CN108037430A

CN108037430A - 一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统

Info

Publication number: CN108037430A
Application number: CN201711139039.1A
Authority: CN
Inventors: 郭晨鋆; 颜冰; 钟剑明; 彭庆军; 刘光祺; 钱国超; 邹德旭; 翟兵
Original assignee: Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd
Current assignee: Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-05-15

Abstract

本申请涉及电力系统配网电气设备高压试验技术领域，具体涉及一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统。现有的系统需要重复试验接线，增加试验工作量，同时由于单相加压时测量的局部放电情况与配电变压器实际运行时不同，使得试验结果出现偏差。本申请提供一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统，包括信号处理单元和信号监测单元；信号处理单元包括依次连接的电源模块、工频滤波器、隔离变压器、变频电源柜、高频滤波器和励磁变压器；信号监测单元包括相互连接的耦合电容模块、检测阻抗模块和局部放电仪。实现对10kV配电变压器低压供电，高压三相同时监测局部放电信号的试验方法，节约了单相多次试验的时间，使得试验结果更加准确。

Description

一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统

技术领域

本申请涉及电力系统配网电气设备高压试验技术领域，具体涉及一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统。

背景技术

对用户供电，包括对普通工业用户、居民照明、商业、办公区的供电，10kV配电网是非常合适的电压等级，我国普遍采用10kV电压等级向用户供电。10kV城市配电网是整个电网中规模最大，涉及面积最广的部分，10kV配电网已成为电力系统供电能力、电能、质量、供电可靠性等重要指标的最终体现。

局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电。局部放电试验的目的是发现设备结构和制造工艺的缺陷。如：绝缘内部局部电场强度过高；金属部件有尖；绝缘混入杂质或局部带有缺陷产品内部金属接地部件之间、导电体之间电气连接不良等，以便消除这些缺陷，防止局部放电对绝缘造成破坏。

通过配电变压器的局部放电试验来考核其制造水平和工艺质量，现有配电变压器的局部放电试验大都采用传统的单相加压逐相测量系统，但是这种系统需要重复试验接线，增加试验工作量，同时由于单相加压时测量的局部放电情况与配电变压器实际运行时不同，使得试验结果出现偏差。

发明内容

本发明的目的是为了解决通过配电变压器的局部放电试验来考核其制造水平和工艺质量，现有配电变压器的局部放电试验大都采用传统的单相加压逐相测量方法，但是这种方法需要重复试验接线，增加试验工作量，同时由于单相加压时测量的局部放电情况与配电变压器实际运行时不同，使得试验结果出现偏差的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统，包括信号处理单元和信号监测单元；

所述信号处理单元包括依次连接的电源模块、工频滤波器、隔离变压器、变频电源柜、高频滤波器和励磁变压器；所述信号监测单元包括相互连接的耦合电容模块、检测阻抗模块和局部放电仪，所述耦合电容模块包括三支并联的耦合电容器，所述检测阻抗模块包括三个检测阻抗。

可选地，所述局部放电仪包括四个测量通道。

可选地，所述电源模块包括380V电源。

可选地，所述信号包括电压信号和局部放电信号。

可选地，所述励磁变压器与被测变压器低压侧相连接，所述三支并联的耦合电容器与被测变压器高压侧相连接。

可选地，所述变频电源柜变频后输出电压信号包括3倍工频电压信号。

本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请通过将被测变压器分别与信号处理单元和信号监测单元相连接，通过信号处理单元得到稳定的电压信号和局部放电信号，同时通过信号监测单元对电压信号和局部放电信号进行检测，实现对10kV配电变压器低压供电，高压三相同时监测局部放电信号的试验方法，节约了单相多次试验的时间，并考核了相间绝缘性能，使得试验结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统示意图；

图2为本发明实施例中局部放电试验加压程序示意图；

图1～2中的符号表示为：

1-信号处理单元，2-信号监测单元，3-电源模块，4-工频滤波器，5-隔离变压器，6-变频电源柜，7-高频滤波器，8-励磁变压器，9-耦合电容模块，10-检测阻抗模块，11-局部放电仪，12-被测变压器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

下面通过实施例，对本申请的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1，本发明实施例提供一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统，包括信号处理单元1和信号监测单元2；

所述信号处理单元1包括依次连接的电源模块3、工频滤波器4、隔离变压器5、变频电源柜6、高频滤波器7和励磁变压器8；所述信号监测单元2包括相互连接的耦合电容模块9、检测阻抗模块10和局部放电仪11，所述耦合电容模块9包括三支并联的耦合电容器，所述检测阻抗模块10包括三个检测阻抗。

可选地，所述局部放电仪11包括四个测量通道。

可选地，所述电源模块3包括380V电源。

可选地，所述信号包括电压信号和局部放电信号。

可选地，所述励磁变压器8与被测变压器12低压侧相连接，所述三支并联的耦合电容器与被测变压器12高压侧相连接。

可选地，所述变频电源柜6变频后输出电压信号包括3倍工频电压信号。

因10kV干式变压器(10kV配电变压器的其中一种)局部放电试验时要求的背景局部放电不超过10pC，试验采用三相交流380V电源供电，经工频滤波器4对电源模块3滤波后输入隔离变压器5，进行滤波和隔离降低背景局部放电；

隔离变压器5输出至变频电源柜6，由变频电源柜6变频后输出多倍频(通常为3倍工频)电压至高频滤波器7，再次滤波后输出至励磁变压器8，最后通过励磁变压器8输出至被测变压器12；

