CN105067890A - 使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统 - Google Patents

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本发明公开了一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统，一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法通过使用两个恒流源分别给一次绕组与二次绕组通电，两绕组中的电流产生大小相等、正负方向相反的磁通，使总磁通为零，从而减少充放电时间，实现变压器直流电阻的快速测量。一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统，包括一次绕组调节控制器、二次绕组调节控制器、一次绕组电压、电流测量设备、二次绕组电压、电流测量设备、一次绕组恒流源、二次绕组恒流源、总控制器，本发明通过使用两个恒流源分别给变压器一次绕组与二次绕组通电，并形成大小相等、方向相反的磁通,使总磁通为零，消除了充电时间，极大的提高了测量效率。

Description

使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统
技术领域
本发明涉及一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统，具体地说就是通过使用两个恒流源分别给一次绕组与二次绕组通电，使一次绕组与二次绕组中的电流产生大小相等、正负方向相反的磁通，使总磁通量为零，减少充放电时间，从而快速测量变压器直流电阻的静态测量方法及其测量系统。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，测量变压器绕组直流电阻的目的是：检查绕组接头的焊接质量和绕线质量；电压分接开关各个位置的接触是否良好及与分接的实际位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线是否有断股等情况。变压器在大修时或改变分接头位置后，或者出口故障短路后，也需要测量绕组连同套管一起的直流电阻。
为达到快速测量直流电阻的目的，现有方法主要有：增加回路电阻的电流突变法；高压充电低压测量法；磁通泵法；助磁法；短路去磁法等，这些方法只能缩短绕组充电时间，但不能将充电时间减少到接近为零的状态。变压器放电时间与充电时间是相关的，充电时间长，放电时间也长。最终导致测量时间长、工作效率低下。
根据以上问题有必要设计一种能够消除充电时间与放电时间的变压器直流电阻测量方法及其测量系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统，该方法及其测量系统种能够消除充电时间与放电时间，解决了变压器直流电阻的快速测量问题。特别适用于大型变压器、三芯五柱变压器直流电阻快速测量与温升试验等需短时间完成测量的情况。适用于非晶合金铁芯变压器因为剩磁影响其他测试项目的场合。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，具体的是通过使用两个恒流源分别给一次绕组与二次绕组通电，使一次绕组与二次绕组绕组中的电流产生大小相等、正负方向相反的磁通，使总磁通为零，从而减少充放电时间，实现变压器直流电阻的快速测量，包括以下步骤：
A、根据变压器参数信息，确定变压器一次绕组与二次绕组电路的类型及匝数；
B、确定变压器一次绕组、二次绕组测量电路连接方式，并确定变压器一次绕组、二次绕组要施加的电流值；
C、根据步骤B中确定的测量电路连接方式分别将两恒流源连接到一次绕组与二次绕组的待测绕组上，搭建测量电路；调整两恒流源电流值并通电；
D、待一次绕组与二次绕组绕组中的电流稳定后测量绕组两端电压值、绕组中电流值，计算绕组电阻值，记录电阻值。
作为优化，所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法还包括步骤E：切换待测绕组重新搭建测量电路并测量。
作为优化，所述的步骤C中两恒流源电流方向要保证一次绕组与二次绕组绕组产生方向相反、大小相等的磁通。
