CN105259488A - 500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，本测试平台用于检测高压并联电抗器匝间绝缘性，建立完善的电抗器匝间绝缘性能检测和判断标准。本测试平台包括变压模块、分压器、放电模型、罗戈夫斯基线圈、高压探头和示波器，将不同的待检测匝间绝缘缺陷模型放置于放电模型中，调节变压模块的电压，分压器测出待检测匝间绝缘缺陷模型被击穿时的电压，示波器监测和分析测量试验回路中的电压和电流波形，并与正常的匝间绝缘模型进行对比，从而建立电抗器匝间绝缘性能检测和判断标准，为电抗器故障检测提供对比标准，帮助技术人员快速确定故障原因。

Description

500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台

技术领域

本发明涉及电气设备检测技术领域，特别是涉及一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台。

背景技术

随着电网的大力发展，近年来电力平台内500kV高压并联电抗器数量也在不断增加。并联电抗器可用来削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高，也具有改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损的作用。国内外电抗器的运行经验和资料表明，各类电抗器的故障原因有很多，例如，铁芯漏磁、振动和噪音等，其中线圈匝间绝缘故障事故占大多数。

现有技术中，电抗器出现故障时，技术人员运用常规实验检测、在线和取样油色谱数据分析等手段对电抗器故障进行分析，必要时还需要吊罩解体分析。这一系列的检查并未对电抗器匝间绝缘故障进行有效的排查，只能从侧面反映电抗器的运行情况，反而还会浪费技术人员的时间和精力。

但是，对电抗器匝间绝缘故障进行有效排查的前提是，对电抗器匝间绝缘性能的检测和判断具有明确的考核标准。所以，搭建一个可靠的评估500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能的测试平台，来分析电抗器匝间绝缘的绝缘性，并建立完善的电抗器匝间绝缘性能的检测和判断标准是亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例中提供了一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，该平台通过测试获取不同程度的匝间绝缘缺陷的检测波形，建立完善的电抗器匝间绝缘性能的检测和判断标准，以解决现有技术中电抗器故障时，对比电抗器匝间绝缘性能的检测和判断标准，及时对电抗器匝间绝缘故障进行有效排查的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明公开了一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，包括：变压模块、分压器、放电模型、罗戈夫斯基线圈、高压探头和示波器；

所述变压模块与所述放电模型和罗戈夫斯基线圈串联连接，所述分压器与所述放电模型和罗戈夫斯基线圈并联连接，所述高压探头和示波器串联连接、且并联于所述放电模型的两端。

优选的，所述变压模块包括电源、接触式变压器和中间励磁变压器，所述电源分别与所述接触式变压器和中间励磁变压器连接，且所述接触式变压器连接所述中间励磁变压器。

优选的，所述500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台还包括保护电阻，所述保护电阻串联于所述变压模块与所述放电模型之间。

优选的，所述放电模型设置为带试验电极的钢化玻璃油槽。

优选的，所述放电模型还包括待检测匝间绝缘缺陷模型，所述待检测匝间绝缘缺陷模型设置于所述带试验电极的钢化玻璃油槽内。

优选的，所述带试验电极的钢化玻璃油槽的长、宽、高分别设置为520mm、340mm、450mm。

优选的，所述电源为不小于10KVA容量、工频380V的三相交流电源。

优选的，所述接触式变压器为输入和输出额定电压分别为380V的手动或自动可调变压器。

本发明的有益效果包括：本检测平台用来采集模拟不同情况下的匝间绝缘缺陷的波形监测和分析结果，并将采集结果进行储存作为匝间绝缘故障检测和判断标准，便于快速确定匝间绝缘故障情况。根据储存的对比标准，该检测平台也可用来对新电抗器进行检测，检测电抗器匝间绝缘是否符合使用标准，以及是否存在匝间绝缘缺陷，做好新电抗器使用前的检查工作。

