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中試控股技術研究院魯工為您講解：三相不對稱T型輸電線路參數測量儀

ZSXL-Z 輸電線路異頻參數測試儀(高配分體）

超強的抗感應電壓能力
一體化結構，體積小、重量輕
參考標準： DL/T 741-2010

輸電線路異頻參數測試儀：隨著電網的發展和線路走廊用地的緊張，同桿多回架設的情況越來越普遍，輸電線路之間的耦合越來越緊密，在輸電線路工頻參數測試時干擾越來越強，嚴重影響測試的準確性和測試儀器設備的安全性

針對這一問題，我們開發了新一代輸電線路異頻參數測試系統，集成變頻測試電源、精密測量模塊、高速數字處理芯片及獨有的國家專利技術抗感應電壓電路；有效地消除強干擾的影響，保證儀器設備的安全，能極其方便、快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。

面板說明
圖3-1儀器面板指示圖
1、緊急停止按鍵
2、系統復位按鍵
3、USB接口
4、液晶觸摸顯示屏
5、測試電源輸出（A、B、C、N）插孔（電流測量端子）
6、電壓測量輸入（UA、UB、UC）插孔（電壓測量端子）
7、電源輸入插座（AC220）
8、輸入電源開關
9、打印機
10、接地
3.1、緊急停止按鍵
安裝位置：如圖3—1—○1。
功    能：斷開測試輸出電源，并將外部接線全部接地；測試過程中遇到突發事件時，按此鍵可在不斷開輸入電源的情況下緊急快速地關斷所有輸出電源并使所有接線接地，保證使用安全；
3.2、系統復位按鍵
安裝位置：如圖3—1—○2。
功    能：提供儀器內部中央處理器復位；
注    意：此復位鍵是復位儀器內部所有控制器件，而非直接操作輸出斷開，因此若測量過程中遇到緊急情況請先按緊急停止按鍵來快速地斷開輸出；
3.3、USB接口
    安裝位置：如圖3—1—○3。
    功    能：U盤插入口，把儀器內部保存的所有測量數據自動導入U盤中并生成文件保存，提供給用戶在電腦操作系統下查看數據并生成報告文件；
注    意：當U盤插入儀器USB接口并開始傳輸數據的時候，嚴禁中途拔出U盤，否則可能導致數據傳輸錯誤，嚴重的可能損毀U盤；
3.4、液晶觸摸顯示屏
    安裝位置：如圖3—1—○4。
    功    能：超大屏幕中文顯示每一步操作過程，用戶只需在相應的地方輕輕觸碰一下，即可自動完成整個測量過程；
注    意：觸摸式液晶顯示屏屬于精密配件，應避免長時間陽光暴曬或重物擠壓和利器劃傷；在操作液晶屏的時候使用鉛筆頭或者其它筆形塑料物件操作可以提高操作準確度；
3.5、測試電源輸出（A、B、C）插孔（電流測量端子）
    安裝位置：如圖3—1—○5。
功    能：包含A（黃色）、B（綠色）、C（紅色）共3個端子，提供儀
器測試輸出電源；
注    意：測試過程中此輸出端子有較大電流輸出，嚴禁用手觸碰端子金屬部分，以防電擊；
3.6、電壓測量輸入（UA、UB、UC）插孔（電壓測量端子）
安裝位置：如圖3—1—○6。
功    能：包含UA（黃色）、UB（綠色）、UC（紅色）共3個端子，提供儀器測試輸入電壓；
注    意：測試過程中嚴禁用手觸碰端子金屬部分，以防電擊；
3.7、電源輸入插座（AC220V）
安裝位置：如圖3—1—○7。
功    能：使用標準大功率專用插座與市電或發電機相連接；
注    意：電源線插頭是大號插座，可能一般三角插座可能插不進，可使用儀器附帶的接線排插延長接線；
3.8、輸入電源開關
 安裝位置：如圖3—1—○8。
 功    能：打開此關，儀器上電進入工作狀態。關閉此開關，也同時關閉儀器內部所有電源系統，緊急情況應立即關閉此開關并拔掉輸入電源線；
注    意：此開關是自帶漏電保護的空氣開關，當出現后端漏電的情況下此開關將自動斷開，可再次檢查接線后再合上開關；
3.9、打印機
安裝位置：如圖3—1—○9。
 功    能：顯示可打印數據時，將光標移動至“打印”項按確認鍵打印。
 注    意：打印機為全自動熱敏打印機，打印紙寬55mm。更換打印紙時請使用熱敏打印機專用打印紙，首先按下打印機下部凸起的按鈕，打印機蓋板將自動彈起，然后按順序將打印紙放入打印紙倉內并留少許部分在外面，最后合上打印機蓋板。
3.10、接地接線柱
安裝位置：如圖3—1—○10。
功    能：儀器保護接地和操作安全接地；
注    意：儀器內部自帶接地保護裝置，測試中應當保證接入可靠地網；

