【正文】 25K)的引出端，通常與 COM 短接。 5 VdB 分貝 (電平 )電壓輸出端。 2)AD536A 的管腳功能 AD536A 的管腳功能如表 31所示：其中第 l 腳用于輸入原始信號第 6 腳為轉(zhuǎn)換后的直流真有效值電壓輸出端。 (3)能夠轉(zhuǎn)換出純交流信號 (AC)或疊加有直流分量的交流信號 (AC+DC)的有效值電壓。同類產(chǎn)品有的用其他器件完成真有效值轉(zhuǎn)換，這種儀 器的精度都不高。 在完成所有檔調(diào)試后，再測試一下 l： 10： l、 100： 1和 1000： 1，如果誤差較大，再調(diào)整一下 R25，然后繼續(xù)重復(fù)上面的過程。 其中零點(diǎn)的調(diào)整都是通過調(diào)整圖 36 中的 R25 完成，它使 l： 10： I、 100： 1和1000： l 更準(zhǔn)。放大電路如圖 33所示。 圖 32 片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 3． 3 副邊通道的程控放大電路 1)電路工作原理 該電路的主要功能是對被測變壓器的測壓端子的信號進(jìn)行放大或衰減。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 32所示。 原邊、副邊通道信號經(jīng)過程控交流放大器放大或衰減到合適的幅度，再經(jīng)過真有效值轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后經(jīng)過 V/F 轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)頻率的脈沖，再經(jīng)過高速光藕隔離接到單片機(jī)的兩個計數(shù)器輸入端，這樣單片機(jī)就可以檢測到原邊、副邊通道信號的大小，根據(jù)公式計算出變壓器的變壓比。變壓器的初級電壓由原邊通道處理，變壓器的次級電壓副邊通道處理。初級、次級的電壓為模擬信號，經(jīng)過放大、 V/F 轉(zhuǎn)變成脈沖輸入，單片機(jī)通過 T0、 Tl 同時計數(shù)。其中前向測量通道設(shè)計成一塊電路板，單片機(jī)系統(tǒng)電路和后向通道設(shè)計成一塊電路板。不管繞組的連線方式和引出端子標(biāo)志方式怎樣改變，但最終初級、次級間對應(yīng)的相位差卻只有 12 種不同情況，且都是 300的整數(shù)倍，這就像時鐘表面被 12 小時所等分，因此可以按時鐘系統(tǒng)來確定接線組別：相位差為 300的組別稱為 l 點(diǎn)鐘，相位差為 600的組別稱為 2點(diǎn)鐘 ......直至 3600稱為 12 點(diǎn)鐘。 由于變壓器的繞組在初級和次級間存在著極性關(guān)系，當(dāng)幾個繞組互相連接組合時，無論是串聯(lián)還是并聯(lián)，都必須知道極性才能正確的進(jìn)行連接。 液晶顯示器用來顯示測量過程中輸入和輸出的信息。 原邊、副邊通道信號經(jīng)過程控交流放大器放大或衰減到合適的幅度，再經(jīng)過真有效值轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后經(jīng)過 V/F 轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)頻率的脈沖，再經(jīng)過高速光藕隔離接到單片機(jī)的兩個計數(shù)器輸入端，這樣單片機(jī)就可以檢測到原邊、副邊通道信號的大小，根據(jù)公式計算出變壓器的變壓比。 前向測量通道主要由變壓器的初級、次級電壓信號的檢測、放大、 V/F 轉(zhuǎn)換等部分構(gòu)成。 biyesheji 4 百手起駕 整理 為您 這個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件主要由前向測量通道、單片機(jī)系統(tǒng)和后向測量通道組成。 三相變壓器變比的測量，既可以用三相電源，也可以用單相電源。 (2)高智能化：自動判斷變壓器分接開關(guān)的位置自動判斷系統(tǒng)接線錯誤。這種方式成本較低，目前應(yīng)用比較廣泛。 新變比測試儀的設(shè)計要求具有一定的前瞻性，采用了當(dāng)前主流技術(shù)，加上國內(nèi)比較低的成本價格，一定會有非常廣闊的市場前景。 (3)顯示方式改為大屏幕液晶點(diǎn)陣顯示器，操作界面采用中文菜單。 舊式變比測試儀為半自動測量方式：在測量不同相別的參數(shù)時，需要手工切換琴鍵開關(guān)，比較麻煩；其顯示輸出為 LED數(shù)碼管顯示器；沒有自帶微型打印機(jī)。電橋法是最常用的方法，它安全，測量準(zhǔn)確。變壓器的可靠程度是決定變壓器能否長期安全運(yùn)行的基本要素。因此在變壓器出廠、交接、繞組大修后都應(yīng)對變比進(jìn)行準(zhǔn)確測量，并把它們的差值限制在一定范圍內(nèi)。 