在电抗器出现故障时第一时间对电抗器匝间绝缘性能进行检测，在对电压和电流波形进行检测和对比分析后，确认故障是否由匝间绝缘引起，例如线圈绝缘对地击穿、匝间绝缘短路等。如果是，则可进行故障修复，如果不是，那么便可排除匝间绝缘故障，进行下一步检测，确认真正的故障所在。另外，本检测平台的检测结果也可用于辅助电抗器故障的分析，帮助技术人员快速定位电抗器故障原因，加快工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台结构示意图；

图1中，符号表示：

1-变压模块，2-分压器，3-放电模型，4-罗戈夫斯基线圈，5-高压探头，6-示波器，7-接触式调压器，8-中间励磁变压器，9-电源，10-保护电阻。

具体实施方式

本发明实施例提供一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能的测试平台。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

以上是本发明的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，为本发明实施例提供的一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能的测试平台结构示意图。

本发明提供的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台包括：变压模块1、分压器2、放电模型3、罗戈夫斯基线圈4、高压探头5和示波器6。变压模块1与放电模型3和罗戈夫斯基线圈4串联连接，分压器2与放电模型3和罗戈夫斯基线圈4并联连接，高压探头5和示波器6串联连接、且并联于放电模型3的两端。

变压模块1包括电源9、接触式调压器7和中间励磁变压器8。电源9分别与接触式调压器7和中间励磁变压器8连接，且接触式调压器7连接中间励磁变压器8。其中，电源9为不小于10kVA容量的工频(50Hz)380V三相交流电源9，并配备相应的漏电保护，为测试回路提供安全可靠的的试验来源。电源9输入至接触式调压器7，输入和输出额定电压均为380V的手动和自动可调的变压器，为测试回路提供连续可调稳定的输入电压。中间励磁变压器8，输入和输出额定电压分别为380V/430V/50kV/75kV，为匝绝缘检测提供高压试验电源。

分压器2，并联在放电模型3和罗戈夫斯基线圈4两端，为高压试验提供监测试验电压的功能，并附测量表头能够自动记录击穿时的试验电压值。

放电模型3为长520mm、宽340mm和高450mm的带试验电极的钢化玻璃油槽。

罗戈夫斯基线圈4，输入电流5A～100kA、输出0～20mA0～5V0～10V、频带相应0～3MHz，测量放电模型3在高压试验电压下的电流参数。

高压探头5，监测高压回路的试验电压波形，信号转换后输入至示波器6进行监测。

示波器6，四通道、150/100/70MHz频宽、取样率1GSa/s和25GSa/s、电压2mV～10V，为不同放电模型3下匝间绝缘试验监测和分析电压和电流波形。

测试原理：工频380V三相交流电源供给输入接触式调压器7，通过调节接触式调压器7控制中间励磁变压器8的输出电压，中间励磁变压器8施加到放电模型3上，并通过分压器2的测量表头监测试验击穿时的试验电压值，同时采用罗戈夫斯基线圈4和高压探头5分别测量试验回路的电流和电压经信号转换后输入至示波器6进行波形监测和分析。

为了防止匝间绝缘高压试验击穿后形成的反击打坏示波器6，在变压模块1与放电模型3之间串联连接有保护电阻10，保护电阻10的阻抗值为100kΩ。

另外，本发明还包括待检测匝间绝缘缺陷模型，本检测平台包括以下四种：

①正常导线间的匝间绝缘模型；

②导线间有5mm垫块的匝间绝缘模型；

③导线间有毛刺的匝间绝缘模型；

④导线间破损面积约1cm²的匝间绝缘模型。

但是，上述四种模型不应当作为本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据实际需要可选择其他缺陷模型，其均应当落入本发明的保护范围之内。

测试流程：

按照测试原理完成试验的正确连线，变压模块1与放电模型3和罗戈夫斯基线圈4串联连接，分压器2与放电模型3和罗戈夫斯基线圈4并联连接，高压探头5和示波器6串联连接、且并联于放电模型3的两端。

