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中試控股技術研究院魯工為您講解：同步相量測量單元輸電線路綜合測試儀

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。

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
12重    量 60 Kg
使用說明
4.1、主菜單
確定儀器地線接入良好，再接入AC220V電源把電源開關合上，即顯示主菜單界面（如圖 4—1）。八個菜單的顯示，每一個項目都有一個獨立的顯示區域，用戶只需在相應的項目上面輕輕觸碰一下就可以輕松的進入下一級具體操作菜單，整個過簡單明了。省去了繁瑣的按鍵操作。
4.2、線路設置
首先從主界面進入線路長度設置界面（如圖4—2）；整個設置項共有12個模擬按鍵，其中，右邊兩個是保存和退出按鍵，下面是0-9的數字鍵，點線路長度輸入框，然后，點需要的數字設置即可。若是輸入錯誤，重復操作，確定正確，點<保存>鍵保存退出。
4.3、項目測試
主界面（如圖 4—1）八個菜單的顯示項目一目了然，分別是阻抗測試、線路互感、電容測試、耦合電容、和參數校驗。用戶在根據接線提示正確接好儀器外部接線的情況下，只需點一下相應的項目就能進入下一級開始測試菜單（
干擾檢測完成后儀器立即啟動變頻輸出裝置；首先變頻到45Hz使輸出端快速平緩地輸出至200伏電壓或者4安培電流，整個過程儀器內部均采用實時監控的手段，保證輸出的穩定可靠。升壓或升流成功后，保持200伏電壓或4安培電流然后進行45Hz（如圖4—5和圖4—8）環境下的檢測分析；當45Hz檢測分析完成后，儀器自動變頻到55Hz，進行55Hz（如圖4—6和圖4—9）環境下的檢測分析；最后經過儀器內部中央處理器的高精度處理，得出并顯示各項測試結果及數據,測試結果（如圖4—7和圖4—10），數據是顯示測試過程的數據，就是圖4—4、圖4—5、圖4—6的數據顯示在一起，用戶可以自行
選擇查看并打印。整個測試過程的所有數據均是采取的實時檢測并顯示的方式，用戶可以很直觀的觀察監視整個測試過程發生的變化。
零序阻抗、零序電容、耦合電容和線路互感的測試過程，與正序電容和正序阻抗過程一樣，其中顯示的數據只有B相，測試完成顯示的結果與正序電容和正序阻抗一樣，具體接線請查閱參考接線。
4.4、時間設置
從主菜單上的“時間設置”小方格直接進入時間設置子菜單（如圖4—11）。如圖所示4個模擬按鍵設置分別對應加、減、保存和退出；點要修正的日期和時間，然后，點加減鍵修改。用戶調整完成后按保存鍵即可保存退出。
圖 4—11
4.5、歷史數據
※數據查詢
打開儀器從主界面下方“歷史數據”方格進入到下級操作菜單（如圖4—12），點擊第一項“數據查詢”即可進入查詢界面（如圖4—13）。從第零組到第一九十九組一共兩百組數據可供用戶查閱；分頁顯示，每一頁顯示十個測試項目，每一組顯示日期、時間和具體項目名稱，用戶能非常清楚了查閱自己想看的數據結果。在想查閱的數據一欄上面輕輕觸碰一下就能順利的進入詳細的數據結果查看，并且可以自行選擇打印。
※  U盤備份
進入“歷史數據”選項后，可以看到如圖4—12顯示界面，用戶輕輕按下“U盤備份”那一欄，即可進入U盤操作界（如圖4—14）。按照屏幕上的提示，用戶只需把U盤插入儀器面板右下方的USB插口即可出現數據傳輸的界面（如圖4—14）一共傳遞了多少組數據一目了然，非常方便。用戶需要特別注意的是，在此過程中U盤是處在高速讀寫狀態，是不允許中途拔出U盤或者儀器斷電的情況的，嚴重的話可以導致U盤燒毀。等到數據傳輸完畢，顯示器上出現“文件保存成功”的提示信息后才可以拔出U盤。
U盤數據格式是TXT。
圖4—14
4.6、參數校驗
打開儀器從主界面右下方“參數校驗”方格進入到密碼輸入菜單頁，此密碼用于送檢部門輸入，輸入正確進入下級操作菜單（如圖4—15），接上測試線，接入假負載，才可以點擊啟動，再點擊升壓或者降壓和設置頻率，就是手動調節輸出，檢驗數據的真實性。
使用客戶請勿隨便進入啟動設置，以免操作不正確損壞儀器。因此參數校驗密碼一般都不提供給使用客戶，只提供給送檢部門使用。
五  參考接線
測試開始前，將測量端的線路掛上接地線或合上地刀可靠接入大地，并將面板左上角的儀器接地端子可靠接入大地，將測試電源輸出端子IA、IB、IC連接到線路測量引下線(粗線)，最后，將電壓測量端子UA、UB、UC接入線路引下線(細線)。儀器測試接線確認接好完成后，再取下接地線或分開地刀的接地，以保證設備和操作人員的安全。黃、綠、紅三色測試線盡量懸空，以免感應高壓放電擊穿測試線！

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；

    可對調壓繞組不同結線的變壓器進行分接開關測試,填補變壓器有載分接開關測試的空白區域.

