一种单相牵引变压器的空载损耗监测的转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量单相牵引变压器的空载损耗的监测转换装置，属于变压器监 测技术领域。
【背景技术】
[0002] 牵引变压器是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部 短路频繁的要求，对于轨道车辆来说，牵引变压器是最重要的设备之一，是整个电力牵引系 统最核心的部分，其运行状况直接影响电气化铁路系统能否安全、高效的运营。在牵引变压 器运行中，空载损耗在一定程度上反映铁芯的状态，可以发现磁化中的铁芯硅钢片的局部 绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等，这就要求研制出可靠的智 能的变压器空载损耗在线监测装置。
[0003] 目前变压器空载损耗的测量主要是在离线状态下，对未入网的变压器可较为方便 的进行测量，但对于挂网运行的变压器，把运行中的变压器拆下来进行试验，既不经济又影 响供电的连续性，存在很大弊端。又目前变压器损耗的在线监测一般都是针对变压器的总 体损耗，即变压器的空载损耗和负载损耗之和，考虑到变压器监测装置的经济、实用性，本 发明设计的思想旨在在原有损耗监测装置的基础上添加一个转换装置，即可以对变压器的 空载损耗进行测量。
[0004] 变压器总损耗一般由经电压互感器、电流互感器与变压器两侧连接的功率表示数 之差乘以两互感器系数得到。本发明即为在互感器与功率表之间添加的转换装置，参见附 图3。由电流传感器的示数可以判断变压器是否处于空载状态，当变压器处于空载状态时， 控制电压互感器侧的开关与功率表形成回路，对变压器两侧功率进行测量，所得示数差、空 载时间系数的倒数、两互感器系数的乘积即为变压器的空载损耗。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种单相牵引变压器的空载损耗 监测的转换装置，该技术用于研究变压器挂网运行的空载损耗，满足变压器试验需求，便于 电气化铁路系统的维护，解决【背景技术】存在的缺陷。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] -种单相牵引变压器的空载损耗监测的转换装置，连接在传统变压器损耗测量装 置的互感器与功率表之间实现仅在变压器处于空载运行时对变压器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。包括有主转换装置和辅转换装置，主 转换装置和辅转换装置之间通过RS485通讯线路进行信号传递；所述主转换装置包括有： 电流信号采集调理电路2、主控制电路3、受主控制电路3控制的二号继电器1以及与主控 制电路3信号相连的系数计算与显示单元4 ;所述辅转换装置包括：辅控制电路5和受辅控 制电路5控制的一号继电器6。
[0008] 在一些实施方案中，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，其输出端一方面连接至主控制电路的信号输入端口，一 方面通过USB接口连接至计算机。
[0009] 单片机运算电路根据接收的信号比较判断变压器是否处于空载运行，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，通过继电器驱动电路控制一号继电器开关闭合在B位置，若电流信号小 于空载电流限值，则输出为高电平，对一号继电器进行驱动使开关转向A位置闭合。
[0010] 通过RS485通讯接口进行RS485通讯，将主控制电路的信号传输给辅控制电路中 的单片机，单片机通过继电器驱动电路对二号继电器进行驱动控制，输入为低电平时，二号 继电器开关闭合在A位置；输入为高电平时，对二号继电器进行驱动使开关转向A位置闭 合。
[0011] 系数计算与显示部分是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。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数S=^7= 即变压器空 载时长Ts所占运行周期T的比值，并通过显示器进行显示计算所得的空载时间系数。
[0012] 本发明的有益效果是：通过在传统变压器损耗测量装置中添加变压器空载损耗监 测转换装置，能够使功率表仅在变压器空载运行时才对其进行测量，然后通过计算得到变 压器的空载损耗。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的一种单相牵引变压器的空载损耗监测的转换装置电路图；
[0014] 图2为本发明的局部装置结构框图；
[0015] 图3为变压器空载损耗测量的一个具体实施例。
[0016] 图中图号表示：1二号继电器、2电流信号采集调理电路、3主控制电路、4系数计算 与显示单元、5辅控制电路、6-号继电器、7-号电流互感器、8-号电压互感器、9单相牵引 变压器、10二号电流互感器、11二号电压互感器、12二号功率表、13 -号功率表。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。
[0018] 图3示出了本发明实施例提供的用于检测220kV/27. 5kV单相牵引变压器的空载 损耗测量装置连接图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详细如下：
[0019] 单相牵引变压器9的220kV侧、27. 5kV侧接入变压器损耗测量装置，本发明测量转 换装置连接在传统变压器损耗测量装置的互感器与功率表之间。其中匝数比为275 :1的一 号电压互感器8 -次侧并联在变压器的220kV侧电路中，二次侧接入本发明转换装置的el、 fl引脚；匝数比为275 :1的二号电压互感器11 一次侧并联在变压器27. 5kV侧电路中，二 次侧接入本发明转换装置的al、bl引脚；匝数比为1 :2000的一号电流互感器7的一次侧串 连在变压器220kV侧的馈线电路中，二次侧接入本发明专利转换装置的gl、hl引脚；匝数比 为1 :2000的二号电流互感10-次侧串联在变压器27. 5kV侧的馈线电路中，二次侧接入本 发明专利转换装置的cl、dl引脚。一号功率表13的电流级正负极分别与本发明专利转换 装置的h2、g2引脚连接，电压级正负极分别与e2、f2引脚连接；二号功率表12的电流级正 负极分别与本发明转换装置的d2、c2引脚连接，电压级正负极分别与a2、b2引脚连接。其 中两个电压互感器的二次侧均接地。
[0020] 本发明单相牵引变压器空载损耗监测转换装置包括一号继电器6、二号继电器1、 电流信号采集调理电路2、主控制电路3、系数计算与显示单元4、辅控制电路5。
[0021] 所述电流信号采集调理电路2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