专利名称：配电变压器的综合测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变压器领域，特别是指一种配电变压器的综合测试仪。
背景技术：
目前，智能电网的建设已经在进行中。配电变压器是智能电网中的一个重要组成 部分。在智能电网的运行过程中，需要监测综合变压器和专用变压器，采集变压器的运行参 数，以分析变压器的状态。现有技术中，不能对变压器的状态进行自动监测。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种配电变压器的综合测试仪，能够测量变 压器的运行状态。为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供技术方案如下一种配电变压器的综合测试仪，包括信号过滤模块，连接配电变压器的三相电压和三相电流，对所述三相电压和三相 电流的波形过滤，输出过滤后的波形；信号处理模块，与所述信号过滤模块连接，输入所述过滤后的波形，对所述过滤后 的波形处理，生成电表数据，输入/输出模块，与所述信号处理模块连接，输出所述电表数据；电源模块，与所述信号过滤模块、所述信号处理模块、所述输入/输出模块连接， 进行供电。所述配电变压器的三相电压为所述配电变压器的低压侧的三相线路上的电压； 所述三相电压通过直接连接所述配电变压器的低压侧的三相火线和中线得到；所述配电变压器的三相电流为所述配电变压器的低压侧的三相电流，所述三相 电流通过电流互感器采集得到。所述信号处理模块为CPU ；所述测试仪还包括AD转换器，所述信号处理模块通过所述AD转换器与所述信号 过滤模块连接；所述AD转换器将所述过滤后的波形转化为数字信号，发送给所述CPU。所述的配电变压器的综合测试仪，还包括无线射频通信模块，与所述信号处理模块连接，接收所述配电变压器的温度信号， 所述温度信号为所述配电变压器的油温信号、所述配电变压器的高压进线的电缆接头温度 信号、所述配电变压器的低压出线的电缆接头温度信号或者所述配电变压器的节点温度信 号，处理后，发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块根据处理后的所述温度信号，生成温度数据；所述输入/输出模块输出所述温度数据。所述的配电变压器的综合测试仪，所述输入/输出模块，输入温度数据的预定值和/或电表数据的预定值；
4[0020]所述测试仪还包括报警单元，与所述信号处理模块连接，当所述温度数据超过所 述温度数据的预定值，则进行报警；和/或当所述电表数据超过所述电表数据的预定值，则 进行报警。所述的配电变压器的综合测试仪，还包括摄像头，采集所述配电变压器周围的图像，并发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块将所述图像输出给所述输入/输出模块；所述输入/输出模块输出所述图像。所述输入/输出模块为键盘、显示器、液晶屏、以太网接口、RS232、RS422串口、 RS485串口、GPRS传输模块、或无线微波传输模块中的一个或者多个的任意组合。所述电表数据为三相电流、三相电压、三相有功功率、三相无功功率、三相功率因 数、三相视在功率、零序电流、零序电压、谐波电流、谐波电压、三相电压合格率、正向有功电 度、反向有功电度、正向无功电度以及反向无功电度中的一个或者多个的任意组合。所述信号处理模块还用于，根据所述配电变压器的三相无功功率，生成无功功率 的补偿信号，输出到与所述变压器连接的无功补偿柜；根据所述配电变压器的三相功率生 成三相功率的平衡信号，输出到与所述变压器连接的三相功率平衡补偿柜。所述信号处理模块还用于，根据所述三相电压的电表数据，计算所述配电变压器 的三相电压大于预定电压上限的时间长度、所述配电变压器的三相电压小于预定电压下限 的时间长度以及停电时间长度。本实用新型的实施例具有以下有益效果信号过滤模块，连接配电变压器的三相电压和三相电流，对所述三相电压和三相 电流的波形过滤，输出过滤后的波形；信号处理模块，与所述信号过滤模块连接，输入所述 过滤后的波形，对所述过滤后的波形处理，生成电表数据，输入/输出模块，与所述信号处 理模块连接，输出所述电表数据；能够对变压器的运行状态进行自动和实时监测。
图1为本实用新型所述的配电变压器的综合测试仪的一实施例的结构示意图；图2为本实用新型所述的配电变压器的综合测试仪的另一实施例的结构示意图；图3为本实用新型所述的配电变压器的综合测试仪的另一实施例的结构示意图；图4为本实用新型所述的配电变压器的综合测试仪中，三相电压和三相电流的接 入连接图。
具体实施方式
