一种多功能变压器试验综合测试装置制造方法
【专利摘要】一种多功能变压器试验综合测试装置，主要由工作电源、数据采集系统、CPU系统、操作界面、电源输出控制系统、继电器系统和接线端子组成,其中数据采集系统包括有载采集、阻抗采集和直阻采集,其特征是：所述数据采集系统中还设有消磁采集，消磁采集系统通过串口与CPU系统进行联系，具有三个AD转换芯片，每个AD转换芯片设有AD7705模数转换器、串行输入/输出隔离电路、电源隔离电路、晶体振荡电路、基准电压源电路和模拟信号输入电路；本实用新型通过增加消磁采集系统，实现了变压器绕组四个试验测试设备的合一使用，减少了空间占用和检测人员上下变压器的次数，保障了人身安全，快速消除变压器内部的剩磁，提高了工作效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种变压器检测装置，尤其是一种多功能变压器试验综合测试装 置。 一种多功能变压器试验综合测试装置
【背景技术】
[0002] 我国电力行业要求在变压器停电检修、新变压器交接验收、停电排查故障时，对绕 组直流电阻、低电压短路阻抗、有载分接开关特性以及绕组消磁等试验项目进行测试。绕 组直流电阻、低电压短路阻抗、有载分接开关特性和消磁是必须做的四个独立的试验项目， 目前国内测试仪器生产厂家都是针对每个试验项目生产的单一试验设备，没有综合测试装 置。这样就造成试验人员必须同时携带多种试验设备及其相关测试线路，重复上下变压器 进行试验，劳动强度大，危险指数高，设备材料浪费严重，而且多种设备占用大量的工作空 间，影响检测效率。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的就是要解决试验人员用现有方法对变压器进行检测时，携带多 种检测设备，造成设备材料的浪费，占用大量的工作空间，并且重复上下试验所带来的劳动 强度增大、危险指数提高等问题，提供一种多功能变压器试验综合测试装置。
[0004] 本实用新型的具体方案是：一种多功能变压器试验综合测试装置，主要由工作电 源、数据采集系统、CPU系统、操作界面、电源输出控制系统、继电器系统和接线端子组成； 整个装置采用一套工作电源，为测试功能提供所需电源；CPU系统与数据采集系统以及操 作界面通过串口进行联系，它管理数据采集系统、电源输出控制系统的切换与输出、继电器 系统的相位切换和交流直流输出的切换，并通过操作界面完成人机交互工作；数据采集系 统包括有载采集、阻抗采集和直阻采集，其特征是：所述数据采集系统中还设有消磁采集， 消磁采集系统同样通过串口与CPU系统进行联系，具有三个AD转换芯片，每个AD转换芯片 设有AD7705模数转换器、串行输入/输出隔离电路、电源隔离电路、晶体振荡电路、基准电 压源电路和模拟信号输入电路。
[0005] 本实用新型中所述AD7705模数转换器的片选/CS，2号差分通道AIN2+、AIN2-，负 端参考电压REFN-以及电位基准点GND的引脚均接地；它的电压VDD和复位/RSSET的引脚 接+5V直流电源。
[0006] 本实用新型中所述电源隔离电路由全控整流桥和7805稳压电源模块U1组成，所 述全控整流桥的交流输入端与接线端子J1相连，它的直流输出端连接稳压电源模块的输 入引脚1和接地引脚2 ;所述稳压电压模块的输入引脚1与接地引脚2之间并联有高频滤 波电容E7,它的输出引脚3与接地引脚2之间分别并联有高频滤波电容E8、E9和电容C16、 C17、C18、C19 ;所述稳压电源模块的输出引脚3与AD7705模数转换器的+5V电压VDD引脚 相连。
[0007] 本实用新型中所述晶体振荡电路与AD7705模数转换器的主时钟输入MCLK IN和 主时钟输出MCLK OUT相连接，由电阻R36和石英晶体，以及电容C14、C15组成，其中石英晶 体的时钟频率为2MHZ。
[0008] 本实用新型中所述基准电压源电路包括芯片AD780BR，AD780BR的基准输入端与 基准输出端分别并联去耦电容E6、C12和E5、Cl 1，其中基准输入端接+5V直流电源，基准输 出端连接至AD7705模数转换器的REFIN+引脚。
[0009] 本实用新型中所述串行输入/输出隔离电路包括串行时钟输入电路，串行数据输 入电路和串行数据输出电路，其中在这三路电路中分别串联有光电隔离器6N137。
[0010] 本实用新型中所述模拟信号输入电路具有一包含有4个输入信号通道的端子J2， 所述端子的1号与2号通道之间串联有分压电阻R25、R26, 3号与4号通道分别通过串联 一个限流电阻R27和R28,连接在AD7705模数转换器1号差分输入通道得两个引脚AIN+ 和AIN-上；3号通道与1、2通道之间通过继电器KM6的触点进行切换，并且模拟输入负端 AIN-连接在基准电压VREF上。
