[发明专利]变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，属于对电力测试仪器的校准、检定与检测领域，特别涉及一种可对变压器有载分接开关测试仪过渡电阻及过渡时间测量功能进行高准确度同步校验的装置。

 

背景技术

变压器有载分接开关测试仪，是用于测量和分析电力变压器有载分接开关电气性能的综合测量仪器，通过专门设计的测量电路可实现对有载分接开关的过渡波形、过渡时间、过渡电阻、三相同期性、分离角等参数的自动测量。在变压器有载分接开关测试仪器的校准、检定与检测工作中，对过渡过程（包括过渡电阻和过渡时间）测量功能的校验是最重要的校验项目。

传统的校验方法是对被试仪器的过渡电阻测量功能采用标准电阻器进行校验；对被试仪器的过渡时间测量功能采用标准方波进行校验。该校验方法对变压器有载分接开关的过渡电阻和过渡时间分别进行模拟，具有一定的局限性，不能充分的评价变压器有载分接开关测试仪器对过渡电阻和过渡时间的现场测量能力。专利文件ZL200720088602.2公开了一种变压器有载分接开关测试仪校验装置，该装置通过若干低温度系数低分布参数的功率型精密电阻与超低导通电阻的功率型场效应管串联回路实现变压器有载分接开关过渡电阻和过渡时间的高准确度同步模拟。但该装置仍是以实物电阻的形式进行模拟，仅能提供一些离散的过渡电阻值，且对元器件自身老化等因素导致的阻值变动，不能方便的进行修正。

近年来，模拟电阻技术发展迅速。通过电子线路模拟电阻的外特性，可提供连续变化的电阻值，且易于实现模拟电阻值的快速切换。目前，根据申请人所知，市场上的变压器有载分接开关测试仪标称的过渡电阻测量范围已可达到0.1Ω~100Ω，最大输出电流可达2A，且其过渡电阻测量不仅有基于四端法电阻测量方式，还有基于两端法电阻测量方式。而市场上已有的模拟电阻技术，存在一定的局限性，难以满足变压器有载分接开关测试仪器的校验要求。例如，专利文件ZL200310113470.0公开了一种数字式变阻装置，可用于模拟小功率电阻，但其方案在现在技术条件下，对中大功率标准电阻以及低阻值标准电阻的高准确度模拟则不易实现；专利文件ZLl200520096406.0公开了一种能模拟四端大功率标准电阻的标准电阻器，但其技术方案无法准确模拟两端标准电阻。

有鉴于此，有必要提供一种变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，可对变压器有载分接开关测试仪过渡电阻及过渡时间测量功能进行高准确度同步校验，以满足工业应用需要。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有变压器有载分接开关测试仪器过渡电阻校验装置的不足，提供一种改进的变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，可以对变压器有载分接开关测试仪的过渡电阻和过渡时间测量功能进行高准确度的同步校验，从而为变压器有载分接开关测试仪的高准确度校验工作提供条件和保障。

本发明所采用的技术方案是：一种变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，由第一端口A、第二端口B、可变电阻模块、电流取样模块、程控衰减模块及比例分压模块构成，其特征在于：

所述可变电阻模块，包括场效应管、运算放大器、大功率电阻、电阻、电容；运算放大器和电阻、电容组成积分电路，其输出接场效应管栅级；场效应管漏极连接第一端口A，源极连接电流取样模块的运算放大器反相输入端；大功率电阻连接场效应管漏极和源极；

所述电流取样模块，包括运算放大器、三极管、采样电阻；运算放大器同相输入端连接第二端口B，输出连接三极管基极；采样电阻一端连接运算放大器反相输入端，另一端连接三极管发射极；三极管集电极连接负电源端； 

所述程控衰减模块，包括数模转换器以及与之连接的控制器；数模转换器参考电压输入端连接电流取样模块三极管发射极，输出连接可变电阻模块积分电路反相输入端；

所述比例分压模块，包括由两个电阻组成的分压电路；分压电路输入端连接可变电阻模块场效应管漏极和源极，输出端连接可变电阻模块积分电路同相输入端。

如上所述的变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，其特征在于，所述可变电阻模块的场效应管为N沟道增强型功率场效应管；运算放大器为精密低漂移运算放大器。

如上所述的变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，其特征在于，所述电流取样模块的运算放大器为精密低漂移运算放大器；三极管为PNP型功率三极管；采样电阻为功率型精密金属箔电阻。

如上所述的变压器有载分接开关过渡电阻模拟装置，其特征在于，所述程控衰减模块的数模转换器为16位乘法型数模转换器。