专利名称：变压器负载记录卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据记录装置，它是用来检测和记录变压器负载状态的设备，这种设备可安装在户外变压器旁边，并从该变压器负载端取得并计算出三相的电压值、电流值，最大功率值，最大功率发生时间和功率因数值，并将这些数据保留下来，当把与其配套的存贮卡插上后，这些数据便从内存传输到存贮卡内，若每小时记录一次上述参数，那么卡内可容纳一个月的数据，当这些数据随不丢失数据的EEPROM卡带回电业局后，用另一套数据处理装置对这些数据进行分析处理，并将其打印并记入挡案数据库，从而准确地掌握该变压器的各种运行数据。
目前，国内、国外研制有各种测试仪表，用以对变压器进行测试(如日本新产品model 2720)，但这些测试仪表都只能是在需要对变压器进行测试时，将仪器运入现场进行架设，通过显示器件或打印机来获取该变压器的运行数据，使用麻烦且不安全，最主要的问题是所得到的数据只是观测到的那一时段的数据，而这些时段并不能全面地反映变压器所有时段的运行状态，而且户外变压器的最大负荷一般发生在晚峰时段，要想在这一时段进行较长时间的观测又会带来管理上的不方便，所以，目前本实用新型以外的同类仪器，由于其本身设计上的缺陷，限制了它们的使用范围并且实际证明它们无大的使用价值。
本实用新型的目的为提供一种新的检和记录变压器负载状态的装置，它能从根本上解决变压器测试的手段和方法，它的广泛运用，不但对变压器安全，经济运行提供科学依据和监测手段，而且对节约能源和经费有着巨大的意义。
本实用新型在设计上考虑到了我国南方、北方气候的差异，适合在户外使用。
本实用新型用如下几幅图表示
图1、为整机框图图2、为中央处理机逻辑图图3、为AD变换、实时钟及掉电数据保护电路图4、为显示及转换电路图5、为模拟量取样电路图6、为相位取样电路图7、为记录卡电路图8、为电源电路本记录卡从PT(或直接取入220V电压经分压后得到)和CT中取得变压器的输出模拟量，经放大后变为0－5V的直流量，送入AD转换器中变换成相位数据，相位直接从电压和电流过0时得出一个相差脉冲，这个相差脉冲的宽度即为电压电流相位差，这个脉冲的宽度送入单片微机，用主机计数器计算出脉宽，从而换算成COSφ值，单片微机得到电压、电流和相位差数据后，进行各种运算，从而得出各相的电压、电流，COSφ，三相总加功率，［P＝3UI(相)COSφ］和三相累加电量，并将累加功率与变压器标称功率进行比较，若为超功率运行，则由蜂鸣器给出报警声；同时以1小时为单位记录这些数据。采用滑差式按15分钟计算并比较出功率最大值，将最大值和发生最大值的时间记录下来。
图1为整机框图，输入量从PT(或直接由三相降压)和CT得到，经过运放和相位取样送入AD变换器变成数字量，并用取样转换来确定取样的相次，单片微机采用80C51，配有8KEPROM和16K带掉电数据保护的RAM，与各个接口连接用总线驱动器隔离，为保证时钟的准确，使用了MC58167时钟电路和时钟校准电路保证年误差为±2秒，设有断电保护，在总电源掉电时，时钟照常运行。
输出为一存贮卡接口，按并行总线方式，当记录卡扦上后，主机内记录的数据便传入卡内，显示电路用来显示出主机运行的各种状态。
图二为中央处理机逻辑图，80C31单片微机的P1口用于校准，方式转换和状态指示，P10－－P14用于输入，P15－－P17用于输出，用74LS244驱动。P0和P2用于总线，配有8KEPROM和16KRAM，主进钟6MHZ，用外振荡电路，此时钟分频还供ADC使用，INTO用于相位计算，INT1用于实时中断，P25；P26，P27用于地址译码，Y2、Y1用于16KRAM，Y0、Y3用于外接的记录卡，Y4用于显示，Y5用于AD转换Y6用于实时钟，Y7用于三相相位选择，记录卡使用245和244隔离。
图三为AD转换及实时钟电路，ADC的时钟由主时钟6MHZ经8分频得出750KHZ的转换频率参考电压由3V稳压器串电位器进行调整，AD转换用0809，若输入为0－5V，则量化误差为0.4％，转换时间为200μS，实时钟用MC58167，能产生1／1000秒、秒、分、时、日、月各个量，用中断方式工作。