[0011] 本实用新型中由于增加了消磁采集系统，实现了对变压器绕组直流电阻、绕组消 磁、低电压短路阻抗、有载分接开关特性等试验项目测试设备的合一使用，这样不仅节省 原材料的使用，减少工作空间的占用，而且减少了检测人员上下变压器的次数，减轻劳动强 度，增加人身安全因数，可快速消除大型电力变压器内的剩磁，提高了工作效；并且在消磁 采集系统中加入了电源隔离和光电隔离模块，确保了消磁采集系统的抗干扰性，提高了试 验检测项目测试的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型电路总体方框图；
[0013] 图2是消磁采集系统AD转换芯片的电路原理图；
[0014] 图中：1一AD7705模数转换器，2-串行输入/输出隔离电路，3-电源隔离电路， 4一晶体振荡电路，5-基准电压源电路，6-模拟信号输入电路，7 -串行时钟输入电路，8- 串行数据输入电路，9一串行数据输出电路。
【具体实施方式】
[0015] 参见图1、2,种多功能变压器试验综合测试装置，主要由工作电源、数据采集系统、 (PU系统、操作界面、电源输出控制系统、继电器系统和接线端子组成；整个装置采用一套 工作电源，为测试功能提供所需电源；CPU系统与数据采集系统以及操作界面通过串口进 行联系，它管理数据采集系统、电源输出控制系统的切换与输出、继电器系统的相位切换和 交流直流输出的切换，并通过操作界面完成人机交互工作；数据采集系统包括有载采集、阻 抗采集和直阻采集，其特征是：所述数据采集系统中还设有消磁采集，消磁采集系统同样通 过串口与CPU系统进行联系，具有三个AD转换芯片，每个AD转换芯片设有AD7705模数转 换器1、串行输入/输出隔离电路2、电源隔离电路3、晶体振荡电路4、基准电压源电路5和 模拟信号输入电路6。
[0016] 本实施例中所述AD7705模数转换器1的片选/CS，2号差分通道AIN2+、AIN2-，负 端参考电压REFN-以及电位基准点GND的引脚均接地；它的电压VDD和复位/RSSET的引脚 接+5V直流电源；通电时，输入引脚/RESET处于低电平，复位所有的逻辑、数据滤波器和 模拟调试器，将所有的片内寄存器设置到其默认状态。
[0017] 本实施例中所述电源隔离电路3由全控整流桥和7805稳压电源模块U1组成，所 述全控整流桥的交流输入端与接线端子J1相连，它的直流输出端连接稳压电源模块的输 入引脚1和接地引脚2 ;所述稳压电压模块的输入引脚1与接地引脚2之间并联有高频滤 波电容E7，它的输出引脚3与接地引脚2之间分别并联有高频滤波电容E8、E9和电容C16、 C17、C18、C19 ;所述稳压电源模块的输出引脚3与AD7705模数转换器的+5V电压VDD引脚 相连；所述全控整流桥将来自端子J1电压为8V的交流电，转换为11V的直流电，输入到稳 压电压模块，稳压电压模块输出+5V直流电，经过高频滤波之后，将其输入给AD7705模数转 换器；电压隔离模块消除了外部干扰信号对AD转换模块内部控制功能的干扰。
[0018] 本实施例中所述晶体振荡电路4与AD7705模数转换器1的主时钟输入MCLK IN 和主时钟输出MCLK OUT相连接，由电阻R36和石英晶体，以及电容C14、C15组成，其中石英 晶体的时钟频率为2MHZ ;该电路为AD7705模数转换器1提供时钟频率为2MHZ的主时钟信 号。
[0019] 本实施例中所述基准电压源电路5包括芯片AD780BR，AD780BR的基准输入端与基 准输出端分别并联去耦电容E6、C12和E5、Cl 1，其中基准输入端接+5V直流电源，基准输出 端连接至AD7705模数转换器的REFIN+引脚，为模数转换器1提供2. 5V的基准电压。
[0020] 本实施例中所述串行输入/输出隔离电路2包括串行时钟输入电路7,串行数据 输入电路8和串行数据输出电路9,其中在这三路电路中分别串联有光电隔离器6N137 ;所 述串行时钟输入电路7中，来至CPU系统的输入信号经过三极管N7串联限流电阻R34,与 光电隔离器IC18的2脚输入端相连，光电隔离器的8脚接+5V直流电，6脚输出端与8脚 之间串联上拉电阻R35,并且它的6脚输出端经过反相器IC15A连接AD7705的串行时钟输 入引脚SCLK ;所述串行数据输入电路8与串行时钟输入电路7连接方式相同，来至CPU系 统的输入信号通过该电路输入到AD7705的串行数据输入引脚DIN ;所述串行数据输出电路 9中，AD7705串行数据输出引脚，分别依次连接反相器IC15C、三极管N9和限流电阻与光电 隔离器的2脚输入端相连，光电隔离器的6脚输出端与CPU系统相连。