主要技術參數
1使用條件 -20℃～50℃ RH＜80%
2抗干擾原理 變頻法
3電    源 AC 220V±10% 發電機≧3KW
4電源輸出 最大輸出電壓 AC250V
電壓精度 0.5%
電流精度 0.5%
最大輸出電流 8A
輸出頻率 45Hz、55Hz
5測量范圍 電容 0.01～30μF
阻抗 0.01～400Ω
阻抗角 -180°～+180°
6測量分辨率 電容 0.0001μF
阻抗 0.0001Ω
阻抗角 0.0001°
7測量準確度 電容：     ≥1μF時，±1%讀數±0.01μF；
           ＜1μF時，±2%讀數±0.01μF；
電阻：     ≥1Ω時，±1%讀數±0.01Ω；
           ＜1Ω時，±2%讀數±0.01Ω；
阻抗角：   ±0.2°(電壓＞1.0V）； 
±0.3°(電壓:0.2V～1.0V)；
8抗干擾電流 30A
9抗感應電壓 10KV
10外型尺寸 550（L）×430（W）×530（H）
11存儲器大小 200 組  支持U盤數據存儲

電力系統由發電廠（發電機、升壓變）、220-500kV高壓輸電線路、區域變電站（降壓變壓器）、35-110kV高壓配電線路（用戶、降壓變壓器）和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。

其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發電、供電、用電之間的橋梁，極其重要！

輸電線路工頻參數包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量；

2 新方法的基本原理

直流電阻測試儀快速測量變壓器電力變壓器繞組可等效為一個電感和電阻R的串聯回路。直流電阻測試儀繞組直流電阻的基本測量電路圖見圖1所示。合上開關K，回路電壓方程式為:E=L(di/dt)+iR。考慮到開關的非理想性，設合上開關后電壓E的時刻為t=0，此時電路中的瞬

由式(5)可見，測量變壓器繞組直流電阻時不管電路狀態如何, 只需依次測取式(5)中的i(t1) 、i(t2)、i(t3)，在電源電勢E已知的條件下即可得到R的值直流電阻測試儀。因此可使測量時間任意的短,以實現快速測量電力變壓器繞組的直流電阻R。

本方法的突出優點是，從根本上排除了電路的穩定狀態對測量的影響，可最大限度地實現快速測量。這是其它測量方法無法達到的，它克服了傳統測量方法所需電源容量大及串入電阻、電容等附加測量元件對測量準確度的影響。

3 新方法的模擬試驗

根據上述原理，使用Y/D(Z)型工頻試驗變壓器和HT-1712F型直流穩壓電源進行了模擬試驗。試驗中利用串聯在測試電路中的取樣電阻來取得電流信號，電源電壓取為2.02V，取樣電阻R5=3.11Ω。用TDS-220型示波器錄取試驗波形(見圖2所示)。

式中: US1、US2、US3分別為式(5)式中的i(t1)、i(t2)、i(t3)相對應的取樣電阻上的電壓。利用示波器所取得的數據進行計算處理,可以得到A值與時間的 數字電橋 對應關系，見圖3。

顯然，i=Us/Rs，據此比較式(6)與式(5)可得: R=Rs?E?A……(7)

即A值與R值僅相差一系數。蓄電池容量測試儀比較圖3與圖2可見值直流電阻測試儀，當時間經過約0.4s，即電源電壓達到穩定后，A值幾乎不變，求得這一段中A的平均值為0.525(V-1)，從而由式(7)求得R=3.298Ω，去除取樣電阻后為0.188Ω(這當中還包含有接觸電阻)。這一結果與使用CA10型號速測儀測得的結果(0.180Ω)十分接近，說明了式(5)的正確性與可行性。由圖3可見，測量所需時間不足1s，達到了快速測量的目的。

雖然模擬試驗所采用的是工頻試驗變壓器與實際的電力變壓器的特性不盡相同，接地電阻測試儀但能反映基本實質過程。實際中的電力變壓器繞組直流電阻為mΩ級，可能會出現由于取樣電阻值的微小變化而引起測取的直流電阻存在較大的誤差，從而影響測量準確度。所以在實際測量中應采用準確度高、頻帶寬的電流傳感器，而盡量避免采用取樣電阻。如果電流信號過小還應當在取樣/保持電路之前加放大器以放大信號滿足測量的需要。

4 新方法的具體實現

綜上rn所述，新方法是依次測取式(5)中的各電流值，并進行一定的計算，另外還需進行一定的分析比較以提高測量準確度。

單片機內含定時/計數器，并能進行一定量的計算，完全能滿足上述要求，選用單片機制作的智能儀器還具有簡單、可靠、易于擴展的優點。圖4示出實現新方法以單片機為核心的智能儀器，以實現直流電阻的快速測量。

圖中，單片機數據處理部分相位伏安表 主要完成從A/D轉換器讀入直流電阻測試儀并存儲數據(即式(5)中的各電流值)，利用式(5)進行計算并存儲所得結果，分析、比較計算所得數據，對有效數據進行平均得出最終結果以及將最終結果轉化為BCD碼以供顯示等。單片機的控制部分主要是定時以控制采樣/保持電路和A/D轉換器的工作，控制單片機讀入A/D轉換的結果和顯示所得結果等。單片機采用圖5所示的程序流程。

圖5 單片機程序流程

5 結語

經過理論推導和模擬試驗得出了一種快速測量電力變壓器繞組直流電阻的新方法，并初步簡要介紹了智能儀器系統中單片機的功能和程序流程及實現方法， 高壓開關機械特性測試儀對電力部門測量變壓器繞組直流電阻有積極推動作用。

直流電阻測試儀這種新方法具有以下的特點:

(1)在現場試驗測量中，可以實現快速測量;

(2)不需要大容量電源，可減輕試驗設備重量和體積，從而降低了試驗成本;

(3)無需減小時間常數τ，提高了測量準確度;

(4)采用了以單片機為核心的智能儀器系統，可進行數據處理、分析、顯示，進一步提高了測量準確度;