作为优化，所述的测量电路，当在测量Yd或Dy接法的变压器时在Y或y接法侧的测量电路使用5线制方法测量，以保证抵消d或D接法侧的磁通。
举例介绍5线制方法：测量Yd接法的变压器，Y接法侧的A、B、C三绕组分别对应d接法侧的a、b、c三绕组，当在d接法侧选择b绕组的两端分别连接恒流源的两极，在d接法绕组侧形成a、c绕组串连，b绕组与a、c绕组串连电路并连的电路，恒流源通电后b绕组中通过的电流量是a、c绕组中通过电流量的两倍，a绕组与c绕组中通过的电流量相等；则在Y接法侧选择B绕组对应的接线端为其中一测量端，A、C绕组对应的接线端连接后作为另一测量端，两测量端分别连接恒流源的两极，并保证电流方向在两侧绕组中分别产生方向相反的磁通。
作为优化，所述的步骤C中两恒流源同时通电。
一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统，包括一次绕组调节控制器、二次绕组调节控制器、一次绕组电压、电流测量设备、二次绕组电压、电流测量设备、一次绕组恒流源、二次绕组恒流源、总控制器，一次绕组调节控制器连接变压器的一次绕组接线端，二次绕组调节控制器连接变压器的二次绕组接线端，一次绕组电压、电流测量设备连接一次绕组调节控制器的测量端口，二次绕组电压、电流测量设备连接二次绕组调节控制器的测量端口，一次绕组恒流源连接一次绕组调节控制器的电流输入端口，二次绕组恒流源连接二次绕组调节控制器的电流输入端口；总控制器连接一次绕组调节控制器、二次绕组调节控制器、一次绕组电压、电流测量设备、二次绕组电压、电流测量设备、一次绕组恒流源、二次绕组恒流源的控制端口及数据传输端口；一次绕组调节控制器与二次绕组调节控制器可根据总控制器控制信号搭建测量电路；一次绕组电压、电流测量设备与二次绕组电压、电流测量设备可测量绕组两端电压值及绕组中电流值。
作为优化，所述的一次绕组调节控制器与二次绕组调节控制器都设置有电流输入端口、通断控制端口、变压器接线连接端口，电流输入端口连接恒流源，通断控制端口连接总控制器控制端，变压器接线连接端口连接变压器接线端；电流输入端口通过通断开关与各个变压器接线连接端口连接，通断控制端口可控制各个通断开关的接通或断开。
电压、电流测量设备的应用，电阻计算，恒流源在现有技术中都具有广泛应用，在此不做介绍。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统通过使用两个恒流源分别给变压器一次绕组与二次绕组通电，并形成大小相等、方向相反的磁通,使总磁通为零，消除了充电时间，极大的提高了测量效率。
附图说明
图1为使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统总体结构图。
图2为一次绕组调节控制器与二次绕组调节控制器的结构原理图。
图3为Dy接法变压器测量电路。
图4为Yd接法变压器测量电路。
图5为Yy接法变压器测量电路。
图6为Dd接法变压器测量电路。
图7为单相变压器测量电路。
其中，1总控制器，2一次绕组恒流源，3二次绕组恒流源，4一次绕组电压、电流测量设备，5二次绕组电压、电流测量设备，6一次绕组调节控制器，6-1电流输入端口，6-2通断控制端口，6-3变压器接线连接端口，6-4通断开关，7二次绕组调节控制器，8变压器。
具体实施方式
一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，具体的是通过使用两个恒流源分别给一次绕组与二次绕组通电，使一次绕组与二次绕组绕组中的电流产生大小相等、正负方向相反的磁通，使总磁通为零，从而减少充放电时间，实现变压器直流电阻的快速测量，包括以下步骤：
A、根据变压器参数信息，确定变压器一次绕组与二次绕组电路的类型及匝数；
B、确定变压器一次绕组、二次绕组测量电路连接方式，并确定变压器一次绕组、二次绕组要施加的电流值；
C、根据步骤B中确定的测量电路连接方式分别将两恒流源连接到一次绕组与二次绕组的待测绕组上，搭建测量电路；调整两恒流源电流值并通电；
D、待一次绕组与二次绕组绕组中的电流稳定后测量绕组两端电压值、绕组中电流值，计算绕组电阻值，记录电阻值。
E：切换待测绕组重新搭建测量电路并测量。
步骤C中两恒流源电流方向要保证一次绕组与二次绕组绕组产生方向相反、大小相等的磁通。两恒流源同时通电。
