CN109375022A - 一种用于试验特高压变压器空、负载的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于试验特高压变压器空、负载的系统及方法，属于高电压试验技术领域。本发明系统包括：试验电源、所述试验电源输出测试电压和测试电流至被试品；控制模块、所述控制模块控制试验电源产生可控电源对数据采集模块输出采集命令，控制系统运行、集中测量、数据处理和安全监控；数据采集模块；所述数据采集模块采集试验数据及系统各模块运行电气量并传输给控制模块，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差。本发明可以直接在现场测量特高压交流变压器和特高压换流变压器的空载损耗和负载损耗。空载损耗测量试验中可向被试变压器施加100％额定电压，负载损耗测量试验中可向被试变压器施加50％额定电流。

Description

一种用于试验特高压变压器空、负载的系统及方法

技术领域

本发明涉及高电压试验技术领域，并且更具体地，涉及一种用于试验特高压变压器空、负载的系统及方法。

背景技术

随着特高压工程建设的深入开展，解体式特高压交流变压器已实现工程应用，解体式换流变压器也即将实现工程应用。

因解体式变压器要在变压器厂家完成变压器的生产和试验，通过出厂试验后再解体运输至现场再重新组装，在这个过程中，涉及拆卸、运输、组装等环节较多，容易造成质量隐患，如运输时铁芯、绕组可能会出现位移、变形或受潮的情况，在现场组装时柱间引线的二次对焊以及组装时的偏差控制可能会出现问题，增加质量隐患类型。

空载损耗试验是检查变压器铁芯的重要手段，负载损耗试验可用于检查变压器线圈及周围结构件。但由于解体式特高压变压器空、负载损耗较大，对现场试验条件要求高，因此需要对现场试验装置进行改进设计。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种用于试验特高压变压器空、负载的系统，所述系统包括：

试验电源、所述试验电源输出测试电压和测试电流至被试品；

控制模块、所述控制模块控制试验电源产生可控电源对数据采集模块输出采集命令，控制系统运行、集中测量、数据处理和安全监控；

数据采集模块；所述数据采集模块采集试验数据及系统各模块运行电气量并传输给控制模块，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差。

可选的，试验电源包括：

三相10kV电源，所述三相10kV电源为大容量变频电源供电并传输至大容量变频电源；

大容量变频电源，所述大容量变频电源接收供电经转化输出20-200Hz可调的单相电压并传输至试验变压器；

试验变压器，所述试验变压器将大容量变频电源输出的电压升压至110kV并传输至滤波器和无功补偿电容器组；

滤波器，所述滤波器对空载试验时的电压波形进行滤波，滤除三次、五次和七次谐波；

无功补偿电容器组，所述无功补偿电容器组在负载试验时进行无功补偿，提高变频电源和试验变压器的功率因数。

可选的，大容量变频电源最大容量3MW，可产生电压在0～10kV、频率在20～200Hz范围内的单相可控电源。

可选的，数据采集模块包括：

电流互感器，所述电流互感器采集流过试品的电流；

电压互感器，所述电压互感器采集施加在试品两端的电压；

功率分析仪，所述功率分析仪采集电压和电流互感器的信号，计算视在功率、有功功率、无功功率和功率因数参数。请补充上述装置都做了什么工作。

可选的，功率分析仪为norma 5000型功率分析仪。

本发明还提出了一种用于试验特高压变压器空、负载的方法，本发明方法包括：

控制模块控制试验电源产生可控电源，试验电源产生可控电源，并输入被试品特高压变压器，控制模块输出采集命令到数据采集模块；

当数据采集模块收到采集命令后，采集试验电源和被试品特高压变压器实验数据和运行电气量，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差，并将采集的试验数据和电气运行量传输至控制模块；

控制模块对接收的试验数据和电气运行量进行处理，获取被试品空、负载损耗量。

本发明可以直接在现场测量特高压交流变压器和特高压换流变压器的空载损耗和负载损耗。空载损耗测量试验中可向被试变压器施加100％额定电压，负载损耗测量试验中可向被试变压器施加50％额定电流。

附图说明

图1为本发明一种用于试验特高压变压器空、负载的系统结构图；

图2为本发明一种用于试验特高压变压器空、负载的系统空载损耗试验接线图；

图3为本发明一种用于试验特高压变压器空、负载的系统负载损耗试验高压-中压损耗测量接线图；

图4为本发明一种用于试验特高压变压器空、负载的方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提供了一种用于试验特高压变压器空、负载的系统，如图1所示，系统包括：

试验电源、所述试验电源输出测试电压和测试电流至被试品；

试验电源包括：

三相10kV电源，所述三相10kV电源为大容量变频电源供电并传输至大容量变频电源；

大容量变频电源，所述大容量变频电源接收供电经转化输出20-200Hz可调的单相电压并传输至试验变压器；大容量变频电源最大容量3MW，可产生电压在0～10kV、频率在20～200Hz范围内的单相可控电源。

