電力變壓器直流電阻的快速測量方法----軟件設(shè)計

由于模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量后，并不能立刻得到計算等處理，所以需要先將這些字量送到RAM區(qū)暫時保存起來并不斷進行數(shù)據(jù)更新。采用何種數(shù)據(jù)存儲方法所要考慮的主要問題是如何節(jié)省機時。當(dāng)保存數(shù)據(jù)較少時，這個問題就變得非常簡單。設(shè)要保存n個采樣點的值，每次最新一組采樣數(shù)據(jù)放入排隊區(qū)的第一組單元。在此之前將第n-1組單元數(shù)據(jù)依次向前移一組單元，這個步驟可以很容易地由微機成組傳送指令完成。這種方法雖然簡單，但需要對n-1組數(shù)據(jù)進行搬移，所費機時隨著排隊數(shù)量的增多而大幅度提高。在RAM區(qū)容量允許的情況下，若將排隊暫存區(qū)需要保存的數(shù)據(jù)量適當(dāng)擴大，可提高排隊更新速度。本裝置采用的就是這樣一種雙倍暫存區(qū)擴展的方法。這種方法將排隊暫存區(qū)的空間擴大為需保存的數(shù)據(jù)所占空間的兩倍，并將排隊暫存區(qū)等分為前后相連的兩個區(qū)段，這樣每個區(qū)段長度與需保存的全部數(shù)據(jù)長度相等。當(dāng)前采樣時刻得到的一組數(shù)據(jù)同時放入這兩個區(qū)段中的對應(yīng)位置，使兩相同數(shù)據(jù)之間恰好間隔一個區(qū)段的長度，間隔之內(nèi)的全部數(shù)據(jù)連同末尾那個最新數(shù)據(jù)便形成當(dāng)前排隊結(jié)果。以后接著到來的每組新采樣點的數(shù)據(jù)連同末尾那個最新數(shù)據(jù)依次向后放入排隊暫存區(qū)，一直到放完數(shù)據(jù)暫存區(qū)的最后一組位置，再從頭開始。在每個采樣周期中完成相應(yīng)的排隊更新任務(wù)之后，記錄當(dāng)前排隊隊列的首地址作為指針并保存，供應(yīng)功能程序取數(shù)時使用。

由于電力變壓器繞組具有大電感和小電阻的固有特點，測量直流電阻時充電時間常數(shù)很大，長期以來技術(shù)人員研究各種方法試圖縮短測量時間。本論文研究了電力變壓器直流電阻快速測量的各種方法，分析了各種測量方法的優(yōu)缺點。

高壓充電低壓測量法﹑磁通泵法和增大回路電阻的電路突變法在測量過程中都需要嚴格控制開關(guān)斷開時間，否則影響測量速度和精度。短路去磁法要切實達到消除電流自由分量影響的效果，回路中所串聯(lián)的電阻R一般必須大于幾十歐，該電阻的散熱功率很大，實用性不大。以上幾種方法通常還與電橋測量相結(jié)合，測量精度受到影響。

二階振蕩法對回路中所串入的電容有較高要求，并要求嚴格把握電流極值點，若di/dt≠0，電感的數(shù)值很大，所產(chǎn)生的電感壓降L x U =L×（di/dt）疊加于直流電阻的極小的壓降R U，將使測量精度大為降低?；谕换淼膭討B(tài)測量法在應(yīng)用中受低壓側(cè)三角形繞組接法影響的問題有待解決。“三點法”是從同一化原理的動態(tài)測量法基礎(chǔ)提出來的新方法，由于受各種條件的約束，還需進一步的研究和完善。

高、低壓繞組串聯(lián)助磁法的測量無須串入電阻﹑電容等元件，不改變基本測量回路方程，只是通過改善回路中影響快速測量的不利因素繞組大電感L，測量的效率高。但只有高穩(wěn)定度的直流電流才能使感性負載的磁通快速飽和，達到快速測量的目的。因此，助磁法與恒流源結(jié)合是一種最佳選擇。

本文完成的主要工作包括以下幾個方面：

（1）經(jīng)過分析、研究，提出了高、低壓繞組串聯(lián)助磁法與恒流源結(jié)合的改進方案，它能有效彌補目前常用的測量方法的缺陷，是一種直流電阻快速測量的好方法。

（2）對恒流源器件進行了設(shè)計、制作和試驗。電路設(shè)計，整體采用了壓控恒流源的組成原理，各個環(huán)節(jié)引入深度負反饋和輸出電流的采樣反饋，具有良好的實用性和通用性。構(gòu)成恒流源的器件，采用了穩(wěn)定性能好、帶負載能力強的運算放大器。
制作的恒流源可以輸出0.1A~10A范圍內(nèi)的穩(wěn)定電流，可以適應(yīng)寬范圍測量要求的需要。恒流源進行了性能參數(shù)的測量試驗，數(shù)據(jù)結(jié)果符合要求。

（3）利用單片機技術(shù)對測量裝置進行系統(tǒng)設(shè)計，測量和計算電路都由單片機來完成。軟件設(shè)計更加完善。