一种自调节电源及变压器温升测试装置的制作方法

本发明涉及变压器测试领域，特别是涉及一种自调节电源及变压器温升测试装置。

背景技术

目前，变压器的温升试验分为两个阶段：第一阶段，为变压器施加最大总损耗功率；第二阶段，为变压器施加额定电流。其试验目的是检验变压器在规定状态下的温升情况，以确定变压器的热状态下的性能。现有技术中，通常采用人工调节方式，调节在变压器上施加的总损耗功率或电流，使其达到规定值(与变压器的容量对应的最大总损耗功率或额定电流)。但是，变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值会发生变化，导致变压器的电压及电流变化，从而导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流无法保持恒定，进而降低了温升试验结果的准确性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自调节电源及变压器温升测试装置，即使变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值的变化导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流变化，本申请也可以自动调整，使在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流保持恒定，即采用负反馈控制方式实现自动控制，从而提高了温升试验结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自调节电源，包括：

用于接收变压器的温升试验的阶段指令的接收装置；

输入端与电网连接、输出端与所述变压器的供电端连接的电压调节装置；

用于实时检测所述变压器的输入电压及输入电流的检测电路；

分别与所述接收装置的输出端、所述检测电路及所述电压调节装置的控制端连接的控制器；所述控制器用于依据所述变压器当前的输入电压及输入电流，控制所述电压调节装置调节其输出电压，以使其在所述变压器上对应所述阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

优选地，所述电压调节装置包括电压调节电机、三相调压器及连接所述电压调节电机与所述三相调压器的传动装置；其中：

所述电压调节电机的输入端作为所述电压调节装置的控制端，所述三相调压器的输入端及输出端相应作为所述电压调节装置的输入端及输出端；

则所述控制器具体用于依据所述变压器当前的输入电压及输入电流，控制所述电压调节电机的旋转角位移，通过其带动所述传动装置传动，调节所述三相调压器的输出电压，以使其在所述变压器上对应所述阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

优选地，所述检测电路包括：

用于实时检测所述变压器的输入电压的三相电压互感器或三个单相电压互感器；

用于实时检测所述变压器的输入电流的三相电流互感器或三个单相电流互感器；

用于将实时检测的电压信号及电流信号均转换为数字信号的模数转换器。

优选地，所述接收装置具体为触摸屏。

优选地，所述控制器还与所述触摸屏的输入端连接，用于实时将所述变压器当前的输入电压、输入电流、总损耗功率及输入平均电流输出至所述触摸屏显示。

优选地，所述控制器具体为可编程逻辑控制器plc控制器。

优选地，该自调节电源还包括可控开关装置及用于采集所述变压器的接线端子温度的温度采集装置；

所述控制器还用于当所述接线端子温度大于预设温度时，控制所述可控开关装置断开，以使所述电压调节装置停止为所述变压器供电，实现装置自保护。

优选地，所述可控开关装置具体为保护断路器。

优选地，所述温度采集装置具体为数字式温度采集仪。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种变压器温升测试装置，包括上述任一种自调节电源。

本发明提供了一种自调节电源，包括：用于接收变压器的温升试验的阶段指令的接收装置；输入端与电网连接、输出端与变压器的供电端连接的电压调节装置；用于实时检测变压器的输入电压及输入电流的检测电路；分别与接收装置的输出端、检测电路及电压调节装置的控制端连接的控制器；控制器用于依据变压器当前的输入电压及输入电流，控制电压调节装置调节其输出电压，以使其在变压器上对应阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

在变压器的温升试验中，本申请由检测电路实时检测变压器的输入电压及输入电流，并由控制器依据检测信号，在对应阶段计算出在变压器上对应施加的总损耗功率或电流，并将其与对应的规定值(依据变压器的容量设置的最大总损耗功率或额定电流)比较，若二者之间存在误差，则相应控制电压调节装置调节其输出电压，从而调整其在变压器上施加的总损耗功率或电流以减小误差。因此，即使变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值的变化导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流变化，本申请也可以自动调整，使在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流保持恒定，即采用负反馈控制方式实现自动控制，从而提高了温升试验结果的准确性。

