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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)行搬移，所費機(jī)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(kuò)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(kuò)展的方法。這種方法將排隊暫存區(qū)的空間擴(kuò)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(yán)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(dá)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(yán)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。基于同一化原理的動態(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?！叭c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(jìn)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(fù)載的磁通快速飽和，達(dá)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(jìn)方案，它能有效彌補(bǔ)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(jìn)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(fù)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(fù)載能力強(qiáng)的運(yùn)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(jìn)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(jī)技術(shù)對測量裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，測量和計算電路都由單片機(jī)來完成。軟件設(shè)計更加完善。