CN102590564A - 平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构 - Google Patents

平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构 Download PDF

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CN102590564A CN2012100557124A CN201210055712A CN102590564A CN 102590564 A CN102590564 A CN 102590564A CN 2012100557124 A CN2012100557124 A CN 2012100557124A CN 201210055712 A CN201210055712 A CN 201210055712A CN 102590564 A CN102590564 A CN 102590564A
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赵太明
叶剑云
赵燕芳
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Abstract

本发明提供一种平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，包括变频电源和局部放电检测仪，变频电源与被试平衡牵引变压器的低压侧其中两绕组的接线端子相连；被试平衡牵引变压器的中性点支撑，被试平衡牵引变压器的高压侧非被试一相或两相绕组的接线端子接地；被试平衡牵引变压器的高压侧被试相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且检测阻抗的信号输出端与局部放电检测仪连接。采用该接线结构，可对平衡牵引变压器进行局部放电试验，测量平衡牵引变压器被试相的视在放电量，以判断被试相是否满足绝缘要求，满足对平衡牵引变压器局部放电实验的要求。

Description

平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构
技术领域
本发明涉及变压器试验技术，尤其涉及一种平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构。
背景技术
当外加电压在电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象，称为局部放电。
变压器在长期运行过程中，其内部绝缘的某些薄弱部位在高场强作用下会发生局部放电，从而导致绝缘性能下降，在严重的局部放电长期作用下，甚至造成变压器的击穿，因此，影响变压器特别是超高压变压器在长期工作电压下的安全可靠地运行。
为了保证变压器在电网中的安全可靠运行，需对变压器进行局部放电试验检测，以考核变压器的绝缘性能。国家标准GB 1094.3-2003《电力变压器第三部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》中规定，设备最高电压Um＞72.5kV的变压器，均要进行带局部放电测量的短时感应耐压试验，属于例行试验项目。
平衡牵引变压器是110kV级分级绝缘产品，为电气化铁路专用的特殊变压器，按标准要求应进行带局部放电测量的短时感应耐压试验(例行试验)以及长时感应电压试验(特殊试验)，由于其内部结构，特别是引线和绕组的布置不同于普通电力变压器，常规局部放电试验方法不能直接应用，必须采用另外的试验方法以满足试验要求。
发明内容
本发明提供一种平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，以满足对平衡牵引变压器进行局部放电试验的要求。
该平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，包括变频电源和局部放电检测仪，其中，
所述变频电源与被试平衡牵引变压器的低压侧其中两绕组的接线端子相连，以在低压侧绕组上施加预设频率和幅值的试验电压，并持续预设时间；
所述被试平衡牵引变压器的中性点支撑，所述被试平衡牵引变压器的高压侧非被试一相或两相绕组的接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的高压侧被试相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪连接，以读取所述被试相的视在放电量。
采用本发明实施例提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，可对平衡牵引变压器进行短时感应耐压试验(例行)及长时感应电压试验(特殊)两类局部放电试验，测量平衡牵引变压器被试相的视在放电量，以查找出平衡牵引变压器被试相是否存在严重的放电现象，判断被试相绕组及引线等是否满足绝缘要求，满足对平衡牵引变压器局部放电实验的要求。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图；
图2为本发明另一实施例所提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图；
图3为本发明又一实施例所提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图；
图4为本发明又一实施例所提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图；
图5为本发明又一实施例所提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图。
具体实施方式
平衡牵引变压器为应用于电气化铁路牵引供电系统中的一种特殊变压器，平衡牵引变压器可将三相电力系统变为两相幅值相等，彼此相位差为90电角度的两相电力系统，该种变压器具有容量利用率高、谐波量和波动损耗小等优势，对供电系统的影响在牵引变压器系列中是最小的。
图1为本发明实施例平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构的示意图，如图1所示，该接线结构包括变频电源D和局部放电检测仪F。