    交流測試結線方式靈活多樣,當被測分接開關交換程序出現異常后,可使用任意電壓,電流進行測試,對缺陷性質進行確認性試驗,不會發生誤判斷.

    排除分接開關直流測試中所出現的電流非缺陷原因所造成的斷續,區分由于過渡電阻,開關觸頭引線接觸不良所形成的電流跳躍,直接反應分接開關動作過程的技術特性.時間證明,分接開關在切換過程中,雖然動,靜觸頭間高速相對運動,但接觸良好,特別時在高電壓下,某些低電壓直流試驗所表現的分接開關測試波形變異不是開關缺陷.

    交流測試不僅能準確判定分接開關交換程序,而且能對分接開關切換過程中的各觸頭接觸情況做出判斷.

    分接開關交流測試所獲得的波形解析結論唯一,可作為分接開關動作特性終裁式試驗,為各國工程技術界所認同.

    2、中試控股電力講解國內變壓器有載分接開關交流測試技術的研究情況

    變壓器有載分接開關現場測試是一個困擾供電系統多年的棘手難題,由于現場試驗需要與科研之間信息溝通不夠,以及變壓器分接開關教理測試技術研發,特別時應用現場試驗技術難度比較大,國內科研單位投入研發資金和力量較小.    中試控股電力變壓器繞組直流電阻測試是變壓器工作日常試驗中的重要測試項目, 通過直流電阻的測量,可檢查其線圈質量以及分接開關位置接觸是否良好、線圈或引線有無損壞、各連接支路的正確性、有無短路現象,是確定短路損耗的重要數據.所以在預試、大修和調換分接開關后均需進行此項試驗.

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    近年來隨著電力系統容量的越來越大, 變壓器的容量也不斷加大.變壓器的容量越大,電壓等級相對就會越高,電感與電阻的比值就越大.因此,大型變壓器的繞組直流回 路的穩定時間可能長達數十分鐘甚至更長,因此如何快速準確測量電力變壓器繞組的直流電阻成為了電力工作者研究和追求的主要目標.

    直流電阻測試儀以80C196 單片機為核心組成單片機控制單元,通過數據存儲器和I/O 口 擴展,完成測試與控制功能.電源部分是通過一個開關電源產生單片機工作電源 + 5 V 和± 1 2 V ,其中, 繼電器工作電源 +12V 由變壓器降壓,整流橋整流產生.鍵 盤只有四個按鍵,通過按鍵來實現功能選 擇,完成測試、存儲和打印功能,測試結果通過LCD顯示輸出.

    單片機控制單元主要由80C196 單片機為 核心,外部擴展程序存儲器EPROM27128, 數據存儲器RAM6264 和E2PROM2864,譯碼電路由兩片7 4 L S 1 3 8 實現.地址鎖存由 74LS373 完成,I/O 口擴展由一片8255 實 現,實現對打印機的控制,輸出繼電器的 控制, 鍵盤的輸入和液晶顯示的控制.

    恒流源電路主要由恒流源的采樣電路、比較電路等,將交流電通過整流橋將 交流電變為直流電,經電流調整和電流反 饋, 最后實現0 . 1 A~1 0 A 范圍的穩流輸出.

    由于繞組電感的存在, 殘余電流對使 用者和測試設備將構成威脅,因此必須有 電流放電回路,電流放電回路由放電電阻 和一個反向二極管構成,充電時二極管關 斷,電源對繞組充電,斷電時二極管導通, 繞組通過二極管和放電電阻放電.

    測量回路主要由恒流源輸出穩定電流 直接通過電力變壓器繞組,不接入標準電 阻(將串入電阻用繼電器短接),測量充電 電流,當充電電流達到設定值時將繼電器 斷開,將電阻串入測量回路中.為了保證 單片機供電穩定性,繼電器控制電源單獨 供電.

    測量結束時,將繼電器K1 斷開,因變 壓器繞組具有大電感,電流不能立即降為 零,這樣就會產生很大的電勢,因此必須 加有放電回路,在本放電回路中,當繼電 器K1 斷開后,二極管D1 導通,繞組中電 流通過放電電阻R4 和二極管形成回路,完 成放電過程.放電電阻的選擇要適當,放 電電阻越大.電阻上消耗的功率越,放電 時間越短,放電回路兩端的電壓越高.因 此放電電阻的選擇既要控制放電電壓值是 安全的, 又要使放電時間盡可能短.

    信號采集是針對80C196單片機而言 的, 為實現測量結果的顯示及保護等功 能,必須有采樣計算電路,一方面可利用80C196單片機8 路10 位A/D 轉換器以及CPU的計算處理功能,另一方面可以使用 單獨的A/D 轉換器件,故選取了AD1674, 但是,進入A/D 轉換器和單片機的信號必 須是經過調理的信號,它要求符合以下條 件:

    (1)信號幅值不能超過± 5V;

    (2)進 入AD1674 和單片機輸入口的信號是電壓 信號;

    (3)輸入信號不能干擾系統的正常 工作.

    因此,對于進入AD1674 和單片機的信 號必須經過適當的處理.這個過程需要將 進入AD1674 和單片機的電流信號要轉換 成電壓信號,此過程可利用電阻實現;對 于高壓、交變信號要轉換成低壓才能進入 單片機.