1 電力電容電感測(cè)試儀工作原理

電力電容電感測(cè)試儀用于設(shè)備斷電情況下，測(cè)量電力電容器的電容量和電力電感器的電感量。通常由測(cè)量主機(jī)和鉗形電流互感器兩部分組成，測(cè)量主機(jī)集恒壓源單元、測(cè)量單元于一體。測(cè)量工作開始時(shí)，主機(jī)恒壓源單元輸出交流電壓于被測(cè)對(duì)象，電流互感器反饋電流測(cè)量信號(hào)于測(cè)試儀主機(jī)，測(cè)量單元通過(guò)計(jì)算得到被測(cè)對(duì)象的電容量值和電感量值。

2 電力電容電感測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置原理

電力電容電感測(cè)試儀電力電容電感測(cè)試儀主要測(cè)量參數(shù)為電容值、電感值、電阻值。為確保電力電容電感測(cè)試儀在實(shí)際測(cè)量中的準(zhǔn)確可靠，就必須對(duì)電力電容電感測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

如圖 2 所示，電力電容電感測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置由主控、電壓采集電路、電流采集電路、移相電路、U/I 轉(zhuǎn)換電路及電流調(diào)整放大電路構(gòu)成。其具體工作原理 ：電力電容電感檢測(cè)儀的恒壓?jiǎn)卧敵龅碾妷阂宦方?jīng)移相電路輸出，主控電路控制移相電路輸出至 U/I 轉(zhuǎn)換電路，電力電容電感檢測(cè)儀的恒壓?jiǎn)卧敵鲭妷毫硪宦方?jīng)電壓采集電路送至主控電路，U/I 轉(zhuǎn)換電路一路經(jīng)電流采集電路送至主控電路，另一路與主控電路共同控制電流放大調(diào)整電路輸出，電力電容電感檢測(cè)儀通過(guò)鉗形電流互感器采集電流放大調(diào)整電路輸出值，計(jì)算得到測(cè)試值。本設(shè)計(jì)新穎之處在于將電力電容電感測(cè)試儀需要測(cè)量的電容值、電感值、電阻值巧妙的轉(zhuǎn)換為電壓電流的相位關(guān)系，利用電壓電流的相位關(guān)系來(lái)間接得到所需要測(cè)量的電容值、電感值、電阻值，整體電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電容值、電感值、電阻值均連可調(diào)，具有較好的使用價(jià)值。

3 移相電路

如下圖 3 所示，圖 3 是電力電容電感測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置的移相電氣原理圖。當(dāng)開關(guān) K1 閉合、K2 和 K3 均斷開，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電阻 R1 、變壓器 T1 、UI 轉(zhuǎn)換電路電阻 R2 后得到電壓 .U2 。當(dāng)開關(guān) K2 閉合、K1 和 K3 均斷開，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電容 C1 、變壓器T2 、UI 轉(zhuǎn)換電路電阻 R3 后得到電壓 .U3 。當(dāng)開關(guān) K3 閉合、K1 和 K2 均斷開，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電容 C2 、變壓器T3 、UI 轉(zhuǎn)換電路電阻 R4 后得到電壓 .U4 。

根據(jù)圖 3 可以得到電壓 .U1 與 .U2 、 .U3 、 .U4 之前的向量關(guān)系圖，如圖 4 所示。

從圖 4 中可以得到，電壓 .U1 與 .U2 相位夾角為 0 度時(shí)候，電路呈純阻性，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電阻 R1 、變壓器T1 輸出電流 .I 1 ，輸出電流 .I 1 經(jīng)過(guò)電流放大調(diào)整電路輸出電流 .,1I 。此時(shí)電力電容電感測(cè)試儀電流鉗鉗在 .,1I 上，此時(shí)電容電感測(cè)試儀讀取到的值就是電阻值，既在當(dāng)前環(huán)境下電容電感測(cè)試儀實(shí)際上是進(jìn)行純電阻的測(cè)量，純電阻計(jì)算公式為 ：.1.,1U RI= (1)電壓 .U1 與 .U3 相位夾角為 90 度時(shí)候，電路呈純感性，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電容 C1 、變壓器T2 輸出電流 .I 2 ，輸出電流 .I 2 經(jīng)過(guò)電流放大調(diào)整電路輸出電流 .,2 I 。此時(shí)電力電容電感測(cè)試儀電流鉗鉗在 .,2 I 上，此時(shí)電容電感測(cè)試儀讀取到的值就是電感值，既在當(dāng)前環(huán)境下電容電感測(cè)試儀實(shí)際上是進(jìn)行純感性值的測(cè)量，計(jì)算公式為 ：.1.,2U LI= (2)電壓 .U1 與 .U4 相位夾角為 -90 度時(shí)候，電路呈純感性，電容電感測(cè)試儀輸出電壓 .U1 經(jīng)電容 C2 、變壓器 T3 輸出電流.I 3 ，輸出電流 .I 3 經(jīng)過(guò)電流放大調(diào)整電路輸出電流 .,3 I 。此時(shí)電力電容電感測(cè)試儀電流鉗鉗在 .,3 I 上，此時(shí)電容電感測(cè)試儀讀取到的值就是電容值，既在當(dāng)前環(huán)境下電容電感測(cè)試儀實(shí)際上是進(jìn)行純?nèi)菪灾档臏y(cè)量，計(jì)算公式為 ：.1.,3U CI= (3)

4 電流放大調(diào)整電路

綜上所述分析，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，假如對(duì)電容電感測(cè)試儀的純電阻測(cè)量能力進(jìn)行校準(zhǔn)，只要把開關(guān) K1 閉合，K2、K3 斷開就可以。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度以及保證所校準(zhǔn)的電阻連續(xù)可調(diào)，輸出電流 .I 1 需要在電流放大調(diào)整電路做進(jìn)一步的調(diào)整。

假如需要對(duì)電容電感測(cè)試儀的純電阻 R實(shí) 進(jìn)行校準(zhǔn)，主控電路首先把 R實(shí) 預(yù)設(shè)寫入主控芯片中，同時(shí)此時(shí)主控電路會(huì)同時(shí)采集到 .U1 與 .I 1 值，主控電路根據(jù)預(yù)先寫入主控芯片的 R實(shí) 值來(lái)計(jì)算需要調(diào)整輸出的電流 .I 實(shí) ，其計(jì)算公式為 ：. . U I R = 實(shí)實(shí)（4）

此時(shí)主控電路已經(jīng)采集到 .I 1 值，主控電路通過(guò)比較 .I 實(shí)與 .I 1 值來(lái)控制電流放大調(diào)整電路的輸出，為了進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，主控電路可以多次采集 .I 1 值來(lái)保證*終 .,1I 與.I 實(shí) 相等。進(jìn)一步的，電容電感測(cè)試儀純感性 L、純?nèi)菪?C 的校準(zhǔn)也是按照此方法，這里不做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。

5 結(jié)論

一種新型的電力電容電感測(cè)試校準(zhǔn)裝置，具有采用元器件少，電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。該裝置將電力電容電感測(cè)試儀需要測(cè)量的電容值、電感值、電阻值巧妙的轉(zhuǎn)換為電壓電流的相位關(guān)系，利用電壓電流的相位關(guān)系來(lái)間接得到所需要測(cè)量的電容值、電感值、電阻值。整體電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電容值、電感值、電阻值均連可調(diào)，具有較好的使用價(jià)值。