其中，所述变频电源D与被试平衡牵引变压器T2的低压侧其中两相绕组的接线端子10和11相连，以在低压侧绕组上施加预设频率和幅值的试验电压，并持续预设时间。
当对平衡牵引变压器进行局部放电试验时，在被试平衡牵引变压器的低压侧绕组上施加预设频率和幅值的试验电压，该试验电压的频率一般采用50Hz的倍频或其他合适的频率，试验电压的幅值根据被试平衡牵引变压器被试相绕组所需施加的电压确定，预设时间根据国家标准对变压器进行局部放电试验过程中规定的时间确定。
被试平衡牵引变压器T2的中性点O2支撑，所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧非被试一相绕组的接线端子21接地(或者是B相试验时，所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧非被试两相绕组的接线端子20和22分别接地)。
被试平衡牵引变压器T2的高压侧被试相绕组接线端子20经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F连接，以读取所述被试相的视在放电量。
将被试平衡牵引变压器的中性点支撑，也就是说中性点不接地，非被试一相(或两相)绕组接线端子接地，抬高中性点电位。通常平衡牵引变压器在中性点安装纯瓷套管，中性点电位不为零时将产生不同程度的电晕现象，通过更换中性点纯瓷套管为电容式套管的办法可以彻底消除中性点电晕的问题。中性点支撑使低压侧绕组的激磁电压降低，可减小低压侧绕组出线套管的电晕影响，提高测量高压侧被试相的真实局部放电量的准确性。
采用上述的接线结构对平衡牵引变压器进行局部放电试验时，变频电源用于产生相应的试验电压，以施加在被试平衡牵引变压器的低压侧绕组上，此时，将在平衡牵引变压器的高压侧绕组上产生感应电压，该高压侧的某一被试相绕组上的电压达到局部放电试验所要求的电压值时，维持试验时间。
在被试相绕组接线端子上连接一耦合电容和检测阻抗，检测阻抗通常包括信号输入端，尾端和信号输出端，将检测阻抗的信号输入端与耦合电容相连，检测阻抗的尾端接地，放电信号通过检测阻抗的信号输出端输入局部放电检测仪，局部放电检测仪将直接显示该被试相的视在放电量。根据得到的视在放电量的大小即可判断该被试相是否满足绝缘要求。
由上述技术方案可知，采用本发明实施例提供的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，可对平衡牵引变压器进行局部放电试验，测量平衡牵引变压器被试相的视在放电量，以查找出平衡牵引变压器被试相是否存在严重的放电现象，判断被试相是否满足绝缘要求，满足对平衡牵引变压器局部放电实验的要求。
在上述实施例的基础上，进一步的，请参照图2所示，该接线结构中的变频电源包括发电机M和中间变压器T1，所述发电机M的三相输出端分别与所述中间变压器T1的二次侧三相绕组接线端子A1、B1和C1相连，所述中间变压器T1的一次侧其中两相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧其中两相绕组接线端子对应连接，所述中间变压器T1的一次侧另一相绕组接线端子和中性点O1分别接地。
本实施例中的变频电源由发电机和中间变压器组成，发电机用于产生预设频率的电压施加在中间变压器的二次侧，经过中间变压器升压后施加在被试平衡牵引变压器的低压绕组上，当高压侧被试相绕组达到试验电压时，维持试验时间，通过局部放电检测仪适时直读被试相的视在放电量。
上述变频电源中的中间变压器，为平衡牵引变压器的逆变压器，是两相变三相的逆斯考特变压器，专门用于平衡牵引变压器配合使用。可将发电机的三相输出电压升压并变换为相位差为90电角度的两相电压输入被试平衡牵引变压器的低压侧，实现三相到两相的变换及电压幅值的变化配合，可满足对平衡牵引变压器高压侧两相同时测量的需要。
平衡牵引变压器的局部放电试验主要分为两种，一种为带局部放电测量的短时感应耐压试验(ACSD)，一种为带局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD)，在进行不同试验时，接线结构也有所不同。
在对被试平衡牵引变压器进行带局部放电测量的短时感应耐压试验(ACSD)时，可将其高压侧的A相、B相和C相绕组分别作为被试绕组，分别测量各相绕组的视在放电量，或者将A相和C相绕组同时作为被试绕组，同时测量A相和C相绕组的视在放电量，或者将B相和C相绕组同时作为被试绕组，同时测量B相和C相绕组的视在放电量。
当将平衡牵引变压器的高压侧A相和/或C相绕组作为被试绕组，以对A相和/或C相绕组进行带局部放电测量的短时感应耐压试验时，其接线结构如图2所示。
其中，中间变压器T1一次侧包括A相、B相和C相，分别记为α1、β1和c1，中间变压器T1二次侧也包括A相、B相和C相，分别记为A1、B1和C1。被试平衡牵引变压器T2低压侧包括A相、B相和C相，分别记为α2、β2和c2，被试平衡牵引变压器T2高压侧也包括A相、B相和C相，分别记为A2、B2和C2。
所述中间变压器T1的一次侧A相和C相绕组的接线端子α1和c1与所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相和C相绕组的接线端子α2和c2对应连接，且所述中间变压器T1的一次侧B相绕组接线端子β1接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧B相绕组接线端子β2和高压侧B相绕组接线端子B2分别接地，且所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧A相和/或C相绕组的接线端子A2和C2分别经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F相连，以读取所述A相和/或C相的视在放电量。
本实施例中，由于中间变压器T1的一次侧A相和C相绕组的接线端子α1和c1与被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相和C相绕组的接线端子α2和c2对应连接，且中间变压器的一次侧B相绕组接线端子β1接地，因此，中间变压器T1的一次侧B相接线端子电位为零，中间变压器T1一次侧产生的感应电压，施加在平衡牵引变压器的低压侧绕组上；而平衡牵引变压器T2低压侧B相绕组接线端子β2和高压侧B相绕组接线端子B2分别接地，该两接线端子上的电位为零，平衡牵引变压器T2高压绕组产生感应电压，通过控制发电机M励磁电压可控制平衡牵引变压器T2低压绕组上的激磁电压，以使A相和C相绕组产生的感应电压达到试验电压，通过多通道局部放电检测仪同时读取A相和C相上的视在放电量的大小，以判断A相和C相是否满足绝缘要求。
