所述測試裝置及其負載試驗方法，一旦在各電網公司和設備廠家投入使用，必將直接為電力檢測檢修工作帶來極大的便利，有效保證電網的安全運行，提高電網的安全水平，避免重大事故的發生，能夠產生的直接或間接的經濟效益是巨大的。

附圖說明

圖1是本發明所述測試裝置中顯示控制部分的連接示意圖；

圖2是本發明所述測試裝置中程控試驗電源的示意圖；

圖3是本發明所述測試裝置中測量表計的示意圖；

圖4是本發明所述測試裝置在變壓器負載損耗試驗時的單相加壓接線圖；

圖5是本發明所述測試裝置進行負載損耗試驗的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明所述多功能線圈類設備綜合參數測試裝置，包含三大部件：顯示控制(人機界面)部分、程控試驗電源、多功能測量表計。

其中，所述顯示控制部分能夠接受用戶操作指令，控制程控試驗電源和測量表計各自有序工作，以及顯示、打印、保存測量結果。本例中以32位arm單片機為核心，配合320×240液晶顯示器作為人機交互界面，裝置還配置了微型打印機，用于打印輸出測量結果，內附非易失性存貯器，用于保存測量結果。還配置外存接口和通訊接口，用于聯機操作。該部分電路與程控試驗電源和測量表計部分通過內部串口進行控制和數據傳送。使得裝置可根據用戶預設的功能進行自動測量。

如圖2所示，所述程控試驗電源采用可程控的電子調壓裝置代替傳統的自耦調壓器，它具有可調壓調頻功能，輸出電壓頻率穩定性好。基于spwm調制原理，利用兩個極性相反的參考正弦波與雙向三角載波交截產生功率開關驅動信號。本例中以單片機經過軟件程序編程實現spwm調制波，控制大功率ipm開關模塊的工作，通過反饋電壓與采樣電壓比例比較控制占空比實現穩壓。這樣由高性能數字信號處理器進行控制的spwm調制技術設計的數字電源，可輸出電壓連續可調的正弦波試驗電源。

如圖3所示，所述多功能測量表計，通過一片高性能單片機分別對試驗時的電壓、電流信號進行實時采樣計算，得出電壓、電流、有功功率、功率因數及頻率等電參量。本例中采用了高性能的雙16位模數轉換器，作為主要的數據采集芯片，保證了測量的高精度。測量原理采用同步高速采樣技術，對電壓和電流信號進行同步采樣，將采樣數據保存在存儲器中，然后將采樣數據按照電工學原理進行計算得到各電參數的測量結果。

基于該測試裝置，例如可以完成電壓互感器的感應耐壓、伏安特性和空載電流等試驗；完成35kv及以下電壓等級變壓器的感應耐壓、短路阻抗等至少3項以上集成功能，并能實現一次性接線，無需外接任何設備；通過外接試驗電源(需另外購置)，可完成110kv及以上電壓等級主變壓器的特性試驗；可作為變頻電源，進行容性設備諧振耐壓試驗，并同時具有自動調諧和手動調諧兩種模式；具有過壓過流過載過溫等多項保護功能，具有自動升降壓和手動操作兩種模式。

如圖4所示，測試裝置在三相變壓器的負載損耗試驗中進行a相加壓接線時，測試裝置主機上的電源輸出端可連接被測三相變壓器上從變壓器任意一側額定分接位置的繞組施加試驗電源(額定頻率的額定電流)，在一個繞組短路其他繞組開路的情況下測量其負載損耗。本例中是連接至三角形接線的高壓側a,c端，而變壓器的低壓側星形連接且abcn端相連接。b、c相加壓時的接線類似。

本發明使用所述測試裝置進行的負載損耗試驗，是逐相將電源升壓到額定電流下并記錄功率值后保存；等三相測量結束后，進行累加計算出總功率損耗，并且各相功率損耗可以顯示比較，整個過程進行過壓過流、電源狀態和鍵盤中斷判斷。

如圖5所示，負載電流試驗包含以下流程：在顯示控制部分的人機交互界面選擇負載損耗試驗項目，測試裝置進行按鍵掃描，來執行與該項目相應的動作。先進行中斷判斷，例如當過流判斷發現超過負載電流試驗規定的電流閾值(和/或過壓判斷發現超過規定的電壓閾值)，或通過電源判斷發現電源意外中斷時，或者掃描發現按下了中斷按鍵或切換其他試驗項目的按鍵時，中斷測量。

如果沒有中斷測量的情況，測試裝置可以通過程控試驗電源，以自動升壓的方式向待測三相變壓器的其中一相提供試驗電源，并對所加電源的電壓及其對應電流值進行記錄；進行過流判斷，判斷實際所加電源的電流值是否達到而沒有超過試驗規定的數值(額定電流)后，對這一相的功率損耗值進行記錄。判斷是否完成了所有三相功率損耗值的記錄，如果沒有完成，則進行升壓初始化，將試驗電源的電壓恢復到升壓前的初始值，以便在切換為另一相接線后能夠重新進行自動升壓至功率損耗值記錄的操作過程；如果所有三相功率損耗值的記錄都已完成，則可以進行負載損耗的計算處理。試驗期間，測試裝置會在人機界面顯示試驗項目相應的參數及其調整數值、試驗結果等各種信息。

盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。