专利名称：高压输电线路参数测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试仪，尤其是一种适用于高压输电线路的参数测试仪，属于供电测试技术领域。
背景技术：
目前工程上测量高压输电线路工频参数通常使用三相法，测量正序参数时，需施加三相电源，测量三相的电压、电流及功率信号；测量零序参数时，需施加单相电源，测量单相的电压、电流及功率信号。由于尚无理想的测试仪器，因此测试时需要使用大功率的三相变压器、调压器，在被测线路上施加工频电压后，借助电流表、电压表、功率表等分立测量表计，通过读取各表刻度并经相应的运算后求得各参数值。测试仪器的体积和重量较大，尤其是各表计间的连接复杂，测量不同的参数时需改变测量接线及仪表接线，测试试验繁琐。
实用新型内容本实用新型的目的是设计一种继电器控制回路，从而通过控制继电器的不同状态，使用小功率的移频信号，提出一种无需手动改变被测线路的接线关系即可测量各种所需高压输电线路工频参数的高压输电线路参数测试仪。
为了达到以上目的，本实用新型的高压输电线路参数测试仪包括CPU模块、移频信号发生模块、IPM模块、滤波电路、三相变压器、输出采样及控制模块、AD转换电路、驱动电路、模拟量处理模块以及显示装置，电源输入经移频信号发生模块产生移频信号后接IPM模块，由IPM模块放大输出后接滤波电路，滤波电路的输出经三相变压器与输出采样及控制模块连接，所述输出采样及控制模块的信号输出端经模拟量处理和AD转换模块后，接CPU的信号输入端，所述CPU的显示信号输出端接显示装置。此外，输出采样及控制模块中含有继电器控制回路，所述继电器控制回路接三相变压器的副边，其中两相分别接两串联继电器、另一相接一继电器后输出接负载，所述三相变压器副边的中点经一继电器接地。
这样，只要根据需要，改变各继电器的通断状态，即可改变负载的接线方式，构成所需的测试回路，向负载输出不同的测试电源输出信号，从而完成测量正序参数时的三相电压、电流及功率测试，以及测量零序参数时的单相电压、电流及功率测试等各种所需参数的测试，还构成了使用单相电源测量三相参数所需要的测量回路，可以使用单相法通过序阻抗矩阵计算得到所需要的三相参数，完全不需手动改变被测线路的接线关系，大大简化了测试操作，提高了工作效率，并且有助于减小仪器的体积及重量，为现场试验带来了极大的方便。
使用测试仪时，将输出采样及控制模块中继电器控制回路的测试端外接负载，通过液晶屏上显示的菜单由旋钮选择确认测量操作，仪器自动控制被测负载线路的接线方式，施加移频测量信号至被测负载，采样的信号经过相应处理及计算后，将测量结果通过CPU显示在液晶屏上，必要时可由测试人员选择保存或打印。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明
图1为本实用新型一个实施例的测量接线示意图。
图2为图1实施例的电路原理框图。
图3为图1实施例的继电器自动控制回路示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例的高压输电线路参数测试仪，进行零序阻抗测量时接线示意图参见图1。测量时，仅需将被测线路的测量引线与仪器的测量线正确连接，运行后，仪器即可根据测量指令自动输出功率进行测量计算，并将测量结果显示在液晶屏上，非常方便。
本实施例的电路原理框图如图2所示，框图中包括实现本实用新型所需要的各单元模块及接口关系，其中0为MB(母板)电路板，1为CPU电路板，2为Signal信号发生电路板，3为IPM电路板，4为LC滤波电路，5为变压器，6为Relay输出采样及控制电路板，7为负载Zx，8为液晶屏及旋钮，9为AD电路板，10为IO驱动电路板，11为Deal模拟量处理电路板，12为Power电源模块。
以上各部分的连接及信号传递关系是相关电路板(1、2、9、10、11、12)分别通过一接插件与MB(0)接插，实现以下连接CPU电路板(1)采用PC104高速工控机作为中央处理器，发出控制指令进行全局控制，有一接口与液晶屏LCD(8)进行通讯，显示程序界面及相关数据，并接收外界对旋钮的指令；作为移频信号发生模块的Signal信号发生电路板(2)插在MB(0)上，在CPU模块(1)控制下，产生移频信号，并通过一接插件与IPM电路板(3)相连，进行移频功率信号放大(详细描述见后)；IPM电路板(3)根据Signal电路板(2)传递过来的移频控制信号，产生用于测量的大功率移频信号，送给滤波电路(4)进行波形处理；三相LC滤波电路(4)滤除IPM(3)发出的SPWM变频功率信号中的高频谐波成分，提高波形质量之后，接三相变压器(5)；三相变压器Tr(5)将滤波后的IPM功率信号进行隔离后接Relay输出采样及控制模块(6)；该Relay模块(6)将变压器隔离后的移频信号进行输出控制，根据不同的测量任务以及IO电路板(10)传递的指令控制继电器的状态，切换测量回路的形式，测量负载Zx(7)参数，并对输出的电压、电流信号进行采样，将得到的二次信号经过电缆线送给Deal电路板(11)进行处理；负载Zx(7)与Relay模块(6)的输出相连，将移频电压、电流信号引入被测负载上进行测量操作；LCD液晶屏及旋钮(8)显示程序界面，并由旋钮得到的控制指令通过数据线发送给CPU模块(1)进行响应；AD模块(9)从MB(0)上得到需处理的模拟信号，在内部进行相关计算及处理，将得到的结果通过MB(0)上的数据线送给CPU(1)处理；IO驱动电路(10)根据MB(0)上传递的数据指令，驱动Relay模块(6)上的继电器，控制测量回路的形式；Deal模拟量处理板(11)将从Relay模块(6)中采样得到的电压电流信号进行模拟量处理，并将处理后的模拟信号经过MB(0)送给AD模块(9)，输入到CPU电路板(1)。