因此，選擇匹配的變壓器關(guān)系到以后這些設(shè)備在電力系統(tǒng)中能否安全運(yùn)行的問題。 隨著我國能源 、 電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力變壓器的需求量快速增長 。兩臺變壓器并聯(lián)時，如果它們的的變壓比相差 1％時，在繞組內(nèi)就會產(chǎn)生循環(huán)電流，當(dāng)它的值達(dá)到額定電流的 10％時，變壓器的損耗就會增大，輸出容量也會減小 [1]。變壓器繞組的故障類型較多：如繞組三相直流電阻不平衡、繞組短路和斷路、繞組擊穿和燒毀，繞組接反和聯(lián)結(jié)錯誤等故障。 目前常用的測量變比的方法有雙電壓表法和電橋法 [5][6][7][8]。同時這種方法在實際使用時由于需 要調(diào)節(jié)平衡，還停留在人工平衡的電工型儀器的水平，操作稍嫌麻煩。使用者操作時只需要按照說明書接好線，然后設(shè)置好接線方式等參數(shù)，就可以自動完成整個測試過程，在 測量中無需人工干預(yù)。 (6)自動識別分接開關(guān)的位置。 (2)半自 動化測試階段：采用單片機(jī)技術(shù)，但仍需一定的人工操作，通過 LED顯示。 新式變比速測儀還采用了以下先進(jìn)的的測量技術(shù)： (1)儀器自動調(diào)零：儀器上電時會執(zhí)行初始化程序，測出并記住零漂值，在后面的測試計算中自動補(bǔ)償，從而減小其 影響。本文采用的是單相電源雙電壓表法。 采用單相電源雙電壓表法測量時，單片機(jī)自動控制將單相電源連接到被測試相電路，同時對初級和次級信號進(jìn)行采樣、轉(zhuǎn)換，單片機(jī)同時對兩路信號進(jìn)行計數(shù)，由于測量的同步性好，能夠降低電源電壓穩(wěn)定性的要求，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本。后向測量通道是單片機(jī)的輸出通道，負(fù)責(zé)輸出單片機(jī)對信息加工、處理的結(jié)果。其中 180V 接到被測變壓器的加壓端子，被測變壓器的輸出端接到儀器的副邊通道； 6V接到儀器的原邊通道，該信號乘以 30 就代表 180V 的加壓電壓值，可用于變比計算。 繼電器組用于改變放大器的放大倍數(shù)和測量中變壓器的測量端子 的切換，控制測量工作的自動進(jìn)行。如果兩繞組感應(yīng)電壓相位相同，則連接 X 和 x 后， UAa=UAX— Uax，則變壓器稱為“減極性”；如果兩繞組感應(yīng)電壓相位相差 1800，則連接 X和 x后， UAa=UAX+Uax，則變壓器成為“加極性”的。 2)組別的判定 [10] 三相變壓器除了繞組間有極性關(guān)系外，三組繞組的連線方式和引出端子標(biāo)號不同，其初級繞組和次級繞組對應(yīng)間的相位差也會改變，不同的相位差代表著不同的接線組別。 biyesheji 7 百手起駕 整理 為您 3 硬件設(shè)計 本系統(tǒng)是典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，硬件部分主要由前向測量通道、單片機(jī)系統(tǒng)電路和后向通道構(gòu)成。本系統(tǒng)中鍵盤和電路保護(hù)信號為開關(guān) 量輸入。 3． 1 前向測量通道框圖 前向測量通道主要由變壓器的初級、次級電壓信號的檢測、放大、 V/F 轉(zhuǎn)換等部分構(gòu)成。其中 180V 接到被測變壓器的加壓端子，被測變壓器的輸出端子接到儀器的副邊通道； 6V 連接到儀器的原邊通道，該信號乘以 30就代表 180V 的加壓電壓值，可用于變比計算。 圖 31 前向測量通道的結(jié)構(gòu)框圖 3． 2 單片機(jī)系統(tǒng)框圖 單片機(jī)系統(tǒng)是儀器的核心部分，采集來自兩個通道的數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算和分析，控制液晶顯示屏及打印機(jī)，顯示或 打印測試結(jié)果；接收鍵盤的輸入；控制繼電器動作使測量自動進(jìn)行。 鍵盤用于輸入信息，單片機(jī)通過 8255 的 I/0 口掃描按鍵的狀態(tài)，判斷是否有鍵按下，然后執(zhí)行相 應(yīng)的按鍵處理程序。 放大倍數(shù)的改交是通過單片機(jī)控制繼電器切換放大電路的反饋電阻來實現(xiàn)的。選取變比 1： l和 ：l、 10： l 和 ： l、 100： l和 ： ： 1和 ： l。 其他檔的反饋電阻和 K值的確定方法類似。 AD536A 是美biyesheji 11 百手起駕 整理 為您 國 AD 公司的真有效值轉(zhuǎn)換芯片，其轉(zhuǎn)換性能優(yōu)越。 (2)集成度高，外圍電路簡單。 (6)寬頻帶頻率相應(yīng)好。 4 CAV 外接平均電容。 8 IOUT 電流輸出端。 