一种变压器有载分接开关测试仪的校准装置的制作方法

1.本实用新型属于电力仪器的测试装置技术领域，具体是指一种变压器有载分接开关测试仪的校准装置。


背景技术：

2.变压器有载分接开关测试仪，是用于测量和分析电力系统中电力变压器及特种变压器有载分接开关电气性能指标的综合测量仪器。过渡电阻和过渡时间是变压器有载分接开关的两个主要计量特性参数。
3.目前对变压器有载分接开关的过渡电阻校准多采用实物标准电阻方式，但是由于实物标准电阻均为固定电阻值、不能提供连续可调的校准值，故不能达到对变压器有载分接开关测试仪过渡电阻值在某一区间内连续校准的目的。目前也有采用模拟电阻方式来对变压器有载分接开关测试仪过渡电阻进行校准，但是这种方法均需要不仅要对变压器有载分接开关测试仪输出电流进行准确测量、同时还要外配置电压源来实现。这种模拟电阻方式会使得整体电路结构变复杂且制造成本变高。同时不管采用实物标准电阻方式或模拟电阻方式均不能实现在对变压器有载分接开关过渡电阻值校准同时也对变压器有载分接开关过渡时间进行校准，目前要对变压器有载分接开关的过渡时间进行校准均要通过额外配置标准时间信号发生器来实现对过渡时间校准的目的，整体操作复杂且自动化程度低。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电路结构简单、方便实用的变压器有载分接开关测试仪校准装置。
5.本实用新型是这样实现的：
6.一种变压器有载分接开关测试仪的校准装置，包括：主控芯片、标准时间方波信号、开关、电流采样电路、第一pwm信号、第一电压调整放大电路、第二pwm信号、第二电压调整放大电路；
7.所述主控芯片控制产生所述标准时间方波信号来驱动所述开关的导通，所述电流采样电路通过所述开关的导通时刻对变压器有载分接开关测试仪的输出电流进行采集变成电压信号，该电压信号一路送至所述主控芯片进行计算，另一路与所述第一电压调整放大电路和第二电压调整放大电路相连；
8.所述主控芯片控制并产生所述第一pwm信号、所述第二pwm信号；所述第一pwm信号、第二pwm信号分别控制所述第一电压调整放大电路和所述第二电压调整放大电路的叠加输出值大小。
9.进一步地，所述开关，为npn三极管q1，其基极接所述标准时间方波信号，集电极接电流信号，发射极通过一电阻r1接所述电压采样模块。
10.进一步地，所述第一电压调整放大电路，包括：一电感l1、一二极管d1、一npn三极管q2、一电容c1、一电阻r2；
11.所述电感l1的一端接电压信号，另一端分别接二极管d1的正极和所述npn三极管q2的集电极；所述npn三极管q2的基极接所述第一pwm信号；所述npn三极管q2的发射极分别接所述电容c1和的所述电阻r2的一端；
12.所述二极管d1的负极分别接所述电容c1和的所述电阻r2的另一端，并输出电压信号。
13.进一步地，所述第二电压调整放大电路，包括：一电感l2、一二极管d2、一npn三极管q3、一电容c2、一电阻r3；
14.所述电感l2的一端接电压信号，另一端分别接二极管d2的正极和所述npn三极管q3的集电极；所述npn三极管q3的基极接所述第二pwm信号；所述npn三极管q3的发射极分别接所述电容c2和的所述电阻r3的一端；
15.所述二极管d2的负极分别接所述电容c2和的所述电阻r3的另一端，并输出电压信号。
16.本实用新型的优点在于：本装置采用模拟电阻方式来产生不同大小标准电阻来替代实物电阻，起到对变压器有载分接开关过渡电阻值连续可调校准的效果，同时本装置直接从变压器有载分接开关测试仪加载在标准电阻上取电压，该取样电压分别通过本装置的主控芯片产生的两路不同时序的pwm信号控制的电压调整放大电路后叠加输出，使得最终模拟出的电阻值大小只和pwm信号占空比有关。省去了传统产生模拟电阻既要对变压器有载分接开关测试仪输出电流进行准确测量，同时需要配置可编程电压源这一环节。本实用新型装置将使得整体电路结构变得简单，灵活可靠，节约制造成本。同时本装置的主控芯片直接产生一个标准时长的方波信号来控制本装置最终输出电压值的时长，实现对变压器有载分接开关过渡时间校准同时也实现对过渡时间的校准，具有灵活高可靠性的优点。本实用新型构思新颖独特，实现方案具体实用，采用元器件少，整体电路结构简单，具有较好的使用价值。
附图说明
17.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
18.图1是本实用新型电路原理示意图。
19.图2是本实用新型电路具体实施例的电路图。
20.图3是本实用新型具体实施例的u2、u3波形图。
21.图4本实用新型具体实施例的ua波形图。
具体实施方式
22.如图1所示，一种新型的变压器有载分接开关测试仪的校准装置，包括：主控芯片、标准时间方波信号、开关、电流采样电路、pwm信号1、电压调整放大电路1、pwm信号2、电压调整放大电路2，主控芯片控制产生标准时间方波信号来驱动开关的导通，电流采样电路通过开关的导通时刻对变压器有载分接开关测试仪的输出电流进行采集变成电压信号，该电压信号一路送至主控芯片进行计算，另一路与电压调整放大电路1和电压调整放大电路2相连，主控芯片控制并产生pwm信号1、pwm信号2，所述pwm信号1、pwm信号2分别控制电压调整放大电路1和电压调整放大电路2的叠加输出值大小。