Power电源模块(12)插在MB(0)上，经过MB(0)将+5V、±12V、-24V等电源送给各模块。以上有关模块在CPU(0)的统一指令控制下，按照预设的程序，响应测试任务，完成测量操作。
图2中Relay输出采样及控制电路板中的继电器控制回路如图3所示，三相变压器副边的中点经常开继电器J6接地，副边的A相经常闭继电器J1后接测试输出端A，副边的B、C两相分别经串联的常闭继电器J2、J4和J3、J5接另两测试输出端B和C。并且J4、J5两继电器的常开触点与A相相连。
使用测试仪时，借助继电器控制回路可以施加三相电源，测量正序阻抗及零序阻抗，以及施加单相电源测量线路的相自阻抗及相互阻抗。具体控制要求如下
测量相自阻抗时在线路对侧三相短路接地的条件下，A、B、C三相线路中，任两相悬空，施加电压、电流测量第三相线路对地的阻抗，结果为此相线路的相自阻抗。测量相互阻抗时，在线路对侧三相短路接地的条件下，A、B、C三相线路中，任一相悬空，施加电压、电流测量另外两相间的阻抗，结果为此两相间的相互阻抗。
得到相自阻抗及相互阻抗参数后，即可通过序阻抗矩阵计算得到此三相线路的零序阻抗及正序阻抗参数，同时也实现了使用单相电源测量三相线路阻抗参数的目的。
虽然使用单相法测量的次数较多，且需不断的改变被测线路的接线方式，但通过控制继电器控制回路中继电器的吸合状态，使用小功率的移频信号抑制工频干扰信号带来的影响，便可很方便地形成荷重不同的测量回路，在CPU的控制下自动进行测量及计算，从而大大方便现场试验的进行，避免手工接线的麻烦。
归纳起来，以上测量的继电器控制状态如下表所示
(设继电器初始状态为“开”，继电器吸合后为“合”)本实施例以工控机PC104为核心，应用高速AD模块进行数据处理，使用大功率IPM模块进行功率产生及控制，采用高精度的互感器进行多量程采样，并将各种功能模块有效的集合在同一箱体内，仅需外部提供220V交流电源，将测试回路正确连接，即可进行测试。整个仪器如图1所示，体积小，重量轻，便于运输，现场使用方便。此外，可使用单相功率信号，通过序阻抗矩阵运算，来进行高压输电线路三相工频参数的测试。
总之，本实用新型通过采用一体化测量技术实现测量功能，根据测试人员选择，可进行高压输电线路的电磁感应电压、正序阻抗、零序阻抗、互感电抗、正序电容、零序电容、线路间耦合电容等参数的测量。与现有技术相比，在进行各种参数测量时，仅需将仪器正确与被测线路连接，无需改变被测输电线路本侧的接线方式，因此极大简化了测试操作，提高了测试工作效率。
权利要求1.一种高压输电线路参数测试仪，包括CPU模块、移频信号发生模块、IPM模块、滤波电路、三相变压器、输出采样及控制模块、AD转换电路、驱动电路、模拟量处理模块以及显示装置，电源输入经移频信号发生模块移频后接IPM模块，由IPM模块放大输出后接滤波电路，滤波电路的输出经三相变压器与输出采样及控制模块连接，所述输出采样及控制模块的信号输出端经模拟量处理和AD转换模块接CPU的信号输入端，所述CPU的显示信号输出端接显示装置，其特征在于所述输出采样及控制模块中含有继电器控制回路，所述继电器控制回路接三相变压器的副边，其中两相分别接两串联继电器、另一相接一继电器后输出接负载，所述三相变压器副边的中点经一继电器接地。
2.根据权利要求1所述高压输电线路参数测试仪，其特征在于所述三相变压器副边的中点经常开继电器接地，副边的第一相经常闭继电器后接测试输出端，副边的第二和第三两相分别经串联的常闭继电器接另两测试输出端。
3.根据权利要求2所述高压输电线路参数测试仪，其特征在于所述两组串联常闭继电器中均有一继电器的常开触点与第一相相连。
专利摘要本实用新型涉及一种适用于高压输电线路参数测试仪，属于供电测试技术领域。该仪器包括CPU模块、移频信号发生模块、IPM模块、滤波电路、三相变压器、输出采样及控制模块、AD转换电路、驱动电路、模拟量处理模块以及液晶屏，输出采样及控制模块中含有继电器控制回路，所述继电器控制回路接三相变压器的副边，其中两相分别接两串联继电器、另一相接一继电器后输出接负载，所述三相变压器副边的中点经一继电器接地。使用时，只要改变各继电器的通断状态，即可向负载输出不同的测试电源输出信号，从而完成各种所需参数的测试，大大简化了测试操作，提高了工作效率，为现场试验带来了极大的方便。
文档编号G01R21/00GK2720450SQ200420079020
公开日2005年8月24日 申请日期2004年8月27日 优先权日2004年8月27日
发明者姜宁, 曲焕亮, 陈伟, 丁丹, 王春宁, 孙柯, 丁伟, 李长益 申请人:江苏省电力公司南京供电公司, 上海思源电气股份有限公司