为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将 结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，为本实用新型所述的一种配电变压器的综合测试仪的一实施例，包 括信号过滤模块，连接配电变压器的三相电压和三相电流，对所述三相电压和三相 电流的波形过滤，输出过滤后的波形；信号处理模块，与所述信号过滤模块连接，输入所述过滤后的波形，对所述过滤后的波形处理，生成电表数据，输入/输出模块，与所述信号处理模块连接，输出所述电表数据；电源模块，与所述信号过滤模块、所述信号处理模块、所述输入/输出模块连接， 进行供电。所述配电变压器的三相电压为所述配电变压器的低压侧的三相线路上的电压； 所述三相电压通过直接连接所述配电变压器的低压侧的三相火线和中线得到；所述配电变压器的三相电流为所述配电变压器的低压侧的三相电流，所述三相 电流通过电流互感器采集得到。数据采集时，每个工频周波采用点数256个。如图2所示，为本实用新型所述的一种配电变压器的综合测试仪的另一实施例， 所述信号处理模块为CPU ；所述测试仪还包括AD转换器，所述信号处理模块通过所述AD转换器与所述信号 过滤模块连接；所述AD转换器将所述过滤后的波形转化为数字信号，发送给所述CPU。AD 转换器的位数可以是16位。所述的配电变压器的综合测试仪，还包括无线射频通信模块，与所述信号处理模块连接，接收所述配电变压器的温度信号， 所述温度信号为所述配电变压器的油温信号、所述配电变压器的高压进线的电缆接头温度 信号、所述配电变压器的低压出线的电缆接头温度信号或者所述配电变压器的节点温度信 号，处理后，发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块根据处理后的所述温度信号，生成温度数据；所述输入/输出模块输出所述温度数据。所述输入/输出模块，输入温度数据的预定值和/或电表数据的预定值；输入/输 出单元可以为键盘，也可以为通过通讯接口接收与预定值。所述测试仪还包括报警单元，与所述信号处理模块连接，当所述温度数据超过所 述温度数据的预定值，则进行报警；和/或当所述电表数据超过所述电表数据的预定值，则 进行报警。所述的配电变压器的综合测试仪，还包括摄像头，采集所述配电变压器周围的图像，并发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块将所述图像输出给所述输入/输出模块；所述输入/输出模块输出所述图像。摄像头可以为数字摄像头。测试仪具有视 频接口，可以接入数字摄像头，通过通信通道传回变压器周围的运行状况，以便监测天气情 况，偷盗情况，施工情况等。所述输入/输出模块为显示器、液晶屏、以太网接口、RS232、RS422串口、RS485 串口、GPRS传输模块、或无线微波传输模块中的一个或者多个的任意组合。所述电表数据为三相电流、三相电压、三相有功功率、三相无功功率、三相功率因 数、三相视在功率、零序电流、零序电压、谐波电流、谐波电压、三相电压合格率、正向有功电 度、反向有功电度、正向无功电度以及反向无功电度中的一个或者多个的任意组合，以实现 电压合格率统计、电度计量、运行报警、防盗报警的功能。所述信号处理模块还用于，根据所述配电变压器的三相无功功率，生成无功功率 的补偿信号，输出到与所述变压器连接的无功补偿柜；根据所述配电变压器的三相功率生成三相功率的平衡信号，输出到与所述变压器连接的三相功率平衡补偿柜。所述信号处理模块还用于，根据所述三相电压的电表数据，计算所述配电变压器 的三相电压大于预定电压上限的时间长度、所述配电变压器的三相电压小于预定电压下限 的时间长度以及停电时间长度。如图3所示，为本实用新型所述的一种配电变压器的综合测试仪的一实施例。测 试仪的输入信号为(1)三相电流，为220V低压侧的三相线路上的电流，通过电流互感器采集，输入的 二次电流< 5A ；(2)三相电压，为低压侧的三相电压，直接接入三相火线和中线；(3)变压器节点温度，以监测变压器油温、高压进线或者低压出线的电缆温度、节 点温度；信号接入方式如图4所示。所述电源模块输入直流220V或交流220V对信号过滤模块和CPU模块进行供电；所述无线射频通信模块将变压器油温和电缆接头温度处理后，输入到CPU。所述数字摄像头采集变压器周围的运行状况，传送给CPU，以便检测变压器周围的 天气情况、偷盗情况以及施工情况。所述信号过滤模块对输入的三相电压和三相电流的波形过滤成CPU所需要的波 形；16位AD转换器将模拟信号转换为数字信号后，CPU对信号进行处理分析，输出到液晶屏 等输入/输出模块上，或者通过通信接口发送出去。