，二次侧接入本发明专利转换装置的al、bl引 脚。一号功率表（6)的电流级正负极分别与本发明专利转换装置的b2、a2引脚连接，电压 级正负极分别与e2、f2引脚连接；二号功率表（7)的电流级正负极分别与本发明专利转换 装置的c2、d2引脚连接，电压级正负极分别与g2、h2引脚连接；三号功率表⑶的电流级 正负极分别与本发明专利转换装置的k2、12引脚连接，电压级正负极分别与g2、h2引脚连 接；四号功率表（9)的电流级正负极分别与本发明专利转换装置的j2、i2引脚连接，电压级 正负极分别与e2、f2引脚连接。其中两个电压互感器的二次侧均接地。
[0019] 本发明专利的AT供电专用自耦变压器空载损耗监测转换装置包括电流信号采集 调理电路（1)、系数计算与显示单元（2)、控制电路（3)、一号继电器（4)、二号继电器（5)。
[0020] 所述电流信号采集调理电路（1)包括电流传感器、运放滤波电路、A/D转换器，它 们的输入输出端口依次连接。A/D转换器的输出端口连接主控制电路中的单片机运算电路 的信号输入端口，同时通过USB接口连接至有系数计算与显示单元（2)的相应算法的计算 机。电流传感器用于测量四号电流互感器（16)二次侧回路电流i(t)，即为测得的随时间t 变化的流过电动机车的电流信号，为了实现大幅度变化的电信号的低噪声检测和高精度采 集，将采集的电流信号进行放大、滤波处理，再通过A/D转换器将测得的电流数据的幅值转 换为离散的数字信号i(〇，（m= 1、2、3...)，因为电流频率为50Hz，所以电流采集器采集 频率应为100Hz。
[0021] 所述系数计算与显示单元（2)部分包括FFT算法和显示器。FFT算法是根据i(tj 计算变压器空载损耗时间系数，进而用于计算变压器总体空载损耗，其所在计算机通过USB 接口接收由电流信号采集调理电路所得的离散电流信号i(tj。将i(〇与预先设定的空 载电流限值IK = 〇. 11?进行FFT算法计算可得到变压器的空载时间系数$ = = "f，即 变压器空载时长所占变压器运行周期的比值，并通过显示器进行显示计算所得的空载时间 系数。其中对于牵引供电系统，一般运行周期为1天，所以设定变压器运行周期时间为T= 24h，FFT算法用MATLAB实现。
[0022] 所述控制电路（3)包括单片机运算电路、继电器驱动电路。单片机运算电路的信 号输入端口连接A/D转换器，输出端口连接继电器驱动电路。其中单片机运算电路是用于 比较判断变压器是否处于空载运行，进而通过继电器驱动电路控制一号继电器触点的开 闭。单片机运算电路的原理是将电流信号采集调理电路得到的离散电流信号i(〇与预先 设定的空载电流限值IK = 0. 11?进行比较，其中1?为变压器的额定电压。若i(tj>IK， 则输出为高电平，驱动一号继电器开关在B位置闭合；若i(tm) <IK，则输出为低电平，对 一号继电器、二号继电器同时进行驱动使开关转向A位置闭合。
[0023] 当变压器处于空载运行时，电流信号采集调理电路所得的离散电流信号i(〇<I K，控制电路控制一号继电器、二号继电器触点于A位置闭合，即功率表对变压器两侧的功 率进行测量，4个功率表测得的功率分别对应记为？1、？ 2、匕、？4。当变压器处于负载运行时， 电流信号采集调理电路所得的离散电流信号i(tj>IK，控制电路控制一号继电器、二号 继电器触点于B位置闭合，即电压互感器的二次侧不形成回路，功率表均无电压，不进行测 量。
[0024] 最后根据两功率表测得的示数和显示器所显示的空载时间系数得变压器的暂态 空载损耗为：P=(P3+P4-PfP2) *275*2000/S。
【主权项】
1. 一种AT供电专用自禪变压器的空载损耗监测的转换装置，连接在传统AT供电专用 自禪变压器损耗测量装置的互感器与功率表之间，在变压器处于空载运行时对其两侧的功 率进行测量并根据空载时间系数计算得到变压器总体空载损耗，其特征在于：包括有电流 信号采集调理电路（1)、系数计算与显示单元（2)、控制电路（3)、受控制电路（3)控制的一 号继电器（4)和二号继电器（5);系数计算与显示单元似与控制电路做信号连接。2. 根据权利要求1所述的AT供电专用自禪变压器的空载损耗监测的转换装置，其特 征在于：所述电流信号采集调理电路（1)的利用电流传感器对所测回路的电流信号进行采 集，并对该信号进行放大和滤波处理后输入到A/D转换器中，A/D转换器用于将模拟信号转 换为离散的便于后序计算和分析的数字信号，其输出一方面连接至控制电路的信号输入端 口，另一方面通过USB接口连接至计算机。3. 根据权利要求1所述的AT供电专用自禪变压器的空载损耗监测的转换装置，其特征 在于：所述系数计算与显示单元（2)计算变压器空载损耗时间系数，用于计算变压器总体 空载损耗，并通过显示器进行显示计算所得的空载时间系数，取变压器运行的周期时间，对 电流信号采集调理电路采集的离散信号与预先设定的空载电流限值进行FFT算法计算可 得到变压器的空载时间系蠻即变压器空载时长Is所占运行周期T的比值。4. 根据权利要求1所述的AT供电专用自禪变压器的空载损耗监测的转换装置，其特征 在于：所述控制电路（3)包括单片机运算电路、继电器驱动电路两部分，其中单片机运算电 路的作用是比较判断变压器是否处于空载运行，继电器驱动电路是根据单片机的信号对继 电器开关的闭合进行驱动控制。5. 根据权利要求4所述的AT供电专用自禪变压器的空载损耗监测的转换装置控制电 路，其特征在于：单片机运算电路是将电流信号采集调理电路得到的离散电流信号与预先 设定的空载电流限值进行比较，其中空载电流限值是根据变压器的额定电流进行取值，若 电流信号大于空载电流限值，则输出为低电平，一号继电器、二号继电器开关均闭合在B位 置，若电流信号小于空载电流限值，则输出为高电平，同时对一号继电器、二号继电器进行 驱动使开关转向A位置闭合。
【专利摘要】本发明公开了一种测量AT供电专用自耦变压器的空载损耗的监测转换装置，连接在传统AT供电专用自耦变压器损耗测量装置的互感器与功率表之间，在变压器处于空载运行时对其两侧的功率进行测量并根据空载时间系数计算得到变压器总体空载损耗，其特征在于：包括有电流信号采集调理电路(1)、系数计算与显示单元(2)、控制电路(3)、受控制电路(3)控制的一号继电器(4)和二号继电器(5)；系数计算与显示单元(2)与控制电路(3)信号连接。本发明装置由继电器控制功率表测量回路通断，继电器是通过电流互感器侧的电流传感器测得的幅值控制，只有当电流传感器的值低于阀值时，变压器两侧的功率表才进行测量，通过测量并经系数换算得到变压器的空载损耗，满足损耗测量精确化的需求。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105004954
【申请号】CN201510430573
【发明人】周利军, 高仕斌, 杨杨
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月21日