3)原邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路 圖 34是原邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路，副邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路類似。 類似方法調(diào)試副邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路。 (3)線性度高。 表 32 AD650 的管腳功能表 引腳號 引腳名稱 功能說明 1 VOUT 比較器輸出端。 Vs．差分輸入177。 6 ONE SHOT 定時電容輸入端。 11 ANOLOG 模擬地。 3)V/F轉(zhuǎn)換電路和高速光藕隔離電路 V/F 轉(zhuǎn)換電路和高速光藕隔離電路如圖 36 所示。單片機(jī)要求輸入的脈沖上升沿的上升速率快，否則計數(shù)有誤。 類似的方法調(diào)試原邊通道的 AD650。 四運(yùn)放 LM339 構(gòu)成過零比較器， TLP5214是四光藕隔離器。 12345678 910111213141516T L P 1T L P 5 2 1 4R 6 8 R 6 9V C CQXQJR 7 1 R 7 0R 6 4R 6 5R 6 6R 6 7C4C3L M 3 3 9101113L M 3 3 9L M 1 DE 1 3E 1 4UXUZR 5 5R 5 89814A L M 1 C 圖 37 過零比較電路 biyesheji 17 百手起駕 整理 為您 3． 7 單片機(jī)系統(tǒng)電路 E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P /R D17P /W R16P /I N T 012P /I N T 113P /T 014P /T 115P /T 21P /T 2E X2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E /P R O G30P /T X D11P /R X D10V c c40G nd20A T 8 9C 55 W DD036V C C34D138Q033D240Q132D342Q228D444Q327D546Q426D648Q525D750Q624Q723G N D39LE22OE4574 H C 5 739R 11 2 3 4 5 6 7 8 9V C C12 .0 00 M H ZC 30C 31R 791274 H C 1 41274 H C 1 41274 H C 1 412374 H C 3 2 E 16R 77 R 78CS1SO2WP3V s s4SI5S C K6R E S E T7V c c8X 25 04 3V C CP P G ndV C CG ndP P C 47C 48 V C C 圖 38 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖 biyesheji 18 百手起駕 整理 為您 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖 38所示。 74HC32 是或門電路，用于合成 X25043 輸出的復(fù)位信號和手動復(fù)位信號。 T G S G 3 C 芯片 行驅(qū)動器組 LCD 液晶顯示器 列驅(qū)動器組 8K 控制總線 數(shù)據(jù)總線 電源線 RAM biyesheji 19 百手起駕 整理 為您 單片機(jī)與模塊的接口如圖 310 所示。調(diào)整 R92 可以改變液晶顯示的對比度。 1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940G N DG N DV C CV0WRRDP 2. 7P 2. 0D0R E VD1D2D3D4D5D6D7L E D D6D5D4D1RDWRV0G N DG N DV C CG N DG N DL E D +L E D P 2. 7P 2. 0R E VD0D2D3D7L E D +J K 1R 9 210KV C C15 VC 4 5 uF10u FE 27 圖 310 單片機(jī)與液晶顯示器的接口 biyesheji 20 百手起駕 整理 為您 4 軟件設(shè)計 4． 1 基本算法 1）極性和接線組別的判定 關(guān)于極性和接線組別的判定詳見第二章有關(guān)內(nèi)容。 其中 K 為補(bǔ)償系數(shù)，由于副邊信號 UX 經(jīng)過自動放大 (衰減 )后，其大小已經(jīng)產(chǎn)生一定倍數(shù)的變化， K 可以反映這些變化，從而得出正確的結(jié)果。在測量時，儀器自動選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)，然后根據(jù)放大倍數(shù)選擇監(jiān)控存儲