键盘可设置一些参数、功能等，使输出的信息能精确的显示在液晶屏上，实现防盗 报警、运行功能报警、电量统计、电压合格率统计等功能。测试仪具有远程抄表和控制功能。具体为具有多种通信模式，可以实现灵活组 网，把数据远传给各种配电自动化系统。信号输出由多种通信模式，包括GPRS (General Packet Radio Service，通用分组业务)、以太网、RS232 串口、 RS422串口、RS485串口、无线微波等几种方式，可以实现数据的定时上传、主叫遇警上传、 实时上传、控制下传、输入/输出接口功能，并将CPU的处理数据显示在液晶屏上。具有GPRS模块，利用公网传输数据，上载速度可以为88KBPS ；所述以太网接口，利用光纤传输数据，上载速度可以为100M ；所述RS232/RS485串口，利用专线传递数据，速率可以为115200BPS ；所述无线微波，利用无线射频技术传递数据，速率可以为20KBPS，距离100米。利用数据接口，可以实现(1)定时上传。(2)根据业务需要及具体情况，可以确定多种形式的定时上传数据，如有选择的确 定不同类型的数据，根据不同用户确定数据上传时间等。(3)主叫遇警上传。遇到特殊情况，如超负荷、电流电压超限、表箱开启、油温过高 等故障情况发生时，前端主动向主站报警并上传相关数据。(4)实时上传。随时接受主站呼叫，随时上传相关实时数据。(5)控制下传。主站可根据需要，下达控制指令。测试仪可以实时数据监测。通过采集低压三相电压，三相电流及节点温度等原始 信息，会进一步计算出各类参数。其中，三相电流、三相电压通过测量得到，三相有功功率、三相无功功率，三相功率因数、三相视在功率通过公式计算得到，零序电流、零序电压通过 合成得到，谐波电流、谐波电压可以为通过FFT (fast Fourier transform,快速傅里叶变 换)得到，节点温度为通过测量得到。另外，为了能够统计线路和变压器的工作情况，测试仪还具有多种统计功能，具体 如下(1)电压合格率统计详细记录三相电压合格率，电压越上限的时间总和，越下限的时间总和，停电时间 总和等等；(2)电度计量统计四象限电度数，包括正向有功电度，反向有功电度，正向无功电度，反向无功 电度。(3)运行报警功能监测变压器超负荷运行、电流电压超限、油温过高等故障情况，一旦出现异常，立 刻报警。(4)防盗报警功能实时监测表箱开启，偷盗变压器，短路CT、开路PT等窃电行为，一旦出现异常，立 刻报警。另外，测试仪不仅具有常规的监测功能，还具有控制功能，可以直接控制无功补偿 柜和三相功率平衡补偿柜，达到补偿无功功率，实现变压器三相功率平衡的效果。具体为(1)控制多达24路电容器和电抗器，补偿容量范围30kvar 300kvar ；(2)直接驱动可控硅，接触器或者智能复合开关；(3)具有自动鉴别各路电容器输出容量的功能，无需设置电容器容量；电容器容 量减小之后，控制器会自动识别当前容量，达到最优控制的效果；(4)使用补偿算法，开关动作次数最少，延长开关使用寿命；补偿后，功率因数不 低于0. 98。配电变压器综合测试仪是应用于智能配网的建设，它可用于监测综合变压器和专 用变压器，采集变压器的运行参数。在采集变压器的各种参数之后，可以进一步分析变压器 的状态，实现变压器的状态检修，风险评估。同时，测试仪还具有电量统计、无功补偿、电能 质量分析等功能。具有多种通信功能，能够与各类配电自动化系统配套使用，是建设智能电 网的智能配电终端之一。可以采用液晶屏就地显示运行状态，适用于低压电网运行状态监 测和低压动态无功补偿等场合。测试仪不仅仅可以监测变压器运行情况，还可以实现以下功能监视变压器被偷盗的情况，监测变压器是否被窃电，采集变压器周围的图像信息， 实现远程抄表功能，采集变压器的电表数据，并远传给集抄系统；控制无功补偿柜，实现低 压无功补偿；控制功率平衡柜，实现三相功率平衡；采集变压器运行温度，实现状态检测。 可以有效提高配网管理水平，全面掌握配网运行信息，以实现配电自动化，建设智能电网。以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进 和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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权利要求一种配电变压器的综合测试仪，其特征在于，包括信号过滤模块，连接配电变压器的三相电压和三相电流，对所述三相电压和三相电流的波形过滤，输出过滤后的波形；信号处理模块，与所述信号过滤模块连接，输入所述过滤后的波形，对所述过滤后的波形处理，生成电表数据；输入/输出模块，与所述信号处理模块连接，输出所述电表数据；电源模块，与所述信号过滤模块、所述信号处理模块、所述输入/输出模块连接，进行供电。
