1引言
　　电力是人类生产和日常生活中最主要的能源，在现代社会中起着日益重要的作用。发电机作为生产电能的重要设备，其安全性、稳定性对确保发电厂安全、经济运行有着重要意义。在国内已运行的大型汽轮发电机组中，转子绕组匝间短路故障占故障总数的比重较大，但由于故障特征不明显及检测困难，使得很多此类故障都被忽略了，从而造成发电机运行寿命缩短，有时甚至导致恶性事故的发生。

　　一般情况下，通过发电机转子电压测试仪可在离线状态下测量不同电压测试点的阻抗和功率因数（通过测量电压、电流、功率等参数计算获得），然后通过与出厂值及历史数据进行对比，即可及时、准确地发现转子绕组中存在的匝间短路故障，从而达到确保发电机组安全、可靠运行之目的。
2 X1228简介
　　X1228是美国Xicor公司生产的一款集时钟、日历、CPU监控和E²PROM于一体的芯片。它只需外接一个低价格的32．768kHz晶体即可准确地对秒、分、时、日期、星期、月和年进行计时，并且能够自动调整闰年直到2096年。它带有主／后备电源输入，因此，即使在系统掉电情况下，仍能通过后备电池供电而准确走时。
　　X1228内部含有看门狗定时器和电源监控电路，WDT有3个超时时间可供选择，也可以将它们关闭不用。如果看门狗定时器超时，它将激活引脚。而当Vcc降低至复位门限以下时也将被激活。
    X1228内有一个4k位的E²PROM阵列，可用来存储数据和参数，存储信息在主／后备电源掉电后不会产生影响。

3 X1228的引脚功能和寄存器配置
　　图1所示为X1228引脚排列，表1为各引脚的功能说明。
　　X1228的内部控制寄存器可分为五组：其中Alarm0和Alarm1为报警寄存器，它们各占用8字节，可用于设置秒、分、时、日、月、年、星期以及 2000年报警等。第三组为Control控制寄存器，它占用4字节，包括数字微调寄存器（DTR）、模拟微调寄存器（ATR）、中断控制和频率输出寄存器（INT）、块保护和看门狗定时选择寄存器（BL）等。第四组Real TimeClock占用8字节，为实时日历时钟寄存器。第五组Status状态寄存器占用1字节，可用来控制写使能锁存位WEL和RWEL、两个电源状态位BAT以及两个报警只读位AL1和AL0。
4系统的硬件组成
　　图2所示是发电机转子交流阻抗测试仪的硬件组成框图。图中，发电机转子线圈中的电压（0～25V）信号、和电流（0～20A）信号，经过互感器可变换为适合于电能专用测量芯片CS5460的输入信号，从而准确测量计算出U、I、P、Z、cosΦ等参数，并可通过液晶、打印机等输出设备将U－I曲线及各种数据输出与历史数据进行比较，从而判断是否存在故障。
　　另外，这种新型测试仪还设置了自动／手动两种操作方式，通过设置初始电压和步进电压值可以使系统自动完成各种测量和计算工作。考虑到此实验一般在发电机组大修期间进行，并且需要进行多次实验。为了更好地分析试验数据，本测试仪对测量数据进行保存以方便后期查阅，同时配备了与计算机的通讯接口，因而可以为每一台发电机组形成一个实验数据库。

　　图3所示是该系统的前端输入电路，其中PT为变比1：1、标称为2mA的电流型电压互感器，CT为变比2000：1的电流互感器。R1～R3，R6～R8均为0．1％的精密电阻，而电阻R4、R5、R9、R10的作用是完成限流保护功能。
　　CS5460是一种专用功率／电能计量芯片，其内部集成有电流／电压采样电路、功率计算引擎及片内基准等，可完成对瞬时电压、电流、功率，电压、电流有效值及电能的测量。在系统初始化时，可通过单片机读取存放于X1228中的参数以对CS5460中的相关寄存器进行配置。它与单片机之间采用SPI三线连接方式。
5系统软件设计
　　本系统软件由主程序、键盘中断、CS5460控制、X1228控制、液晶显示管理、打印机驱动和电机驱动等模块组成。
　　当该软件运行时，如果系统上电复位，软件将首先完成系统初始化并使电机驱动的调压器归零，然后进入主系统菜单以等待用户操作命令的输入，最后执行相应的控制测量程序，并如此反复循环以等待键盘输入。
　　本发电机转子阻抗测试仪系统中的X1228内含512字节的EEPROM，该存储器可分为两部分使用，一部分留作参数区，用于放置电压、电流、功率的电量系数、CS5460的寄存器初始化配置参数、自动测量时的初始电压、步进电压值和测量组数等参数；另一部分为数据区，用来存储实验测量数据，包括实验时间、操作人员代码、测试机组代码以及电压、电流、功率等数据。每次实验的数据将组成一个小的数据块，用C语言描述如下：

　　在软件设计上，为了最大限度地保证测量数据的准确性，本设计采用了滑动平均值滤波，设置队列长度为8，将每次采样值放于队尾，同时扔掉队首的采样值，然后取队列的平均值作为本次采集的最终有效值。由于所采用的CS5460中的电压、电流有效值及功率都是经过多次测量后的计算结果，从而可以有效地解决滑动平均值滤波对尖脉冲干扰抑制能力差的缺点。另外，软件滤波设计中还设置了阈值，每次测量完成后，先判断两次测量的差值，只有当两者的差值小于阈值时才进行滑动滤波，否则队列中所有数据将全部被本次测量值替换掉，从而及时反应较大的数据变化。
　　另外，考虑到前端电路引起的非线性误差及CS5460测量小信号时的漂移，本设计采用了分段线性补偿矫正的方法。
6总结
　　本发电机转子抗阻测试仪是在前期研制的XJD－I型的基础上进一步改进而成的，该设计充分体现了仪器的智能化设计思想，从而使得操作更加方便，仪器精度和稳定性也都有了很大提高，完全能够满足电厂进行阻抗实验的需要。