本发明还提供了一种变压器温升测试装置，与上述自调节电源具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种自调节电源的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种自调节电源的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种自调节电源及变压器温升测试装置，即使变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值的变化导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流变化，本申请也可以自动调整，使在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流保持恒定，即采用负反馈控制方式实现自动控制，从而提高了温升试验结果的准确性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种自调节电源的结构示意图。

该自调节电源包括：

用于接收变压器的温升试验的阶段指令的接收装置1；

输入端与电网连接、输出端与变压器的供电端连接的电压调节装置2；

用于实时检测变压器的输入电压及输入电流的检测电路3；

分别与接收装置1的输出端、检测电路3及电压调节装置2的控制端连接的控制器4；控制器4用于依据变压器当前的输入电压及输入电流，控制电压调节装置2调节其输出电压，以使其在变压器上对应阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

需要说明的是，本申请中的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，本申请提供的自调节电源包括：接收装置1、电压调节装置2、检测电路3及控制器4，所有部件可以安装在一个金属壳体内。自调节电源的工作原理包括：

1)接收装置1接收测试人员发送的阶段指令，并将其发送至控制器4；其中，阶段指令代表着变压器的温升试验所需进行的试验阶段，按照试验流程，测试人员先发送第一阶段指令(对应的试验阶段是为变压器施加最大总损耗功率)，再发送第二阶段指令(对应的试验阶段是为变压器施加额定电流)。

2)控制器4提前设置好与待试验的变压器的容量对应的最大总损耗功率及额定电流(即预设规定值)，其在接收到第一阶段指令后，控制电压调节装置2调节其输出电压(电压调节装置2调节的是电网的三相电压，并将调节后的电压提供给变压器)，从而使电压调节装置2在变压器上施加与之对应的最大总损耗功率(由变压器的输入电压及输入电流决定)；其在接收到第二阶段指令后，控制电压调节装置2调节其输出电压，从而使电压调节装置2在变压器上施加与之对应的额定电流；可见，接收装置1和控制器4共同组成控制变压器温升试验的控制单元。

3)在变压器进行温升试验的过程中，检测电路3实时检测变压器的输入电压及输入电流(等同于检测电压调节装置2的输出电压及输出电流)，并将检测信号发送至控制器4。

4)若在温升试验的第一阶段，控制器4在接收到变压器的输入电压及输入电流后，按照所设的总损耗功率算法计算当前在变压器上施加的总损耗功率，并将当前的总损耗功率与设置的最大总损耗功率作比较，若二者相等，则无需控制电压调节装置2进行调节；若二者不相等，则自动控制电压调节装置2调节其输出电压，以调整变压器的总损耗功率至设置的最大总损耗功率；

若在温升试验的第二阶段，控制器4在接收到变压器的输入电压及输入电流后，按照所设的额定电流算法得到在变压器上施加的当前额定电流，将当前额定电流与设置的额定电流作比较，若二者相等，则无需控制电压调节装置2进行调节；若二者不相等，则自动控制电压调节装置2调节其输出电压，以调整变压器的当前额定电流至设置的额定电流；

一般来说，这里的相等并不是绝对意义上的相等，本申请可以设置一个阈值，当计算的总损耗功率与设置的最大总损耗功率之间的差值的绝对值小于等于所设阈值时，便认为二者相等，同理当接收的电流与设置的额定电流之间的差值的绝对值小于等于所设阈值时，便认为二者相等，防止电压调节装置2的输出不稳定导致控制器4一直处于控制状态(即电压调节装置2不断调节)。

可见，即使变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值的变化导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流变化，本申请也可以自动调整，使在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流保持恒定，从而提高了温升试验结果的准确性。