2.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述配电变压器的 三相电压为所述配电变压器的低压侧的三相线路上的电压；所述三相电压通过直接连接 所述配电变压器的低压侧的三相火线和中线得到；所述配电变压器的三相电流为所述配电变压器的低压侧的三相电流，所述三相电流 通过电流互感器采集得到。
3.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，所述信号处理模块为CPU； 所述测试仪还包括AD转换器，所述信号处理模块通过所述AD转换器与所述信号过滤模块连接；所述AD转换器将所述过滤后的波形转化为数字信号，发送给所述CPU。
4.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，还包括无线射频通信模块，与所述信号处理模块连接，接收所述配电变压器的温度信号，处理 后，发送给所述信号处理模块，所述温度信号为所述配电变压器的油温信号、所述配电变压 器的高压进线的电缆接头温度信号、所述配电变压器的低压出线的电缆接头温度信号或者 所述配电变压器的节点温度信号；所述信号处理模块根据处理后的所述温度信号，生成温度数据； 所述输入/输出模块输出所述温度数据。
5.根据权利要求4所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述输入/输出模块还用于，输入温度数据的预定值和/或电表数据的预定值； 所述测试仪还包括报警单元，与所述信号处理模块连接，当所述温度数据超过所述温 度数据的预定值，则进行报警；和/或当所述电表数据超过所述电表数据的预定值，则进行 报警。
6.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，还包括 摄像头，采集所述配电变压器周围的图像，并发送给所述信号处理模块； 所述信号处理模块将所述图像输出给所述输入/输出模块；所述输入/输出模块输出所述图像。
7.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述输入/输出模块 为键盘、显示器、液晶屏、以太网接口、RS232、RS422串口、RS485串口、GPRS传输模块、或 无线微波传输模块中的一个或者多个的任意组合。
8.根据权利要求1所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述电表数据为三相电流、三相电压、三相有功功率、三相无功功率、三相功率因数、三 相视在功率、零序电流、零序电压、谐波电流、谐波电压、三相电压合格率、正向有功电度、反 向有功电度、正向无功电度以及反向无功电度中的一个或者多个的任意组合。
9.根据权利要求8所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述信号处理模块还用于，根据所述配电变压器的三相无功功率，生成无功功率的补 偿信号，输出到与所述变压器连接的无功补偿柜；根据所述配电变压器的三相功率生成三 相功率的平衡信号，输出到与所述变压器连接的三相功率平衡补偿柜。
10.根据权利要求8所述的配电变压器的综合测试仪，其特征在于，所述信号处理模块还用于，根据所述三相电压的电表数据，计算所述配电变压器的三 相电压大于预定电压上限的时间长度、所述配电变压器的三相电压小于预定电压下限的时 间长度以及停电时间长度。
专利摘要本实用新型提供一种配电变压器的综合测试仪，涉及变压器领域，针对现有技术中不能对变压器进行自动检测的问题而设计。所述配电变压器的综合测试仪，包括信号过滤模块，连接配电变压器的三相电压和三相电流，对所述三相电压和三相电流的波形过滤，输出过滤后的波形；信号处理模块，与所述信号过滤模块连接，输入所述过滤后的波形，对所述过滤后的波形处理，生成电表数据，输入/输出模块，与所述信号处理模块连接，输出所述电表数据；电源模块，与所述信号过滤模块、所述信号处理模块、所述输入/输出模块连接，进行供电。本实用新型能够检测变压器的运行状态。
文档编号G01R31/00GK201740828SQ201020256610
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者吕强, 陈菊明 申请人:北京水木源华电气有限公司