变压器直流电阻及有载分接开关综合测试系统的研究

【摘 要】 本文介绍了变压器直流电阻及有载分接开关二合一测试的研究背景、理论依据、现实意义和无线测温技术的应用对变压器直阻测量的重要性和无线测温技术的现实意义，阐述了该测试系统的基本原理和实现方案，并对实现方案进行了详细的论述，最后简要说明了该测试系统的功能特点、实际应用意义、以及经济效益、社会效益和应用前景。

【关键词】 变压器 直流电阻 无线测温 有载分接开关 基本原理 结构设计

1 引言

变压器绕组的直流电阻测试是变压器在交接、大修、和改变分接开关后必不可少的试验项目；同时有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。两个试验项目检测的传统方法需要两立的设备，每台设备均配有专用的测试线，这就需要分开接线和测试，从中浪费了大量的人力、物力及工时。

对于变压器直流电阻测试项目，随着电网近年来的发展和变压器技术的不断改进，出现了很多评价超标的现象。对于这个问题的深入研究使我们发现存在这个现象的主要原因是由于现场变压器上层油温的测量不准确性，导致直流电阻值统一换算成75℃评价时存在较大的误差。

为此我们有必要研制一种新型的集成化、智能化的测试平台，该平台可以完成变压器直流电阻和有载分接开关的测试，并且可以准确实时的测量出变压器油温；只需要一次接线，仅靠软件切换即可快速准确的完成两个试验项目的测试。

2 基本原理

新型的三通道变压器直流电阻测试仪可以一次将高、低压电流电压测试线全部接到变压器上，测试过程中不用再改接测试线，即可完成直流电阻所有测试项目。而变压器有载分接开关测试仪也需要一次将高压测试线全部接到变压器上，非测试绕组进行短接，来完成有载分接开关项目的测试。两种仪器存在接线方式的公用性，不同的是索要的测试结果和参数不一样，直阻测试主要是测量变压器绕组稳定的直流电阻，而有载分接开关是测量分接开关的动作顺序，切换时间等，但是两个测量项目均需要使用直流恒流源，那么这两套测试系统就可以公用一套恒流源系统，一套电压电流采样系统。因此完全可以将两套测试系统整合到一个测试平台，整套设备只要使用一套测试线，且接好线后无需二次接线，可通过交互模块选择进行相应测试项目。

对于测量变压器油温，完全可以使用温度探头伸入变压器内部，准确采集到实时温度，并采用无线通讯技术，将数据上传至测试设备，数据可靠稳定。

3 实现方案

本测试系统运用了数字化的信号处理技术、高稳定恒流源技术、多功能切换电路、高精度AD采样技术等来保证测试设备多种功能的实现。其中高稳定恒流源电路可产生用于直流电阻测量和有载分接开关测试的三路恒流源；多功能切换电路，通过此电路可切换不同的信号采样（直阻慢速采样和有载高速采样）；高精度AD采样技术将模拟信号转换成数字信号，通过32位中央处理器进行处理，从而计算出所需各种试验参数。整体结构采用一体式结构设计，进行两个检测项目的试验时，只需要一次性把测试线接好，然后通过人机交互模块选择进行相应测试项目，即可完成所有项目的测试。

无线测温模块采用全新原装进口DS18B20温度传感器芯片，芯片防水防潮优质不锈钢管封装。安装使用方便，并采用无线通讯模块将温度数据实时传输给测试设备。

本测试系统基本结构框图如图一所示。

4 功能特点

（1）一次性接线即可完成变压直流电阻的测试。

（2）一次性接线即可完成变压器有载分接开关的测试。

（3）可以对变压器内部油温进行实时监测，并通过无线技术上传至测试设备。

（4）测试系统具有完善的保护电路。

5 结语

变压器直流电阻及有载分接开关综合测试仪以微电子技术、计算机技术、数字信号处理技术为基础，将传统的单一测量技术整合成高效先进的多功能组合测量技术，大大减轻了现场试验人员的劳动强度；同时无线测温技术的应用，使得对变压器内部油温的监测实时、准确、可靠，保证了变压器直流电阻温度换算的准确性。

本测试系统可广泛应用于各类变压器的直流电阻测量与有载分接开关测量，具有很宽广的应用前景。项目的实施和推广应用，能最大限度的减少资源的浪费，提高工作效率，具有极大的经济效益和社会效益。