根據(jù)繞組的特點(diǎn)，提出了一種簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的測(cè)量過渡過程中繞組DC電阻的新方法。同時(shí)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，給出了以單片機(jī)為核心的智能儀器的實(shí)現(xiàn)方案。關(guān)鍵詞：DC電阻快速測(cè)量1前言繞組的DC電阻必須在制造、檢修、交接和預(yù)防性試驗(yàn)，以及繞組平均溫升的測(cè)定和故障診斷后進(jìn)行測(cè)量，以便分析和判斷干式電力變壓器的特性。特別是在預(yù)防性試驗(yàn)中，試驗(yàn)人員希望快速測(cè)量繞組的DC電阻，該電阻接近實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的DC電阻。但在實(shí)際測(cè)量中，由于干式變壓器的繞組電感大，電阻小，其固有時(shí)間常數(shù)t=L/R很大，采用常規(guī)電橋法或DC壓降法往往需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡，無法實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量[2]。雖然未來會(huì)采用電路突變法和短路退磁法來增加電路電阻，以加快電路電流達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間，雖然做了一些改進(jìn)，但效果不大，不能從根本上實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。開發(fā)了一種簡(jiǎn)單、可靠、易于擴(kuò)展的新型快速測(cè)量方法。以下介紹供參考。2新方法的基本原理

電力干式變壓器的繞組可以等效為電感和電阻r的串聯(lián)電路，繞組DC電阻的基本測(cè)量電路圖如圖1所示。合上開關(guān)k，回路電壓方程式為：E=L(di/dt) iR。考慮到開關(guān)的非理想性，假設(shè)t=0是閉合開關(guān)后電壓e的時(shí)間，然后是電路中的瞬時(shí)電壓

從公式(5)可以看出，在測(cè)量干式變壓器繞組的DC電阻時(shí)，無論電路狀態(tài)如何，只需依次測(cè)量公式(5)中的i(t1)、i(t2)和i(t3)，就可以在電源電位E已知的閾值下得到R的值。因此，測(cè)量時(shí)間可以任意縮短，可以快速測(cè)量電力干式變壓器繞組的DC電阻R。這種方法的突出優(yōu)點(diǎn)是從根本上消除了電路穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)測(cè)量的影響，較大限度地實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)量。這是其他測(cè)量方法無法實(shí)現(xiàn)的，克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法的大電源容量和串聯(lián)電阻、電容等附加測(cè)量元件對(duì)測(cè)量精度的影響。3新方法模擬試驗(yàn)根據(jù)上述原理，采用Y/D(Z)干式工頻試驗(yàn)變壓器和HT-1712F DC穩(wěn)壓電源進(jìn)行模擬試驗(yàn)。測(cè)試時(shí)，利用測(cè)試電路中串聯(lián)的采樣電阻獲得電流信號(hào)，電源電壓為2.02V，采樣電阻R5為3.11。用TDS-220示波器記錄測(cè)試波形(見圖2)。

其中：US1、US2和US3是分別對(duì)應(yīng)于公式(5)中i(t1)、i(t2)和i(t3)的采樣電阻上的電壓。利用示波器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，可以得到A值與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖3所示。

顯然，i=Us/Rs，通過比較公式(6)和公式(5)，我們可以得出： r=Rs E A……(7 ^ 7)，即A的值與r的值只相差一個(gè)系數(shù)。對(duì)比圖3和圖2可以看出，當(dāng)時(shí)間經(jīng)過0.4s左右，即電源電壓達(dá)到穩(wěn)定后，a的值幾乎不變，這一段a的平均值為0.525(V-1)，所以R=3.298由公式(7)計(jì)算，去掉采樣電阻(包括接觸電阻)后為0.188。該結(jié)果與CA10型快速測(cè)試儀測(cè)得的結(jié)果(0.180)非常接近，說明公式(5)的正確性和可行性。從圖3可以看出，測(cè)量所需時(shí)間小于1s，從而達(dá)到快速測(cè)量的目的。雖然模擬試驗(yàn)中使用的工頻試驗(yàn)干式變壓器的特性與實(shí)際的工頻試驗(yàn)干式變壓器有所不同，但它能反映基本的實(shí)質(zhì)性過程。在實(shí)踐中，電力干式變壓器繞組的DC電阻為m級(jí)，由于采樣電阻值的微小變化，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的DC電阻產(chǎn)生較大誤差，從而影響測(cè)量精度。因此，實(shí)際測(cè)量中應(yīng)使用精度高、頻帶寬的電流傳感器，并盡可能避免采樣電阻。如果電流信號(hào)太小，應(yīng)在采樣/保持電路之前增加一個(gè)放大器來放大信號(hào)，以滿足測(cè)量需要。4新方法的具體實(shí)現(xiàn) #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

總結(jié)rn，新方法是依次測(cè)量公式(5)中的各個(gè)電流值，并做一定的計(jì)算。此外，還需要進(jìn)行一些分析和比較，以提高測(cè)量精度。單片機(jī)包含定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，可以進(jìn)行一定量的計(jì)算，完全可以滿足上述要求。用單片機(jī)制成的智能儀器還具有簡(jiǎn)單、可靠、易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。圖4是以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)DC電阻快速測(cè)量的智能儀器。在圖中，單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理部分主要完成從A/D轉(zhuǎn)換器中讀取并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(即公式(5)中的每個(gè)電流值)，用公式(5)計(jì)算并存儲(chǔ)得到的結(jié)果，對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行平均得到較終結(jié)果，并將較終結(jié)果轉(zhuǎn)換成BCD碼進(jìn)行顯示等。單片機(jī)的控制部分主要是定時(shí)控制采樣/保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器的工作，控制單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果并顯示結(jié)果。單片機(jī)采用圖5所示的程序流程。圖5單片機(jī)程序流程

結(jié)論通過理論推導(dǎo)和仿真試驗(yàn)，獲得了一種測(cè)量干式變壓器繞組DC電阻的新方法，并簡(jiǎn)要介紹了智能儀表系統(tǒng)中單片機(jī)的功能、程序流程和實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)電力部門干式變壓器繞組DC電阻的測(cè)量具有積極的推動(dòng)作用。這種新方法具有以下特點(diǎn)：(1)可以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試測(cè)量中實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量；(2)不需要大容量電源，可以減輕測(cè)試設(shè)備的重量和體積，從而降低測(cè)試成本；(3)不需要減小時(shí)間常數(shù)，提高了測(cè)量精度；(4)采用以單片機(jī)為核心的智能儀器系統(tǒng)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和顯示，進(jìn)一步提高測(cè)量精度；(5)智能儀器系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，測(cè)量過程無需人工干預(yù)即可自動(dòng)完成；(6)易于擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)其他功能，如人機(jī)對(duì)話、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊等；其他功能可以通過修改程序來實(shí)現(xiàn)。參考[1]鐘洪比，《電力干式變壓器檢修及試驗(yàn)手冊(cè)[M】。北京：中電力出版社。2000 2]李。周麗兵，大功率干式變壓器DC電阻測(cè)試方法及特點(diǎn)[[J]。干式變壓器。2000.37 (7) [3]邱光恩