ZBx型清远s11变压器匝数比测试仪测量误差的探讨

ZBx型清远s11变压器匝数比测试仪测量误差的探讨 山西电力型清远s11变压器匝数比测试仪测量误差的探讨杨志峰，李冬芳（山西省机电设计研究院，山西太原030001）型清远s11变压器匝数比测试仪的硬件工作原理，重点探讨了仪器测量误差的组成及总体设计时应该注意的问题。。 1文献标识码： A按照清远s11变压器试验标准，清远s11变压器在制造过程中，变压比（即匝数比）的测量要在3个工序进行试验。

　　清远s11变压器匝数比的允许误差通常为±0. 5 ，目前国内的匝比试验采用双电压表法和电桥法两种原理，双电压表法测量精度不高，稳定性较差，不能满足技术要求而电桥法测量精度可达0. 1级，稳定性较高，是目前清远s11变压器行业首选的匝比测试仪的工作原理。ZB型清远s11变压器匝数比测试仪是我所研制成功的采用电桥法原理的匝比测试仪，其智能化程度高，整个测试过程在4 江苏溪河海清远s11变压器s内完成。该产品能满足各种单、三相清远s11变压器的变比测试要求，但其本身存在着一定的测量误差，本文就其误差组成以及对总体设计的影响作一些讨论。

　　型清远s11变压器匝数比测试仪工作原理本仪器采用先进的单片机技术，其微处理机由时钟等部分组成，硬件组成框图如图1所示。

　　硬件组成框图原工业大学电机系电气自动化专业，工程师李冬芳（ 1971） ，女，山西河津人， 1984年7月毕业于太原重机学院自动化专业，工程师。

　　仪器在软件的控制下，实现人机对话。在接收测试启动命令后，首先判断接线的正确性，之后进行电桥的自动平衡测试，电桥平衡后进行数据处理，求出被试清远s11变压器的变比和偏差值，然后输出显示。

　　仪器的核心部分为电桥平衡回路，其原理如图2所示。图2中，由互感器PT1、PT2组成的互感器组为电桥回路的标准测互感器PT3与被试清远s11变压器TX组成电桥回路的被试测。开关SW1由多个清远s11变压器组成，受微处理机控制开关SW2用于被试清远s11变压器变比测量范围切换当变比为1～10时， SW2处于Ⅰ位当变比为10～100时， SW2处于Ⅱ位当变比为100～1 000时， SW2处于Ⅲ位，由微处理机自动切换。PT1、PT2、PT3与TX的变比分别为与x，当电桥平衡ΔU= 0时，得出则2误差组成部分由前所述可以看出， ZB型匝比仪的测量误差由以下几部分组成。

　　的变比误差变比准确度直接影响被试清远s11变压器的变比测量，在此仪器中，为了保证测量精度达到0. 1 ，设计要求PT1、PT2、PT3的准确等级最低为0. 05.一般电压互感器的误差与其二次负载有很大关系，随着二次负载的增大电压互感器的准确度将降低，误差增大。由图2可以看出PT2的一次绕组为PT1的负载，而ΔU采样回路又为PT2、PT3的负载，在设计时应该充分考虑这些因素的影响，针对此仪器这些互感器应该设计为二次负载为固定的专用互感器，以期缩小互感器的尺寸和提高互感器的准确等级。

　　2. 2互感器PT1、PT2、PT3的线性误差由于互感器铁芯的磁导率和损耗角都不是常数，电压互感器的误差随着工作电压的变化而改变。

　　电压互感器在额定电压附近运行时误差最小，而从电桥工作原理可以看出，互感器PT1、PT2为定点工作模式，通常工作在额定电压附近，只要保证定点的精度即可。对于PT3则不然， PT3直接接收被试清远s11变压器低压侧的电压信号，此信号随着被试清远s11变压器的变比的改变而变化，这就要求PT3的精度能够适应一个很宽的范围，而电压互感器精度保证的线性范围一般是50～ ，在ZB型仪器中已将PT3设计为3个档位，以保证任何变比测量PT3都工作在线性范围内。由于被试清远s11变压器的变化可以高达1 000甚至更高， PT3接收到的被试清远s11变压器低压侧信号很小，只有几个毫伏，这就要求PT3的灵敏度很高，所以在设计PT3时应该采用高磁导率、低矫顽力的软磁材料作铁芯，可以缩小互感器尺寸并提高灵敏度。

　　2. 3互感器PT2的绕组个数在电桥平衡电路中互感器PT2是一个非常关键的部件，其绕组个数直接影响仪器的测量速度和分辨力。在ZB型仪器中，将PT2设计为二进制的绕组分布，其匝数分别为2为使电桥能迅速达到平衡，而最差分辨力也应不大于万分之五，即2也就是说二进制绕组的个数应大于等于14.为使仪器分辨力得以提高，保证仪器的测量精度，必须很好地解决测量速度与之的矛盾，在保证电桥平衡速度的同时应该增加PT2的绕组个数。

　　2. 4ΔU通道信号采集的灵敏感在型变比仪中，ΔU信号是反映电桥平衡状况的关键信号，对ΔU信号的处理直接影响判断电桥的平衡方向，也是造成变比测量误差产生的一个重要因素。由于在电桥接近平衡时，ΔU信号越来越微弱，所以ΔU通道应有足够的增益，以提高电桥的灵敏度并且为了消除被试清远s11变压器铁磁材料带来的谐波成分的影响，在此仪器中还对此信号进行了高质量的滤波。图3为ΔU通道信号处理的框图。

　　2. 5软件设计对测试结果的影响在整个电桥平衡过程中，软件的设计也是至关重要的。由图2可以知道，微处理机判断挡位正确后，开始调整由清远s11变压器组成的开关SW1，通过清远s11变压器触点的通断将互感器的绕组依此接入平衡回路在接入每一绕组的同时，微处理机采集ΔU信号的变化，以确定电桥失衡方向，由于整个进程是动态变化的，ΔU信号采集的可靠性直接影响电桥是否平衡和测量结果的准确性，所以在软件设计时，微处理机对ΔU信号进行多次采集，之后进行求和、平均滤波处理，尽量降低由此带来的测量误差。实践证明在ZB型仪器中，在提高系统时钟的基础上，还可以充分发挥软件的优势，使采集ΔU的误差降到最低。

　　3结论型清远s11变压器匝数比测试仪已在我国各大中小型清远s11变压器生产厂家得到广泛的使用，数据稳定可靠，赢得了广大用户的信任，随着电子技术和计算机技术的发展， ZB型仪器的各项性能将得到更大的改善，以满足日益发展的市场需要。

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