本发明一种电压互感器二次消谐装置检测仪，属于电力系统二次设备检测领域。
背景技术：
目前，PT（电压互感器）二次消谐装置作为农网变电站两大消谐核心设备之一，其良好的服役性能是保证农网变电站供电质量和稳定性重要条件。但在已投运变电站不乏有PT二次消谐装置损坏导致的事故。如2015年12月27日，xx变电站10kV#4母线PT烧毁，经调查发现PT谐振时，谐振电压未达到一次消谐器启动值，二次消谐装置早已损坏无法消除电网谐振。目前PT二次消谐装置的功能检验均采用继电保护测试仪加量的传统测试方法，其存在测试瞬时谐振电流过大，易损坏继电保护测试仪，甚至可能影响人员安全。因此，传统检验检验方法存在易损坏测试仪、安全隐患、测试难等问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种高精度、快速、安全的电压互感器二次消谐装置检测仪，其能够模拟35kV及其以下电网发生谐振、接地、过电压等故障，快速检验PT二次消谐装置的消谐及接地、过电压告警等功能，确保PT二次消谐装置稳定可靠运行。有效的解决了传统方法存在易损坏测试仪、安全隐患、测试难等问题。
本发明采取的技术方案为；
电压互感器二次消谐装置检测仪，包括面板与储存单元、控制电源单元、数字处理器单元、谐波发生单元、输出切换及接口、检测单元、保护单元。所述面板与储存单元包括上位机处理器单元、USB接口、数据存储器、显示屏、键盘。上位机处理器单元分别连接USB接口、数据存储器、显示屏、键盘。控制电源单元分别连接上位机处理器单元、数字处理器单元。所述数字处理器单元分别连接上位机处理器单元、检测单元、保护单元，数字处理器单元接收这些单元的信号，完成信号处理后，向上位机处理器单元和D/A转换及放大单元发送信息。
所述谐波发生单元包括D/A转换及放大模块、功放母线电压单元、基波功率放大模块、谐波功率放大模块；D/A转换及放大模块连接数字处理器单元和基波功率放大模块，谐波功率放大模块完成谐波的D/A转换及放大，功放母线电压单元分别向基波功率放大模块和谐波功率放大模块发出信号；基波功率放大模块接收D/A转换及放大模块的信号，并向输出切换及接口发送信号；谐波功率放大模块接收D/A转换及放大模块的信号，并向输出切换及接口发送信号。
所述输出切换及接口分别连接基波功率放大模块，谐波功率放大模块，输出切换及接口接收基波功率放大模块和谐波功率放大模块指令，并向检测单元、保护单元提供反馈信号，同时向PT二次消谐装置提供试验量。
所述检测单元连接输出切换及接口，检测单元检测输出切换及接口发出的电压电流变化检测信号，并向数字处理器单元发出指令。
所述保护单元连接输出切换及接口，保护单元接受输出切换及接口发出的保护信号，并向数字处理器单元发出指令。
上位机处理器单元连接USB接口，USB接口用于试验数据的拷贝；
上位机处理器单元连接数据存储器，数据存储器用于试验数据的实时存储；
上位机处理器单元连接显示屏，显示屏用于实时显示电压情况、频率大小、试验结果；
上位机处理器单元连接键盘，键盘对试验条件进行编辑。
本发明一种电压互感器二次消谐装置检测仪，与现有技术比较，具有显著的优点与积极效果 ：
1、本发明保护单元可以精准的对测试仪和PT二次消谐装置进行保护，避免常规试验时PT二次消谐装置在谐振瞬间产生大电流时，因过流而烧毁测试仪和PT二次消谐装置；
2、本发明基波输出电压为0-200V、电流为0-2A, 谐波输出电压为0-50V、电流为0-16A，采用基波发生部分和谐波发生部分自动切换，可优化检验基频、分频及倍频分别对应不同动作电压时，所需谐波发生单元电源功率的最优化。
3、本发明能在1s内，快速自动检验出二次消谐装置动作情况，自动判定二次消谐装置功能是否正确。
4、本发明外观尺寸小、质量轻、操作智能化，方便单兵携带检修。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面通过详细描述本发明，结合附图1，对本发明的技术方案其进行进一步说明。应当注意的是，下述实施例中所列举的某型号的PT二次消谐装置9的其消谐原理满足当下电力系统PT二次消谐装置的要求，普遍性较强。
不同类型的PT二次消谐装置，其均采用判定不同频率下3U0的大小。其消谐装置原理如下：
谐振判据：17HZ谐波电压≥17V，25HZ谐波电压≥25V，150HZ谐波电压≥33V；
接地判据：基波电压≥30V；
过压判据：基波电压≥120V。
如图1所示，电压互感器二次消谐装置检测仪，包括测试仪壳体1、面板与储存单元2、控制电源单元3、数字处理器单元4、谐波发生单元5、输出切换及接口6、检测单元7、保护单元8，
所述面板与储存单元2包括上位机处理器单元21、USB接口22、数据存储器23、显示屏24、键盘25。
上位机处理器单元21分别连接USB接口22、数据存储器23、显示屏24、键盘25。
