Большой справочник электротехнических терминов

Автоматизированная установка измерения диэлектрических потерь трансформаторного масла Тангенс-3М

Назначение изделия

Автоматизированная установка измерения диэлектрических потерь трансформаторного масла "Тангенс-3М" (в дальнейшем по тексту - установка) предназначена для определения тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла по ГОСТ 6581-75 при частоте 50 Гц.

Установка рассчитана для эксплуатации в помещениях при рабочих значениях температуры воздуха от плюс 15° С до плюс 35° С, относительной влажности 80 % при температуре плюс 20° С и атмосферном давлении 84,0 - 106,7 кПа (630 - 800 мм. рт. ст.).

Технические данные

Установка измеряет диэлектрическую проницаемость, емкость и тангенс угла потерь, напряжение, приложенное к измерительной ячейке (далее рабочее напряжение), температуру пробы трансформаторного масла .

В микроконтроллере установки предусмотрено программное обеспечение, позволяющее переписать из установки в стационарный персональный компьютер (ПК) файл, содержащий результаты измерений. При этом ПК подключается к мосту через последовательный интерфейс (RS232C).

ПК должен быть IBM - совместимым и иметь следующие характеристики:

• операционная система Windows 95 (98);
• объем оперативной памяти - не менее 16MБ;
• процессор - не ниже Pentium-100;
• дисплей - не ниже SVGA;
• поддержка цветовой палитры 16 бит;
• объем дисковой памяти - не менее 5МБ;
• наличие манипулятора типа "мышь";
• наличие одного свободного последовательного порта (RS232).

Комплектность


 

Устройство и принцип работы

Структурная схема установки приведена на рис. 1.

Ячейка, эталонный конденсатор (СЭ), ПТН, РПТН образуют мостовую схему измерения. УСН усиливает сигнал неравновесия до уровня, необходимого для эффективной работы ВАЦП. ВАЦП, представляет собой синхронный детектор с опорным колебанием и АЦП, подключенного к выходу УСН. Опорное колебание микроконтроллером устанавливается с 0 или 90 сдвигом фазового угла относительно ФСИ. Значения кодов, считываемых микроконтроллером с ВАЦП, пропорциональны соответствующим квадратурным составляющим сигнала неравновесия.

Сравниваемые токи преобразовываются в напряжение ПТН и РПТН, сумматор выделяет сигнал неравновесия, который усиливается УСН и преобразовывается в коды ВАЦП. Микроконтроллер, управляя РПТН (коэффициент преобразования 0 1000), уравновешивает два тока.

ФСИ вырабатывает импульсы синхронные с частотой сети питания и измерительным сигналом. Период данных импульсов измеряется при помощи микроконтроллера. Благодаря этому формируемые им опорные колебания для синхронного детектора ВАЦП когерентны с токами, сравниваемыми сумматором.

Стабилитроны VD1, VD2,коммутаторы К1 и К2, а также предохранители предназначены для предохранения измерительной цепи от перегрузок по току.

Дт - датчик температуры; ПТН - преобразователь ток-напряжение; РПТН - регулируемый преобразователь ток-напряжение; ТВН -трансформатор высокого напряжения; ФСИ - формирователь синхроимпульсов; УСН - усилитель сигнала неравновесия; ВАЦП - вектормерный аналого-цифровой преобразователь; СЭ - эталонный конденсатор; МИ - модуль интерфейса; ПК - персональный компьютер.

Основой, на которой базируется процесс измерения, является вариационный метод измерения. Используемая в установке разновидность вариационного метода измерения предусматривает изменение (вариацию) измеряемой величины (отношения токов текущих через образцовый конденсатор СЭ и измерительную ячейку Сх) на известное с необходимой точностью значение. Разность значений измеряемой величины до и после вариации используется в качестве калибровочного сигнала. Вычисления, необходимые для получения результата, осуществляет микроконтроллер.

Процесс измерения можно условно разделить на следующие основные этапы:

• измерение рабочего напряжения;
• уравновешивание измерительной цепи;
• измерение значения остаточного сигнала неравновесия и "нулей" прибора (при отключенных с помощью коммутаторов К1 и К2 сравниваемых токах);
• вычисление результата измерения по равновесным значениям коэффициента преобразования РПТН и значению остаточного сигнала неравновесия;
• исключение из результата систематической погрешности.

После уравновешивания с помощью ВАЦП измеряется остаточный сигнал неравновесия. Используя результат этого измерения и коэффициент преобразования РПТН, а также значения емкости и тангенса угла потерь образцовой цепи (Со), микроконтроллер производит вычисление и вывод на четырехстрочный ЖКИ дисплей значений:

• емкости Сх объекта;
• тангенса угла потерь объекта измерения;
• диэлектрической проницаемости;
• действующего значения рабочего напряжения.

Управление элементами, участвующими в выполнении указанных выше операций, диалог оператора с установкой, а также передачу измерительной информации в ПК осуществляет микроконтроллер.

В установке предусмотрен последовательный интерфейсный порт (МИ) для связи с ПК (RS232). При использовании установки с ПК можно переписать данные измерений, хранящиеся в энергонезависимой памяти для дальнейшей обработки результатов измерений стандартными программами.

Конструкция установки

Установка состоит из блока измерительного, блока нагревателя с регулятором мощности и вентилятором охлаждения, источника высокого напряжения и измерительной ячейки трехэлектродного типа.

Прибор оборудован блокировкой, исключающей возможность подачи высокого напряжения и включения нагревателя при выдвинутой каретке. Блок высокого напряжения имеет схему защиты от пробоев.