23.图2为本实用新型的一具体实施例电路图，开关，为npn三极管q1，其基极接标准时间方波信号，集电极接电流信号，发射极通过一电阻r1接电压采样模块。
24.电压调整放大电路1，包括：一电感l1、一二极管d1、一npn三极管q2、一电容c1、一电阻r2；电感l1的一端接电压信号，另一端分别接二极管d1的正极和所述npn三极管q2的集电极；所述npn三极管q2的基极接所述第一pwm信号；所述npn三极管q2的发射极分别接所述电容c1和的所述电阻r2的一端；二极管d1的负极分别接所述电容c1和的所述电阻r2的另一端，并输出电压信号。
25.电压调整放大电路2，包括：一电感l2、一二极管d2、一npn三极管q3、一电容c2、一电阻r3；电感l2的一端接电压信号，另一端分别接二极管d2的正极和所述npn三极管q3的集电极；所述npn三极管q3的基极接所述第二pwm信号；所述npn三极管q3的发射极分别接所述电容c2和的所述电阻r3的一端；
26.二极管d2的负极分别接所述电容c2和的所述电阻r3的另一端，并输出电压信号。
27.主控芯片输出一个标准时长ta的标准方波信号(ta＝t0,t0值大小可以根据变压器有载分接开关测试仪需要校准的过渡时间的时长并且通过主控芯片来任意设定)，该方波信号可以驱动npn三极管q1的导通，三极管q1的导通时长取决于t0值的大小。同时主控芯片产生的标准时长ta的标准方波信号也能作为一个变压器有载分接开关测试仪测量的一个触发测试信号，即三极管q1的导通时变压器有载分接开关测试仪开始启动过渡电阻和过渡时间的同时测量，克服了传统如果采用实物电阻来校准变压器有在分接开关测试仪过渡电阻值，无法给定一个触发测试信号的难题。
28.三极管q1的导通时，变压器有载分接开关测试仪输出电流ia经标准电阻r1实现ui转换得到电压u1，主控芯片通过电压采样模块采集u1的值并根据预设在主控芯片的标准电阻电阻r1值可以实现对变压器有载分接开关测试仪输出电流ia的准确测量。
[0029][0030]
u1通过由电感l1、二极管d1、三极管q2、电容c1、电阻r2构成的直流升压电路得到输出电压u2。输出电压u2值的大小可通过调整三极管q2通断的占空比来实现，主控芯片通过产生pwm信号1来驱动三极管q2的导通，具体如下(见图3)在(0～t1)内三极管q2导通(导通时长记为t
on
)、(t1～t2)内三极管q2不导通(不导通时长记为t
off
、(t2～t3)内三极管q2导通(导通时长记为t
on
)。pwm信号1的一个周期t的计算公式为：
[0031]
t＝t
on
+t
off
(2)
[0032]
可以计算得到u1与u2值的关系为：
[0033][0034]k为t
off
与t的比值，即占空比。
[0035]
同理，u1通过由电感l2、二极管d2、三极管q3、电容c2、电阻r3构成的直流升压电路得到输出电压u3。输出电压u3值的大小可通过调整三极管q2通断的占空比来实现，主控芯片通过产生pwm信号2来驱动三极管q3的导通，具体如下(见图3)在(0～t1)内三极管q2不导通(导通时长记为t
off
)、(t1～t2)内三极管q2导通(导通时长记为t
on
)、(t2～t3)内三极管q2不导通(导通时长记为t
off
)。pwm信号2的一个周期t的计算公式为：
[0036]
t＝t
on
+t
off
(4)
[0037]
可以计算得到u1与u3值的关系为：
[0038][0039]
k为t
off
与t的比值，即占空比。
[0040]
由于pwm信号1和pwm2信号2均为主控芯片同时触发产生，保证了u2、u3输出电压的同步性，不存在时移延迟的问题。同时保证在一个固定周期t内u2、u3输出电压值大小是相等的。
[0041]
图3为在u2、u3电压在整数周期内的波形图，观察波形图可以看出u2、u3电压波形均为方波信号，即在(0～t1)内u2＝ku1，u3＝0；在(t1～t2)内u2＝0，u3＝ku1；在(t2～t3)内u2＝ku1，u3＝0。观察上述u2、u3输出电压波形规律，将输出电压u2、u3叠加输出得到ua，ua电压波形见图4。从图4可以看出通过将电压u2、u3叠加输出后得到在过渡时间ta时长内就是一个直流电压，且ua值的大小和电压u2、u3相等，利用电压u2、u3叠加输出可以免去采用逆变电路来得到直流电压这一环节，提高整体电路的运行可靠性。
[0042]
变压器有载分接开关测试仪的过渡电阻值为：
[0043][0044]
从公式(6)可以看出，主控芯片只需要通过控制产生pwm信号的占空比就可以直接来改变本装置产生模拟过渡电阻值的大小。因为本装置没有额外配置可编程电压源，将使得本装置整体工作方案变的高效可靠。
[0045]
上述实施例和图式并非限定本实用新型的形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。