当将平衡牵引变压器的高压侧B相和/或C相绕组作为被试绕组，以对B相和/或C相绕组进行带局部放电测量的短时感应耐压试验时，其接线结构与图2所示相似，具体为：
所述中间变压器T1的一次侧B相和C相绕组的接线端子β1和c1与所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧B相和C相绕组的接线端子β2和c2对应连接，且所述中间变压器T1的一次侧A相绕组接线端子α1接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相绕组接线端子α2和高压侧A相绕组接线端子A2分别接地，且所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧B相和/或C相绕组的接线端子B2和C2分别经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F相连，以读取所述B相和/或C相的视在放电量。
本实施例中，是将平衡牵引变压器的高压侧B相和/或C相绕组作为被试绕组，以对B相和/或C相绕组进行带局部放电测量的短时感应耐压试验，其接线原理与将平衡牵引变压器的高压侧A相和/或C相绕组作为被试绕组的原理相似，此处不再赘述。
在对被试平衡牵引变压器进行带局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD)时，将其高压侧的A相、B相和C相绕组分别作为被试绕组，分别测量各相绕组的视在放电量，下面将分别介绍对平衡牵引变压器各相绕组进行试验时的具体接线结构。
当将被试平衡牵引变压器的高压侧A相绕组作为被试绕组，以对该A相绕组进行带局部放电测量的长时感应电压试验时，其接线结构如图3所示，具体为：
所述中间变压器T1的一次侧A相和C相绕组的接线端子α1和c1与所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相和C相绕组的接线端子α2和c2对应连接，且所述中间变压器T1的一次侧B相绕组接线端子β1接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧B相绕组接线端子β2和高压侧C相绕组接线端子C2均悬浮，所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧B相绕组接线端子B2接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧A相绕组接线端子A2经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F相连，以读取所述A相的视在放电量。
本实施例中，由于中间变压器T1的一次侧A相和C相绕组接线端子α1和c1与被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相和C相绕组接线端子α2和c2对应连接，且中间变压器T1的一次侧B相绕组接线端子β1接地，因此，中间变压器T1的一次侧B相接线端子β1电位为零，中间变压器T1的一次侧电压单相施加在平衡牵引变压器的低压侧接线端子α2和c2上；而平衡牵引变压器T2低压侧B相绕组接线端子β2和高压侧C相绕组接线端子C2均悬浮。
通过控制发电机M励磁电压控制平衡牵引变压器T2低压侧接线端子α2和c2间的激磁电压，以使平衡牵引变压器T2高压侧A相绕组接线端子A2产生的感应电压达到试验电压，此时，通过局部放电检测仪F读取A相的视在放电量的大小，以判断A相是否满足绝缘要求。
当将被试平衡牵引变压器的高压侧C相绕组作为被试绕组，以对该C相绕组进行带局部放电测量的长时感应电压试验时，其接线结构如图4所示，具体为：
所述中间变压器T1的一次侧B相和C相绕组的接线端子β1和c1与所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧B相和C相绕组的接线端子β2和c2对应连接，且所述中间变压器T1的一次侧A相绕组接线端子α1接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧A相绕组接线端子α2和高压侧A相绕组接线端子A2均悬浮，所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧B相绕组接线端子B2接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧C相绕组接线端子C2经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F相连，以读取所述C相的视在放电量。
本实施例中，是将平衡牵引变压器的高压侧C相绕组作为被试绕组，以对C相绕组进行带局部放电测量的长时感应电压试验，其接线原理与将平衡牵引变压器的高压侧A相绕组作为被试绕组的原理相似，此处不再赘述。
当将被试平衡牵引变压器的高压侧B相绕组作为被试绕组，以对该B相绕组进行带局部放电测量的长时感应电压试验时，其接线结构如图5所示，具体为：
所述中间变压器T1的一次侧A相和B相绕组的接线端子α1和β1与所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相和B相绕组的接线端子α2和β2对应连接，且所述中间变压器的一次侧C相绕组接线端子c1接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的低压侧C相绕组接线端子c2悬浮，所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧A相绕组和C相绕组的接线端子A2和C2分别接地；
所述被试平衡牵引变压器T2的高压侧B相绕组接线端子B2经耦合电容C和检测阻抗Z接地，且所述检测阻抗Z的信号输出端与所述局部放电检测仪F相连，以读取所述B相的视在放电量。