本发明提供了一种自调节电源，包括：用于接收变压器的温升试验的阶段指令的接收装置；输入端与电网连接、输出端与变压器的供电端连接的电压调节装置；用于实时检测变压器的输入电压及输入电流的检测电路；分别与接收装置的输出端、检测电路及电压调节装置的控制端连接的控制器；控制器用于依据变压器当前的输入电压及输入电流，控制电压调节装置调节其输出电压，以使其在变压器上对应阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

在变压器的温升试验中，本申请由检测电路实时检测变压器的输入电压及输入电流，并由控制器依据检测信号，在对应阶段计算出在变压器上对应施加的总损耗功率或电流，并将其与对应的规定值(依据变压器的容量设置的最大总损耗功率或额定电流)比较，若二者之间存在误差，则相应控制电压调节装置调节其输出电压，从而调整其在变压器上施加的总损耗功率或电流以减小误差。因此，即使变压器的线圈绕组在通电发热后，其阻抗值的变化导致在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流变化，本申请也可以自动调整，使在变压器上施加的最大总损耗功率或额定电流保持恒定，即采用负反馈控制方式实现自动控制，从而提高了温升试验结果的准确性。

请参照图2，图2为本发明提供的另一种自调节电源的结构示意图，该自调节电源在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，电压调节装置2包括电压调节电机m、三相调压器vr及连接电压调节电机m与三相调压器vr的传动装置t；其中：

电压调节电机m的输入端作为电压调节装置2的控制端，三相调压器vr的输入端及输出端相应作为电压调节装置2的输入端及输出端；

则控制器4具体用于依据变压器当前的输入电压及输入电流，控制电压调节电机m的旋转角位移，通过其带动传动装置t传动，调节三相调压器vr的输出电压，以使其在变压器上对应阶段指令施加的总损耗功率或电流恒定保持在对应的预设规定值。

具体地，本申请的电压调节装置2包括电压调节电机m、三相调压器vr及传动装置t，则电压调节装置2的电压调节原理为：控制器4依据变压器当前的输入电压及输入电流生成控制指令，并将其发送至电压调节电机m；电压调节电机m依据控制指令调节自身的旋转角位移，并在自身转动后带动传动装置t传动，进而带动三相调压器vr的调节端转动，实现调节三相调压器vr的输出电压，即实现调节变压器的输入电压及输入电流。其中，控制器具体来说，包括信号采集模块(接收变压器当前的输入电压及输入电流)、数据处理模块(依据内部算法处理相应数据)及信号输出模块(输出控制指令)。

这里的三相调压器vr可以选用电压调节范围为300v至700v、最大额定功率为100kw的调压器，表明变压器的最大损耗功率可以达到100kw。本申请可以根据被测试的变压器的容量大小，对三相调压器vr的电压调节范围及功率进行调整。

作为一种优选地实施例，检测电路3包括：

用于实时检测变压器的输入电压的三相电压互感器或三个单相电压互感器；

用于实时检测变压器的输入电流的三相电流互感器或三个单相电流互感器；

用于将实时检测的电压信号及电流信号均转换为数字信号的模数转换器。

具体地，本申请的检测电路3包括电压检测电路vm、电流检测电路cm及模数转换器，这里的电压检测电路vm可以选用三相电压互感器，用来实时检测变压器输入的三相电压；也可以选用三个单相电压互感器，如图2所示，三个单相电压互感器一一对应检测为变压器供电的三相主线路上传输的电压，其中，每个单相电压互感器的精度在0.2级及以上。

同样地，这里的电流检测电路cm可以选用三相电流互感器，用来实时检测变压器输入的三相电流；也可以选用三个单相电流互感器，如图2所示，三个单相电流互感器一一对应检测为变压器供电的三相主线路上传输的电流，其中，每个单相电流互感器的精度在0.2级及以上。