试验变压器，所述试验变压器将大容量变频电源输出的电压升压至110kV并传输至滤波器和无功补偿电容器组；

滤波器，所述滤波器对空载试验时的电压波形进行滤波，滤除三次、五次和七次谐波；

无功补偿电容器组，所述无功补偿电容器组在负载试验时进行无功补偿，提高变频电源和试验变压器的功率因数。

控制模块、所述控制模块控制试验电源产生可控电源对数据采集模块输出采集命令，控制系统运行、集中测量、数据处理和安全监控，其中，安全监控为试验电源为避免接线错误或试品绕组存在短路的情况而造成过电流，设置了输出电流保护值，检测到输出电流超过保护值后，控制模块切断输入和输出；

数据采集模块；所述数据采集模块采集试验数据及系统各模块运行电气量并传输给控制模块，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差。

数据采集模块包括：

电流互感器，所述电流互感器采集流过试品的电流；

电压互感器，所述电压互感器采集施加在试品两端的电压；

功率分析仪，所述功率分析仪采集电压和电流互感器的信号，计算视在功率、有功功率、无功功率和功率因数参数。请补充上述装置都做了什么工作。功率分析仪为norma5000型功率分析仪。

如图2所示，解体式变压器现场空载试验考虑从低压侧加压，采用双端加压方式，进行空载试验时不使用无功补偿电容器组，直接由变频电源经试验变压器升压后加到被试变压器上。考虑到在接近额定电压时，被试变压器励磁电压波形存在谐波，因此在试验变压器之后接滤波器。

VF-大功率高压变频调压试验电源；Ts-试验变压器；T-被试变压器；FILTER-空载滤波器；TA、TA1-电流互感器；TV1、TV2-电压互感器；A1-谐波滤波支路电流监测；W、V、A-功率及谐波分析仪的功率、电压、电流测量单元。

如图3所示，解体式变压器现场负载试验需要分别测量低压-高压、低压-中压、中压-高压的负载损耗，采用双端加压方式，接无功补偿电容器组，不加滤波器。

本发明还提供了一种用于试验特高压变压器空、负载的方法，如图4所示，方法包括：

控制模块控制试验电源产生可控电源，试验电源产生可控电源，并输入被试品特高压变压器，控制模块输出采集命令到数据采集模块；

当数据采集模块收到采集命令后，采集试验电源和被试品特高压变压器实验数据和运行电气量，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差，并将采集的试验数据和电气运行量传输至控制模块；

控制模块对接收的试验数据和电气运行量进行处理，获取被试品空、负载损耗量。

本发明可以直接在现场测量特高压交流变压器和特高压换流变压器的空载损耗和负载损耗。空载损耗测量试验中可向被试变压器施加100％额定电压，负载损耗测量试验中可向被试变压器施加50％额定电流。

Claims (6)

1.一种用于试验特高压变压器空、负载的系统，所述系统包括：

试验电源、所述试验电源输出测试电压和测试电流至被试品；

控制模块、所述控制模块控制试验电源产生可控电源对数据采集模块输出采集命令，控制系统运行、集中测量、数据处理和安全监控；

数据采集模块；所述数据采集模块采集试验数据及系统各模块运行电气量并传输给控制模块，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差。

2.根据权利要求1所述的系统，所述的试验电源包括：

三相10kV电源，所述三相10kV电源为大容量变频电源供电并传输至大容量变频电源；

大容量变频电源，所述大容量变频电源接收供电经转化输出20-200Hz可调的单相电压并传输至试验变压器；

试验变压器，所述试验变压器将大容量变频电源输出的电压升压至110kV并传输至滤波器和无功补偿电容器组；

滤波器，所述滤波器对空载试验时的电压波形进行滤波，滤除三次、五次和七次谐波；

无功补偿电容器组，所述无功补偿电容器组在负载试验时进行无功补偿，提高变频电源和试验变压器的功率因数。

3.根据权利要求2所述的系统，所述的大容量变频电源最大容量3MW，可产生电压在0～10kV、频率在20～200Hz范围内的单相可控电源。

4.根据权利要求1所述的系统，所述的数据采集模块包括：

电流互感器，所述电流互感器采集流过试品的电流；

电压互感器，所述电压互感器采集施加在试品两端的电压；

功率分析仪，所述功率分析仪采集电压和电流互感器的信号，计算视在功率、有功功率、无功功率和功率因数参数。请补充上述装置都做了什么工作。

5.根据权利要求4所述的系统，所述的功率分析仪为norma 5000型功率分析仪。

6.一种用于试验特高压变压器空、负载的方法，所述方法包括：

控制模块控制试验电源产生可控电源，试验电源产生可控电源，并输入被试品特高压变压器，控制模块输出采集命令到数据采集模块；

当数据采集模块收到采集命令后，采集试验电源和被试品特高压变压器实验数据和运行电气量，所述试验数据包括试验电流、试验电压及电压电流相位差，并将采集的试验数据和电气运行量传输至控制模块；

控制模块对接收的试验数据和电气运行量进行处理，获取被试品空、负载损耗量。