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摘要：长期以来在进行变压器常规试验时，一直采用单独功能的试验仪器，所要配带的仪器设备及附件多，测试过程中需要换线，安全隐患高。为了克服以上问题，设计一种基于工控机核心分析模块的变压器常规试验综合测试装置，集成了常规变压器试验项目，过程中无需换线，工作效率高。
关键词：直流电阻；变比组别；短路阻抗；有载分接开关；综合测试
1引言
变压器的常规试验项目主要包括直流电阻、变比组别、短路阻抗、有载分接开关试验等。通过对变压器短路电抗以及直流电阻的变化量可判变压器线圈的焊接、连接部位松动、变形、断线等缺陷。电力变压器的半成品、成品生产过程中，以及新安装的变压器投入运行之前，要求对变压器定期进行电压比及组别测试。此外，有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，关系到变压器分接头是否能稳定切换，需要进行定期试验。
长期以来，电力行业现场进行变压器常规交接试验及停电检修试验，一直采用单独功能的试验仪器，需要使用到直流电阻测试仪、变比测试仪、短路阻抗测试仪、有载分接开关测试仪这四套仪器，所要配带的仪器设备及附件很多，现场试验耗时久，测试仪器的不同及测试线也各不相同导致换线不便，增加了现场工作的复杂性，给现场试验带来很大不便。为了克服上述不足，现在市场上推出一种综合测试仪器，它将直流电阻测试、变比组别测试、短路阻抗测试、有载分接开关测试等常用试验项目集成于一个装置中，装置使用同一套测试线，过程中不需要换线。此外，综合数据管理软件可以快速将试验结果生成测试报告并进行分析，评估变压器真实状态。其系统功能图见下图1。
图1变压器综合测试系统功能
综合测试仪集成了各个测试模块的测试功能，由其他公用模块实现控制和显示数值等功能，除了具有上述优点外，也不可避免的会存在公用模块损坏导致所有试验项目均无法正常开展的问题。
2共用试验接线的解决方案
综合测试仪在现场使用中要解决两个方面的难题，第一就是试验接线，为此，并给出相应的解决方案。
图2变压器综合测试装置接线
2.1直阻、变比、短路阻抗接线方案
对双绕组变压器进行直流电阻、变比组别、短路阻抗测量，测试时依次将接线端子（高压）的四个测试钳（黄绿红黑）分别接到变压器高压侧的A、B、C、O套管上，如果只有A、B、C三个套管，可以将黑色测试钳悬空。将接线端子（低压）的四个测试钳（黄绿红黑）分别接到变压器低压侧的a、b、c、o套管上，如果只有a、b、c三个套管，可以将黑色测试钳悬空，整个测试过程不用倒线。
三绕组变压器可在高低压绕组测试完后，将接线端子(高压）的四个测试钳倒接到中压侧测试即可。仪器配套的专用测试线已经将电流、电压线设计到同一测试钳口上，接线简单方便。
2.2有载分接开关接线方案
（1）无绕组接线方法。将测试线黄、绿、红测试钳分别接到调压开关X1（A1）、Y1（B1）、Z1（C1）上，并用短路线分别接到对应的X2（A2）、Y2（B2）、Z2（C2）上，黑色测试钳接到中性点上，测试线的另一端分别接到仪器对应的端子上。
（2）调压侧绕组Y型接线中性点引出的。拆去被测变压器的三侧引线，将测试钳黄、绿、红、黑依次夹到被测变压器的调压侧（通常为高压侧）套管的A、B、C三相和中性点上，然后将测试线另一端黄、绿、红、黑线分别接在仪器的A、B、C、O端子上。
（3）调压侧绕组Y型接线中性点没有引出的。这种结构的试品在不吊芯情况下，中性点无法引出，只好每两相进行测试，例如测A、B两相把C相当作中性点。待A、B相测完以后，可以再把A相当作中性点，测量B、C相，或者把B相当作中性点，测量A、C相。
（4）调压侧绕组Δ型接线的。数据分析和其它测试方法相同，但是过渡电阻值需要换算：若测量值为R’，实际值为R，则两相测量时R＝R’，单相测量时R=2/3R’。
3.功能切换实现方案
变压器综合测试仪在现场使用中要解决的另一难题，就是不同测试项目的切换，这一难题的解决从他的结构展开。变压器综合测试仪基于工控机核心开发，平台主要由总控系统，功能模块，数据总线，控制总线，切换开关，模数转换器等部件构成。功能模块具体包括直流电阻、变比组别、短路阻抗、有载分接开关测试四个模块，各模块之间由总控模块通过相应串口进行独立控制，通信遵从相关串口协议，其原理如图3所示。
四个功能模块共置于同一个箱体内，每个模块有独立的电源和数据采集系统，总控模块设置四个独立的串口，利用不同的功能启动相应的测试模块，以选择不同的试验项目。试验装置具备自动测量模式以及人工测量模式。当选择自动测量模式时，嵌入式主板分别输出命令至四个功能模块实现相应功能，可做到连续不换线试验，试验过程中可通过暂停键人为中断。试验结束后由分析判断模块利用相应数字电子电路与规程规定的数据进行对比从而判断试验数据是否合格。当选择人工测量模式时，嵌入式主板获得人机操控的指令，通过对应的串口通信启动相应的功能模块。以直阻测试为例。当人机操控选择直阻测试的指令时，嵌入式控制主板配置串口1输出命令至直阻测试模块，测试模块启动恒流控制电路进入充电回路，直接将直流送到被试品。然后嵌入式控制主板对电压电流进行逻辑信号采样并进行数学运算得出直流电阻值。当测试完毕放电保护模块工作，将绕组的感应电压释放完毕。
图3变压器综合测试装置原理
4.应用前景
变压器综合测试仪涵盖了常规变压器试验项目，测试过程中不需要换线，试验方法安全、准确、快速，不仅减轻了试验人员工作强度，而且节省了测试时间，具有广阔的应用前景。