与此同时，模数转换器将实时检测的电压信号及电流信号均转换为数字信号，并将其输入至控制器4，以便于控制器4依据数字电压信号、数字电流信号生成控制指令，控制电压调节装置2调节其输出电压。

作为一种优选地实施例，接收装置1具体为触摸屏。

具体地，本申请的接收装置1可以选用触摸屏，并在触摸屏的功能选择区域上显示“功率”和“电流”，测试人员通过点击“功率”发送第一阶段指令，点击“电流”发送第二阶段指令。此外，本申请还可以在触摸屏的功能选择区域上添加“手动”和“自动”的显示，其中，“手动”代表人工调节，“自动”代表控制器4自动调节，测试人员可以通过点击“手动”和“自动”切换调节方式。

当然，本申请的接收装置1也可以选用遥控器等其他接收装置，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，控制器4还与触摸屏的输入端连接，用于实时将变压器当前的输入电压、输入电流、总损耗功率及输入平均电流输出至触摸屏显示。

进一步地，本申请的控制器4还可以实时将变压器当前的输入电压(三相电压的每相电压)、输入电流(三相电流的每相电流)、总损耗功率及输入平均电流(三相电流的平均值)输出至触摸屏显示，供测试人员参考。

作为一种优选地实施例，控制器4具体为plc控制器。

具体地，本申请的控制器4可以选用但不仅限于plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)控制器，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，该自调节电源还包括可控开关装置qf1及用于采集变压器的接线端子温度的温度采集装置5；

控制器4还用于当接线端子温度大于预设温度时，控制可控开关装置qf1断开，以使电压调节装置2停止为变压器供电，实现装置自保护。

进一步地，考虑到变压器可能会出现一些异常情况(比如变压器的绕组绝缘损坏造成线路短路等异常情况)导致自身温度过高，从而影响自调节电源的稳定性及可靠性，严重的话很可能会危及到测试人员的安全，所以，本申请的自调节电源还包括温度采集装置5和可控开关装置qf1，其中，可控开关装置qf1的作用：控制器4通过控制可控开关装置qf1的闭合或断开，相应实现连通或切断为变压器供电的三相主线路，相当于在三相主线路的每一相线路上串一个可控的开关，通过控制三个可控的开关的开关状态改变变压器的供电状态。

具体地，首先由温度采集装置5采集变压器的接线端子的温度生成温度数字信号，并将温度数字信号发送至控制器4；控制器4比较接线端子温度与所设温度，当接线端子温度大于预设温度时，控制可控开关装置qf1断开以切断为变压器供电的三相主线路，实现了装置自保护，进而提高了自调节电源的稳定性及可靠性，且保护了测试人员的安全。

此外，电网输入至自调节电源的三相线路处也加入电网可控开关装置qf2，通过控制电网可控开关装置qf2的闭合或断开，相应实现连通或切断电网输入线路。在变压器温度过高情况下断开可控开关装置qf1的同时，也断开电网可控开关装置qf2，防止异常情况下为变压器供电的三相主线路的一端仍存在高压，进一步提高了自调节电源的稳定性及可靠性。

作为一种优选地实施例，可控开关装置qf1具体为保护断路器。

具体地，本申请的可控开关装置qf1可以选用保护断路器，保护断路器的闭合或断开相当于连通或切断为变压器供电的三相主线路。当然，本申请的可控开关装置qf1也可以选用包含继电器或可控硅开关等开关的可控开关装置，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，温度采集装置5具体为数字式温度采集仪。

具体地，本申请的温度采集装置5可以选用数字式温度采集仪，数字式温度采集仪可以实时采集温度并将温度进行显示，同时提供与控制器4连接的通讯接口，以实现温度传输。当然，本申请的温度采集装置5也可以选用其他采集温度的装置，本申请在此不做特别的限定。

本发明还提供了一种变压器温升测试装置，包括上述任一种自调节电源。

本申请提供的测试装置的介绍请参考上述自调节电源的实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。