分别取四种待检测匝间绝缘缺陷模型放置于带试验电极的钢化玻璃油槽中进行试验；

记录不同模型下的匝间绝缘击穿电压值、电流波形和电压波形；

分析不同待检测匝间绝缘缺陷模型击穿时的电压和电流波形，以及与正常的匝间绝缘模型下的对比，并储存形成判断匝间绝缘缺陷的判断标准和对比标准，判断在何种缺陷条件下对匝间绝缘性能的影响最大。

现实情况中，以带有毛刺的匝间绝缘缺陷为例。当电抗器出现故障时，将解体后分离出的部分带有毛刺的匝间绝缘样本带回实验室，运用本测试平台进行试验，并与模拟的带有毛刺的同批次匝间绝缘样本及正常的同批次样本的正常匝间绝缘进行对比，通过采集数据的分析找出解体部分带有毛刺的匝间绝缘缺陷样本对应的故障分类情况，从而确定匝间绝缘故障的原因。

本测试平台的测试结果可结合常规的电气试验数据、出厂或检查交接的特殊试验数据(如：局放和耐压试验数据)、日常的在线监测色谱数据或现场取油样试验数据等进行综合分析。从而，辅助判断是否需要进一步的吊罩检查，并且，如果设备确实发生了故障，也可以辅助分析设备故障。如果经过检测，电抗器故障不是由匝间绝缘故障引起的，则可排除匝间绝缘故障的原因，进行其他检测。

由于在电网平台内，长距输电产生的损耗随着电压等级越高会越来越小，对于云网来说，主网主要为500kV、220kV和110kV，所以综合电网运营的各方面考虑只在500kV侧安装了高压并联电抗器，一方面可降低线路对侧的荣升，另一方面可以补偿长距离输电带的无功补偿且降低高压母线工频稳态高压。所以，本发明提供的匝间绝缘检测平台主要用于500kV高压并联电抗器匝间绝缘。

由上述描述可知，本测试平台用于检测高抗器匝间绝缘性能测试，通过对不同匝间绝缘缺陷模型的测试，建立完善的电抗器匝间绝缘性能检测和判断标准。所以，该测试平台可用于高压并联电抗器制造厂家研究出性能更好的线圈，同时也可以应用于从事500kV高压并联电抗器研究、运行及维护等单位中。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，包括：变压模块(1)、分压器(2)、放电模型(3)、罗戈夫斯基线圈(4)、高压探头(5)和示波器(6)；

所述变压模块(1)与所述放电模型(3)和罗戈夫斯基线圈(4)串联连接，所述分压器(2)与所述放电模型(3)和罗戈夫斯基线圈(4)并联连接，所述高压探头(5)和示波器(6)串联连接、且并联于所述放电模型(3)的两端。

2.根据权利要求1所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述变压模块(1)包括电源(9)、接触式调压器(7)和中间励磁变压器(8)，所述电源(9)分别与所述接触式调压器(7)和中间励磁变压器(8)连接，且所述接触式调压器(7)连接所述中间励磁变压器(8)。

3.根据权利要求1所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台还包括保护电阻(10)，所述保护电阻(10)串联于所述变压模块(1)与所述放电模型(3)之间。

4.根据权利要求1所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述放电模型(3)设置为带试验电极的钢化玻璃油槽。

5.根据权利要求4所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述放电模型(3)还包括待检测匝间绝缘缺陷模型，所述待检测匝间绝缘缺陷模型设置于所述带试验电极的钢化玻璃油槽内。

6.根据权利要求4所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述带试验电极的钢化玻璃油槽的长、宽、高分别设置为520mm、340mm、450mm。

7.根据权利要求2所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述电源(9)为不小于10KVA容量、工频380V的三相交流电源。

8.根据权利要求2所述的500kV高压并联电抗器匝间绝缘性能测试平台，其特征在于，所述接触式调压器(7)为输入和输出额定电压分别为380V的手动或自动可调变压器。