本实施例中，是将平衡牵引变压器的高压侧B相绕组作为被试绕组，以对B相绕组进行带局部放电测量的长时感应电压试验，该接线结构对高压侧A相和C相绕组作为被试绕组的接线结构有所不同，原因在于，平衡牵引变压器B相绕组中包含有平衡绕组，B相试验时主磁通在A和C相均分，高压侧接线端子A2和C2电位相等，可以同时接地；而A相试验时，主磁通在B相和C相不相等，(而C相试验时，主磁通在B相和A相不相等)，不能同时接地。B相绕组上的电压达到试验电压时，维持试验时间，通过局部放电检测仪读取B相的视在放电量，以判断B相是否满足绝缘要求。
综上所述，在对平衡牵引变压器进行短时感应耐压试验(ACSD)时，可同时测量高压侧两相绕组的局部放电量，而在对平衡牵引变压器进行长时感应电压试验(ACLD)时，采用不同的接线结构，分别测量高压侧各相绕组的局部放电量，经过实际的试验证实，效果很好，可满足对平衡牵引变压器的局部放电试验要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，包括变频电源和局部放电检测仪，其特征在于：
所述变频电源与被试平衡牵引变压器的低压侧其中两绕组的接线端子相连，以在低压侧绕组上施加预设频率和幅值的试验电压，并持续预设时间；
所述被试平衡牵引变压器的中性点支撑，所述被试平衡牵引变压器的高压侧非被试一相或两相绕组的接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的高压侧被试相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪连接，以读取所述被试相的视在放电量。
2.根据权利要求1所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述变频电源包括发电机和中间变压器，所述发电机的三相输出端分别与所述中间变压器的二次侧三相绕组接线端子相连，所述中间变压器的一次侧其中两相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧其中两相绕组接线端子对应连接，所述中间变压器的一次侧另一相绕组接线端子和中性点分别接地。
3.根据权利要求2所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述中间变压器的一次侧A相和C相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相和C相绕组的接线端子对应连接，且所述中间变压器的一次侧B相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的低压侧B相绕组接线端子和高压侧B相绕组接线端子分别接地，且所述被试平衡牵引变压器的高压侧A相和/或C相绕组的接线端子分别经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪相连，以读取所述A相和/或C相的视在放电量。
4.根据权利要求2所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述中间变压器的一次侧B相和C相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧B相和C相绕组的接线端子对应连接，且所述中间变压器的一次侧A相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相绕组接线端子和高压侧A相绕组的接线端子分别接地，且所述被试平衡牵引变压器的高压侧B相和/或C相绕组的接线端子分别经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪相连，以读取所述B相和/或C相的视在放电量。
5.根据权利要求2所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述中间变压器的一次侧A相和C相绕组接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相和C相绕组接线端子对应连接，且所述中间变压器的一次侧B相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的低压侧B相绕组接线端子和高压侧C相绕组接线端子均悬浮，所述被试平衡牵引变压器的高压侧B相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的高压侧A相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪相连，以读取所述A相的视在放电量。
6.根据权利要求2所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述中间变压器的一次侧B相和C相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧B相和C相绕组的接线端子对应连接，且所述中间变压器的一次侧A相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相绕组接线端子和高压侧A相绕组接线端子均悬浮，所述被试平衡牵引变压器的高压侧B相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的高压侧C相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪相连，以读取所述C相的视在放电量。
7.根据权利要求2所述的平衡牵引变压器局部放电试验的接线结构，其特征在于：
所述中间变压器的一次侧A相和B相绕组的接线端子与所述被试平衡牵引变压器的低压侧A相和B相绕组的接线端子对应连接，且所述中间变压器的一次侧C相绕组接线端子接地；
所述被试平衡牵引变压器的低压侧C相绕组接线端子悬浮，所述被试平衡牵引变压器的高压侧A相绕组和C相绕组的接线端子分别接地；
所述被试平衡牵引变压器的高压侧B相绕组接线端子经耦合电容和检测阻抗接地，且所述检测阻抗的信号输出端与所述局部放电检测仪相连，以读取所述B相的视在放电量。
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