[0021] 本实施例中所述光电隔离器对AD模数转换器1与CPU系统之间的输入/输出信 号进行光电隔离，大大地提高了系统的音噪比，对输入/输出信号起到良好的隔离作用，避 免了系统噪声对AD线路的干扰。
[0022] 本实施例中所述模拟信号输入电路6具有一包含有4个输入信号通道的端子J2， 所述端子的1号与2号通道之间串联有分压电阻R25、R26, 3号与4号通道分别通过串联 一个限流电阻R27和R28,连接在AD7705模数转换器1号差分输入通道得两个引脚AIN+ 和AIN-上；3号通道与1、2通道之间通过继电器KM6的触点进行切换，并且模拟输入负端 AIN-连接在基准电压VREF上。所述模拟输入电路实现了电压、电流和电阻等多种输入信号 的采集与转换。
[0023] 本实施例中所述消磁采集系统的三个AD转换芯片共同实现三路电压和三路电流 的采集。
【权利要求】
1. 一种多功能变压器试验综合测试装置，主要由工作电源、数据采集系统、CPU系统、 操作界面、电源输出控制系统、继电器系统和接线端子组成；整个装置采用一套工作电 源，为测试功能提供所需电源；CPU系统与数据采集系统以及操作界面通过串口进行联系， 它管理数据采集系统、电源输出控制系统的切换与输出、继电器系统的相位切换和交流直 流输出的切换，并通过操作界面完成人机交互工作；数据采集系统包括有载采集、阻抗采集 和直阻采集，其特征是：所述数据采集系统中还设有消磁采集，消磁采集系统同样通过串口 与CPU系统进行联系，具有三个AD转换芯片，每个AD转换芯片设有AD7705模数转换器、串 行输入/输出隔离电路、电源隔离电路、晶体振荡电路、基准电压源电路和模拟信号输入电 路。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述 AD7705模数转换器的片选/CS，2号差分通道AIN2+、AIN2-，负端参考电压REFN-以及电位 基准点GND的引脚均接地；它的电压VDD和复位/RSSET的引脚接+5V直流电源。
3. 根据权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述电源 隔离电路由全控整流桥和7805稳压电源模块U1组成，所述全控整流桥的交流输入端与接 线端子J1相连，它的直流输出端连接稳压电源模块的输入引脚1和接地引脚2 ;所述稳压 电压模块的输入引脚1与接地引脚2之间并联有高频滤波电容E7,它的输出引脚3与接地 引脚2之间分别并联有高频滤波电容E8、E9和电容(：16、(：17、(：18、(：19 ;所述稳压电源模块 的输出引脚3与AD7705模数转换器的+5V电压VDD引脚相连。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述晶体 振荡电路与AD7705模数转换器的主时钟输入MCLK IN和主时钟输出MCLK OUT相连接，由 电阻R36和石英晶体，以及电容C14、C15组成，其中石英晶体的时钟频率为2MHZ。
5. 根权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述基准电 压源电路包括芯片AD780BR，AD780BR的基准输入端与基准输出端分别并联去耦电容E6、 C12和E5、C11，其中基准输入端接+5V直流电源，基准输出端连接至AD7705模数转换器的 REFIN+ 引脚。
6. 根权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述串行输 入/输出隔离电路包括串行时钟输入电路，串行数据输入电路和串行数据输出电路，其中 在这三路电路中分别串联有光电隔离器6N137。
7. 根权利要求1所述的一种多功能变压器试验综合测试装置，其特征是：所述模拟信 号输入电路具有一包含有4个输入信号通道的端子J2,所述端子的1号与2号通道之间 串联有分压电阻R25、R26, 3号与4号通道分别通过串联一个限流电阻R27和R28,连接在 AD7705模数转换器1号差分输入通道得两个引脚AIN+和AIN-上；3号通道与1、2通道之 间通过继电器KM6的触点进行切换，并且模拟输入负端AIN-连接在基准电压VREF上。
【文档编号】G01R31/00GK203849337SQ201420168724
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】曾国, 郑宏谋, 李俊, 贺攀, 张学良 申请人:国家电网公司, 国网黄石供电公司运维检修部（检修分公司）, 保定市泰达电力设备有限公司