控制电源单元3分别连接上位机处理器单元21、数字处理器单元4。
所述数字处理器单元4分别连接上位机处理器单元21、检测单元7、保护单元8，数字处理器单元4接收这些单元的信号，完成信号处理后，向上位机处理器单元21和D/A转换及放大单元51发送信息。
所述谐波发生单元5包括D/A转换及放大模块51、功放母线电压单元52、基波功率放大模块53、谐波功率放大模块54；D/A转换及放大模块51连接数字处理器单元4和基波功率放大模块53，谐波功率放大模块54完成谐波的D/A转换及放大，功放母线电压单元52分别向基波功率放大模块53和谐波功率放大模块54发出信号；基波功率放大模块53接收D/A转换及放大模块51的信号，并向输出切换及接口6发送信号；谐波功率放大模块54接收D/A转换及放大模块51的信号，并向输出切换及接口6发送信号。
所述输出切换及接口6分别连接基波功率放大模块53，谐波功率放大模块54，输出切换及接口6接收基波功率放大模块53和谐波功率放大模块54指令，并向检测单元7、保护单元8提供反馈信号，同时向PT二次消谐装置9提供试验量。
所述检测单元7连接输出切换及接口6，检测单元7检测输出切换及接口6发出的电压电流变化检测信号，并向数字处理器单元4发出指令。
所述保护单元8连接输出切换及接口6，保护单元8接受输出切换及接口6发出的保护信号，并向数字处理器单元4发出指令。
上位机处理器单元21连接USB接口22，USB接口22用于试验数据的拷贝。
上位机处理器单元21连接数据存储器23，数据存储器23用于试验数据的实时存储。
上位机处理器单元21连接显示屏24，显示屏24用于实时显示电压情况、频率大小、试验结果。
上位机处理器单元21连接键盘25，键盘25对试验条件进行编辑。
其中：
所述上位机处理器单元21包括微处理器STM32F103VET6，微处理器STM32F103VET6连接
通信芯片MAX3221CDBR、USB芯片CH376S。
所述数据存储器23包括：存储器单元SST39VF6401-70-4I-EK、结型场效应管IS62C256AL-45UL和三端稳压芯片NCP1117DT33RKG。
所述显示屏24 采用QPY6448-056-NN09L，显示屏24连接控制芯片RA8835AP3N和数据处理芯片MAX3221CDBR。
所述控制电源单元3由升降压转换器TPS63020DJSR、直流-直流转换器NCV3163PW连接构成。
所述数字处理器单元4由DSP处理器TMS320F2808PZA、集成电路XC9572TQ100AMM-10C和集成电路TCM809RENB713构成。
所述D/A转换及放大模块51由DAC7644E和比较器芯片OP07C构成。
功放母线电压单元52由整流桥GBJ2510、整流桥堆KBP310、KBU810和稳压芯片LM317构成。
基波功率放大模块53由功率场效应管IRFP460、预算放大器OPA277、放大器芯片INA132构成。
谐波功率放大模块54由IXTQ36N50P、三极管J5027和A1156芯片构成；
输出切换及接口6由单片机AT89C2051、ULN2003AG4和继电器951-2C-24D芯片构成。
检测单元7由LM393P、比较器芯片OP07C和光耦TLP181构成。
保护单元8由三极管2N5551和CMOS芯片74HC32构成。
实施步骤：
在该发明装置的面板与储存单元2上，通过键盘25将所需发生电压3U0的初始幅值、截止幅值、幅值变化量、频率大小等参量进行设置，显示在显示屏24，储存于数据存储器23，并通过上位机处理器单元21转换成数字信号传输给数字处理器单元4。所述数字处理器单元4对该信号进行识别、叠加和变换等数字处理，传输给谐波发生单元5。所述谐波发生单元5的D/A转换及放大模块51将数字信号转化为模拟信号，并进行信号的初步放大；通过基波功率放大模块53对该输入的基波信号进行功率放大、也可以采用谐波功率放大模块54对该输入的谐波信号进行功率放大，并采用功放母线电压单元52确保输出的电源为满足不同频率的稳定电压源；
输出切换及接口6的电压切换继电器，将该不同频率的稳定电压源通过进行基频、分频和倍频的电压切换，经切换后的电压作用于PT二次消谐装置9。当达到PT二次消谐装置9的谐振、接地、过压功能判据后，PT二次消谐装置9消谐元件动作，将产生较大的瞬时短路电流，同时PT二次消谐装置9两端电压也将发生变化。
检测单元7将检测输出切换及接口6处的电压变化率和电流变化率的信号，并将信号传递给数字处理器单元4，数字处理器单元4将信号处理后，一方面传递给谐波发生单元5停止谐波发生，另一方面，将采集的电压变化信号和处理结果传递给面板与储存单元2进行显示和储存。
保护单元8 在PT二次消谐装置9消谐元件动作后，快速接入大电阻，消除瞬时短路电流的冲击，避免烧毁测试仪和PT二次消谐装置9。
所述面板与储存单元2中的USB接口22，采用USB3.0接口，用于试验数据的拷贝。