变压器负荷参数单片机采集与测试

　　1　前言

　　随着国民经济的发展,电力供需矛盾尖锐,超计划用电,超负荷运行,给供电系统造成的损失相当严重。要保证变压器安全高效运行,对变压器负荷参数的测量和控制就显得十分重要。并可根据实际测量的负荷参数、增长趋势,对变压器的负荷进行调整,科学地决策增容。在铁路系统,以往对变压器的负荷参数测量,都是由人工在用电高峰时间用万用表和钳形电流表进行测量,缺点是:第一,峰值期掌握不准;第二,难以测出峰值期间日负荷变化情况。本文所要介绍的测量装置,采用V/F(电压信号转换成频率信号)转换,微型单片机进行信号采集控制与数据处理。采用在线测量方式,只要将三只电压线夹和钳型夹头夹在电力线上即可。测试安装十分简便,且一台测量装置可在一个地区范围内使用,具有实时显示电压、电流值,时钟显示和定时打印等功能。

　　2　变压器参数测量装置的构成

　　仪器由电压接线夹和电流互感器夹、电源电路、模拟开关、取样放大电路、V/F转换、测控主机板、键盘显示、打印机等部分组成(图1),本机结构的最大特点是体积小,电路模块化,非常便于携带与维修。

　　本机结构的最大特点是体积小,电路模块化,非常便于携带与维修。

　　3　工作原理

　　3·1　信息采集与转换

　　电压取样以电阻分压获取一定比例的交流小信号,电流取样是以钳表互感器获取一定比例的交流信号,由于这些信号误差直接关系到测量误差,因此,在输入口采用了可调的高精度电位器,以获得精确的输入。三组电压被测信号和三组电流被测信号分别由单片机控制模拟开关MC14051来进行顺序开与关,经μA741整形放大后,得到相应的直流信号送入V/F转换电路,其输出频率将根据输入电压的变化而变化。如:取样交流信号为1V时,经整形放大后,得到4·4V直流电压,那么输出频率为4·4kHz。这种额定技术指标是由V/F模块本身的性能所决定,即电压输入变化范围0—10伏,其频率输出范围在0—10kHz。即每毫伏的电量变化将有1Hz的频率变化。选用V/F转换电路,主要目的是提高测量精度,且属于模块结构,有利于安装调试与维修。频率信号经分频,光电隔离等电路处理,送入微型计算机

　　8031进行数据处理(图2)。

　　3·2　系统硬件

　　变压器运行参数测试仪的核心部分是一台

　　微型计算机。它能实现以下功能:(1)设置测试仪运行条件。

　　(2)轮流接通各相电压电流,并对接口的转换,结果进行采取、处理、存储。

　　(3)记录电压电流的时间。