被测变压器12的高压侧三相并联3支耦合电容器，实现电压和局部放电信号同时监测；

局部放电信号通过三个检测阻抗后接入局部放电测试仪11的对应通道便于信号观测和分析；

完成试验接线后，升压试验前应进行背景局部放电信号校准，确认测量的局部放电信号的真实可靠。

整套试验系统包括380V电源、工频滤波器4、隔离变压器5、变频电源柜6、高频滤波器7、励磁变压器8、耦合电容模块9、检测阻抗模块10、局部放电仪11，各设备具体功能为：

工频滤波器4用于滤出交流380V电源中的工频干扰，提升波形质量；

隔离变压器5用于对交流380V电源进行隔离处理，进一步降低工频干扰；

变频电源柜6用于实现对电源电压和电流的变频、输出调节和监测；

高频滤波器7用于对倍频电压和电流进行高次谐波频率的过滤，滤出高频信号的干扰；

励磁变压器8用于可实现对不同联结组别的10kV配电变压器的低压加压；

耦合电容器模块9用于集成分压器和耦合电容器功能于一体，可同时满足电压监测和局部放电信号监测；

检测阻抗模块10用于脉冲电流法测量局部放电的必备配件之一，可实现瞬时局部放电的脉冲电流在检测阻抗上产生压降，反馈至局部放电仪进行分析；

局部放电仪11用于将多个监测通道的局部放电电信号转换为数字信号，并经数据处理后呈现为椭圆形或正弦波形的图谱进行分析。

电压计算

针对某厂型号SGB10-1600-10/0.4 10kV干变，依据国标GB 1094.11-2007《电力变压器第11部分干式变压器》的技术要求，Ur为额定电压10kV，则预加电压U_1＝1.8U_r＝18kV，持续30s后降至试验电压U_2＝〖1.3U〗_r，持续3min进行局部放电测量，要求局部放电量不大于10pC，试验程序参见图2。

根据试验设备参数及试验计算结果，干变额定档变比K_1＝10000/400＝25、励磁变压器8变比K_2＝800/310＝2.62，测量绕组变比K_3＝3。

(1)预加电压U_1为线电压，则U_1下三相分压器测量的各相对地电压U^'＝U_1/√3＝18/√3＝10.4kV，试验电压U_2下三相分压器测量的各相对地电压U^”＝U_2/√3＝13/√3＝7.5kV。

(2)预加电压U_1下，干变低压输入线电压U_ab＝U_bc＝U_ca＝U_1/K_1＝18000/25＝720V；试验电压U_2下，干变低压输入线电压U_ab＝U_bc＝U_ca＝U_2＝U_2/K_1＝13000/25＝520V。

(3)预加电压U_1下，变频电源柜6输出线电压U_ab^'＝U_ab^'＝U_ab^'＝U_ab/K_2＝720/2.62＝274V,相对地电压U_ao^'＝U_bo^'＝U_co^'＝(U_ab^')/√3＝274/√3＝158.2V；试验电压U_2下，变频电源柜6输出线电压U_ab^”＝U_bc^”＝U_ac^”＝U_ab/K_2＝520/2.62＝198V，相对地电压U_ao^”＝U_bo^”＝U_co^”＝(U_ab^')/√3＝198/√3＝114.3V。

(4)预加电压U_1下，变频电源控制箱高压侧监测电压U_ab^”'＝U_bc^”'＝U_ac^”'＝(U_ab^')/K_3*K_1＝274/3*25＝2.28kV；试验电压U_2下，变频电源控制箱高压侧监测电压U_ab^””＝U_bc^””＝U_ac^””＝(U_ab^”)/K_3*K_1＝198/3*25＝1.65kV。

信号分析

本次三相局部放电试验采用了两组滤波器，一组为电源进线处安装的三相工频滤波器，将电源合闸前背景18.3pC降至12.7pC。另一组为高频滤波器，将合闸后背景12.7pC降低至4.69pC，达到试验标准要求的10pC以内。

电源合闸后三相背景分别是4.69pC、3.85pC、4.11pC；1.3U_r试验电压下局部放电量监测的三相局部放电量分别是：9.35pC、8.75pC、9.02pC，均小于规程要求的10pC，干变三相局部放电试验合格。

本申请通过将被测变压器12分别与信号处理单元和信号监测单元相连接，通过信号处理单元得到稳定的电压信号和局部放电信号，同时通过信号监测单元对电压信号和局部放电信号进行检测，实现对10kV配电变压器低压供电，高压三相同时监测局部放电信号的试验方法，节约了单相多次试验的时间，并考核了相间绝缘性能，使得试验结果更加准确。

以上所述仅是本发明实施例的具体实施方式，使本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的技术方案，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种10kV配电变压器三相局部放电试验系统，其特征在于，包括信号处理单元(1)和信号监测单元(2)；

所述信号处理单元(1)包括依次连接的电源模块(3)、工频滤波器(4)、隔离变压器(5)、变频电源柜(6)、高频滤波器(7)和励磁变压器(8)；所述信号监测单元(2)包括相互连接的耦合电容模块(9)、检测阻抗模块(10)和局部放电仪(11)，所述耦合电容模块(9)包括三支并联的耦合电容器，所述检测阻抗模块(10)包括三个检测阻抗。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述局部放电仪(11)包括四个测量通道。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源模块(3)包括380V电源。

4.如权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述信号包括电压信号和局部放电信号。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述励磁变压器(8)与被测变压器(12)低压侧相连接，所述三支并联的耦合电容器与被测变压器(12)高压侧相连接。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述变频电源柜(6)变频后输出电压信号包括3倍工频电压信号。