所述的测量电路，当在测量Yd或Dy接法的变压器时在Y或y接法侧的测量电路使用5线制方法测量，以保证抵消d或D接法侧的磁通。举例介绍5线制方法：如图4所示，测量Yd接法的变压器，Y接法侧的A、B、C三绕组分别对应d接法侧的a、b、c三绕组，当在d接法侧选择b绕组的两端分别连接恒流源的两极，在d接法绕组侧形成a、c绕组串连，b绕组与a、c绕组串连电路并连的电路，恒流源通电后b绕组中通过的电流量是a、c绕组中通过电流量的两倍，a绕组与c绕组中通过的电流量相等；则在Y接法侧选择B绕组对应的接线端为其中一测量端，A、C绕组对应的接线端连接后作为另一测量端，两测量端分别连接恒流源的两极，并保证电流方向在两侧绕组中分别产生方向相反的磁通。
如图1所示，一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统，包括一次绕组调节控制器6、二次绕组调节控制器7、一次绕组电压、电流测量设备4、二次绕组电压、电流测量设备5、一次绕组恒流源2、二次绕组恒流源3、总控制器1，一次绕组调节控制器6连接变压器8的一次绕组接线端，二次绕组调节控制器7连接变压器8的二次绕组接线端，一次绕组电压、电流测量设备4连接一次绕组调节控制器6的测量端口，二次绕组电压、电流测量设备5连接二次绕组调节控制器7的测量端口，一次绕组恒流源2连接一次绕组调节控制器6的电流输入端口，二次绕组恒流源3连接二次绕组调节控制器7的电流输入端口；总控制器1连接一次绕组调节控制器6、二次绕组调节控制器7、一次绕组电压、电流测量设备4、二次绕组电压、电流测量设备5、一次绕组恒流源2、二次绕组恒流源3的控制端口及数据传输端口；一次绕组调节控制器6与二次绕组调节控制器7可根据总控制器1控制信号搭建测量电路；一次绕组电压、电流测量设备4与二次绕组电压、电流测量设备5可测量绕组两端电压值及绕组中电流值。
如图2所示的实施例中，所述的一次绕组调节控制器6与二次绕组调节控制器7都设置有电流输入端口6-1、通断控制端口6-2、变压器接线连接端口6-3，电流输入端口6-1连接恒流源，通断控制端口6-2连接总控制器1控制端，变压器接线连接端口6-3连接变压器接线端；电流输入端口6-1通过通断开关6-4与各个变压器接线连接端口6-3连接，通断控制端口6-2可控制各个通断开关6-4的接通或断开。
实际测量时，根据图1连接测量系统，将变压器8的参数信息输入总控制器1，总控制器1控制一次绕组调节控制器6与二次绕组调节控制器7参照图3至图7的接线方式搭建测量电路；并参照上述一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法进行测量，测量完成后，一次绕组电压、电流测量设备4与二次绕组电压、电流测量设备5的测量结果输入总控制器1；总控制器1自动计算变压器8绕组电阻，并显示变压器8是否合格。当变压器8有多相绕组时，一次绕组调节控制器6与二次绕组调节控制器7自动切换测量电路，依次测量所有绕组。
图7为单相变压器测量电路，采用4线法测量，一、二次绕组中的电流分配关系为I1/I2=U2/U1。（I1为一次绕组电流值，I2为二次绕组电流值，U1为一次绕组额定电压，U2为二次绕组额定电压）。
图5为Yy接法变压器测量电路，Y/Y三相变压器，一次二次都采用星形连接，测量电阻时采用4线法测量，一、二次绕组中的电流分配关系为I1/I2=U2/U1。（I1为一次绕组电流值，I2为二次绕组电流值，U1为一次绕组额定电压，U2为二次绕组额定电压）。
图6为Dd接法变压器测量电路。△/△三相变压器，一次二次都采用三角形连接，测量电阻时采用4线法测量，一、二次绕组中的电流分配关系为I1/I2=U2/U1。（I1为一次绕组电流值，I2为二次绕组电流值，U1为一次绕组额定电压，U2为二次绕组额定电压）。
图4为Yd接法变压器测量电路。Y/△三相变压器一次绕组采用星形接法，二次绕组采用角形接法，这种类型的变压器一次绕组采用三线接法，二次绕组采用两线接法，一、二次绕组的电流分配关系为：（其中为一次绕组电流值，为二次绕组电流值，为一次绕组额定电压与二次绕组额定电压的比值）。