图四为显示、校准、状态转换及状态指示电路，4个拨码开关用于指定本变压器的额定功率，与显示器同一个译码地址(只读)，使用6位共阳极LED显示器(只写)用7447译码，用373锁存，本地址的低四位用于显示的数据，高三位用于指定显示的位数。
P10用于工作／校准，为1时工作，为0时校准，P11用于校准位选择，即指定所校准的位数，P12为校准脉冲输入，即能对所指定的位进行校准，P13、P14，用于显示状态设定和工作状态设定，P15、P16，用于指示超电力运行状态和写卡状态，P17用于驱动蜂鸣器。
图5为取样和放大电路，本电路由在直接取A、B、C三相经电阻分压得到相位值，设计负载阻抗很大，以减少相位误差，用全桥整流后与所接电压成比例的送入AD转换，另外从分压器直接接入相位比较器，与电流的相应路一起计算相位。
电流由CT得到，CT的等效负载阻抗尽量小，使用高精度运放并通过电阻网络与CT匹配，最后得到一个0－5V的直流量送入AD进行变换。
图6为相位取样，通过四选一电路选出需要比较相位的电压和电流送入电压比较器，电压过0上升时为脉冲前沿，电流过0时为脉冲后沿，这个脉冲送入单片机INT0端，用高频计数方式计算出脉冲宽度，从而计算出COSφ，因为输入电路的取样有相移，在软件设计上要考虑了补偿措施，A、B、C三相由主机通过选址来确定。
图7为存贮卡电路，将其单独做在一块小印制板上，并用塑料封装成卡式结构，便于随身携带，本电路采用2片2864，组成16KEEPROM记录器，卡内数据离电可保持10年之久，写入次数为1000次。
图8为电流及掉电保护电路，±5V采用一般三端稳压器得出，掉电保护用看门狗方式，当电源电压下降到4.7V时，将6264和实时钟电路的读写封死，同时加上保护电压以防数据在掉电和启动时出错。
本机的整个工作过程是从PT和CT的输入量经计算得出各相电流，电压和COS值，将这些值实时地保留在不易失内存中，当需要察看本变压器的工作状态时，一方面可以通过本机显示器读出有关重要参数，另一方面可以插上卡片将所有数据带回电业局进行分析，本机具有超负载10％告警功能。
整个记录卡所涉及的电路的无器件是随着技术进步允许更换的，但其构成实质与本案是起同等作用的。
上述设备的优点是能够解决户外变压器测试监视的重要问题，它的广泛运用必将为电网的安全、经济运行提供可靠的保证。
权利要求1.本实用新型涉及一种变压器负载记录卡，其特征为该记录卡由取样电路，电流电压转换电路，相位取样转换电路，AD变换电路，单片微机，时基及校准电路，写卡电路、显示电路，电源及掉电保护电路，外壳部份组成PT和CT取样后的电信号，经由放大及转换电路进行AD和相位取样及转换电路进行变换后，由单片微机进行各种运算和数据处理后记入径由接口与卡片式存贮卡相连的卡内，并通过与单片微机相连的显示、指示、状态转换电路指示和更换各种状态，同时单征微机还与用于实时钟的时基和校准电路相连接。
2.按权利要求1所述的记录卡，其特征为该记录卡采用以EEPROM芯片为载体用以记录变压器负载参数数据，这种存贮器做成易于携带和装拆的卡式结构。
3.按权利要求1所述的记录卡，其特征为该记录卡是以单片微机为主体连接各部分电路组成的。
专利摘要这是一种涉及变压器负载测试和记录的装置。它从变压器副边取得各种量值，从而计算出每相的有功、无功和功率因数值，提取最大功率值和该值所在时间，这些量按一定的时间记录在一个不易失数据的存贮卡上。取下卡后可在电业局相应装备置上对卡内数据进行各种处理；本装置由输入及取样电路、模数变换、时基及校准电路、存贮卡电路、显示指示电路、电源及掉电保护、单片微机及外壳组成，完成对信息处理，参数的比较和存贮。
文档编号G01R21/06GK2088697SQ9120686
公开日1991年11月13日 申请日期1991年4月29日 优先权日1991年4月29日
发明者梁小冬, 何利余, 邓汉坤, 孙学俭 申请人:梁小冬, 何利余