图3为Dy接法变压器测量电路。三相变压器一次绕组采用角形接法，二次绕组采用星形接法，这种类型的变压器二次绕组采用三线接法，一次绕组采用两线接法，一、二次绕组的电流分配关系为：（其中为二次绕组电流值，为一次绕组电流值，为一次绕组额定电压与二次绕组额定电压的比值）。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法及其测量系统且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，具体的是通过使用两个恒流源分别给一次绕组与二次绕组通电，使一次绕组与二次绕组绕组中的电流产生大小相等、正负方向相反的磁通，使总磁通为零，从而减少充放电时间，实现变压器直流电阻的快速测量，包括以下步骤：
A、根据变压器参数信息，确定变压器一次绕组与二次绕组电路的类型及匝数；
B、确定变压器一次绕组、二次绕组测量电路连接方式，并确定变压器一次绕组、二次绕组要施加的电流值；
C、根据步骤B中确定的测量电路连接方式分别将两恒流源连接到一次绕组与二次绕组的待测绕组上，搭建测量电路；调整两恒流源电流值并通电；
D、待一次绕组与二次绕组绕组中的电流稳定后测量绕组两端电压值、绕组中电流值，计算绕组电阻值，记录电阻值。
2.根据权利要求1所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，其特征在于：还包括步骤E：切换待测绕组重新搭建测量电路并测量。
3.根据权利要求1或2所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，其特征在于：所述的步骤C中两恒流源电流方向要保证一次绕组与二次绕组绕组产生方向相反、大小相等的磁通。
4.根据权利要求1或2所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，其特征在于：所述的测量电路，当在测量Yd或Dy接法的变压器时在Y或y接法侧的测量电路使用5线制方法测量，以保证抵消d或D接法侧的磁通。
5.根据权利要求1或2所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，其特征在于：所述的步骤C中两恒流源同时通电。
6.根据权利要求3所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的方法，其特征在于：所述的步骤C中两恒流源同时通电。
7.一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统，其特征是：包括一次绕组调节控制器（6）、二次绕组调节控制器（7）、一次绕组电压、电流测量设备（4）、二次绕组电压、电流测量设备（5）、一次绕组恒流源（2）、二次绕组恒流源（3）、总控制器（1），一次绕组调节控制器（6）连接变压器（8）的一次绕组接线端，二次绕组调节控制器（7）连接变压器（8）的二次绕组接线端，一次绕组电压、电流测量设备（4）连接一次绕组调节控制器（6）的测量端口，二次绕组电压、电流测量设备（5）连接二次绕组调节控制器（7）的测量端口，一次绕组恒流源（2）连接一次绕组调节控制器（6）的电流输入端口，二次绕组恒流源（3）连接二次绕组调节控制器（7）的电流输入端口；总控制器（1）连接一次绕组调节控制器（6）、二次绕组调节控制器（7）、一次绕组电压、电流测量设备（4）、二次绕组电压、电流测量设备（5）、一次绕组恒流源（2）、二次绕组恒流源（3）的控制端口及数据传输端口；一次绕组调节控制器（6）与二次绕组调节控制器（7）可根据总控制器（1）控制信号搭建测量电路；一次绕组电压、电流测量设备（4）与二次绕组电压、电流测量设备（5）可测量绕组两端电压值及绕组中电流值。
8.根据权利要求7所述的一种使用零磁通法测量变压器直流电阻的测量系统，其特征在于：所述的一次绕组调节控制器（6）与二次绕组调节控制器（7）都设置有电流输入端口（6-1）、通断控制端口（6-2）、变压器接线连接端口（6-3），电流输入端口（6-1）连接恒流源，通断控制端口（6-2）连接总控制器（1）控制端，变压器接线连接端口（6-3）连接变压器接线端；电流输入端口（6-1）通过通断开关（6-4）与各个变压器接线连接端口（6-3）连接，通断控制端口（6-2）可控制各个通断开关（6-4）的接通或断开。
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