CN110208725A - 一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，包括如下步骤：步骤1：对所述变压器铁心进行充分退磁，测量退磁后变压器的绕组变形曲线并作为存档曲线；步骤2：对所述变压器测量绕组变形曲线，与存档曲线进行对比判断变压器铁心有无剩磁，若两条曲线在低频段完全重合，则说明变压器铁心无剩磁，反之则变压器铁心有剩磁。本发明操作方便且判据简单、明确，效率高，能有效、快速判断电力变压器铁心是否存在剩磁。

Description

一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体是一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法。

背景技术

我国幅员辽阔，能源资源与能源需求的逆向分布客观决定了我国需要远距离、大容量电能传输技术，高压直流输电由于其独特的优点在远距离输电中起着重要的作用。从1989年葛洲坝-南桥我国第一个跨大区、跨系统、超高压、大容量、远距离的直流输电工程开始，直流输电技术在我国得到不断发展，截至目前跨区直流输送容量已超过50GVA，我国交直流互联大电网的格局已基本形成。

随着交直流输电技术的快速发展，部分影响运行的问题逐渐暴露出来。当新建变电站主变投入或变压器检修后重新投入时，合空载变压器会出现较大励磁涌流，对交直流电网产生重要影响。

剩磁是导致变压器产生励磁涌流的主要因素之一。对于变压器这种具有封闭铁磁材料铁心结构的器件，在直流电阻测试、空载试验等试验项目后和切除运行的过程中，由于铁磁材料的磁滞特性，铁心中将存在剩磁。变压器设计时，一般将磁通密度设计在磁化曲线的膝点，剩磁如果不进行处理，在变压器轻载或者空载的情况下通电，合闸时铁心中的剩磁若与变压器新建立的磁通方向一致，将加速铁心的饱和，导致铁心进入饱和区甚至深度饱和区，由于铁磁材料磁化曲线的特性，铁心饱和后磁通的继续增大将引起励磁电流急剧增加，从而导致励磁涌流的产生，涌流的值可达正常稳态运行电流的几倍或几十倍。过大的励磁涌流将产生较大的电动力，引起主变线圈、器身振动形成油流涌动，致使电力变压器内部的油液面波动增大，触发重瓦斯动作，多次的大电流冲击还可能引起绕组固定物松动从而导致变压器绕组变形甚至导致损坏。过大的励磁涌流还会导致电力变压器输入电流与输出电流相差较大，引起差动保护误动作。特别是在当今交直流互联电网中，交流电网变压器空载合闸产生的励磁涌流还将导致直流电网谐波保护误动作、换相失败等。

为了减少励磁涌流的影响，必须掌握变压器空载合闸前的剩磁状况，最好是在变压器空载合闸前消除剩磁。目前，常用的变压器剩磁消除手段有交流退磁法和直流退磁法，这两种方法在实际应用中均取得了良好的效果，但并没有形成规范化的去磁标准，无法评估去磁效果，只能凭借经验判断，可能导致退磁后变压器铁心内仍然存在较大剩磁。因此，需要提供一种有效判断变压器铁心是否存在剩磁的方法，从而为电力变压器铁心退磁效果提供决策依据。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，该方法操作方便且判据简单、明确，效率高，能有效、快速判断电力变压器铁心是否存在剩磁。

一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，包括如下步骤：

步骤1：对所述变压器铁心进行充分退磁，测量退磁后变压器的绕组变形曲线并作为存档曲线；

步骤2：对所述变压器测量绕组变形曲线，与存档曲线进行对比判断变压器铁心有无剩磁，若两条曲线在低频段完全重合，则说明变压器铁心无剩磁，反之则变压器铁心有剩磁。

进一步的，所述步骤1中所述存档曲线在出厂试验长时空载试验后或现场长时感应电压带局部放电测量试验后测量。

进一步的，所述步骤1中所述绕组变形曲线的测量频带为20Hz～1MHz，所述步骤2中绕组变形曲线的低频段为20Hz～1kHz。

进一步的，所述变压器绕组变形曲线测试时分接开关应置于同一档，一般设置为1档，对于单相变压器，步骤1和步骤2测量的均为同一绕组的绕组变形曲线，绕组变形曲线测量时信号从被试绕组尾端注入，首端测量，非被试绕组的尾端接地、首端悬空；对于三相变压器，步骤1和步骤2测量的绕组变形曲线应是同一绕组同一相的测量结果，曲线对比也应针对同一绕组同一相的测量结果进行，测量时信号从被试绕组被试相尾端注入，首端测量，非被试绕组中性点(绕组为星形连接)或B相(绕组为三角形连接)接地，其它端子悬空。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明适用于判断110kV及以上电压等级三相和单相电力变压器铁心是否存在剩磁；

2、变压器投运前，只需测量一次绕组变形曲线即可判断变压器铁心是否存在剩磁，操作简单，判据清晰；

3、本发明明确了变压器绕组变形试验的接线方式和分接开关位置，避免了测试时因试验接线和分接开关位置的不同对绕组变形试验结果的影响。

附图说明

图1是本发明判断电力变压器铁心有无剩磁的方法的流程图；

图2是本发明实施例中变压器绕组变形试验的存档曲线和测试曲线(20Hz～1MHz)；

图3是本发明实施例中变压器存档曲线和测试曲线低频段对比(20Hz～1kHz)。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明采用如下技术原理：

电力变压器铁心剩磁虽无法直接测量，但剩磁引起的变压器部分试验结果的变化却是可以直接测量的。当变压器存在剩磁时，变压器励磁电感减小，因此与励磁电感相关的绕组变形试验会受变压器剩磁影响。变压器绕组变形试验依据DL/T911-2016《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》扫频频率为1kHz～1MHz。剩磁对变压器的影响主要是励磁电感的减小，在中高频段，铁心失去作用，因此剩磁对绕组频响曲线的主要影响应该位于低频段。若进一步将扫描频率减小，可以预见剩磁对绕组频响曲线的影响将会更大。理论和实践经验均表明：变压器绕组频响曲线在20Hz～1kHz有一个谐振点，剩磁越大，谐振点有向较高频段平移的趋势。因此，变压器剩磁大小与低频段(20Hz～1MHz)的谐振点频率存在单调对应关系。

请参阅图1，本发明实施例提供一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，将电力变压器的绕组变形曲线与存档曲线进行对比，通过对比二者低频段是否重合判断电力变压器铁心是否存在剩磁；具体步骤为：

1：对所述变压器铁心进行充分退磁，测量退磁后变压器的绕组变形曲线并作为存档曲线；

2：对所述变压器测量绕组变形曲线，与存档曲线进行对比判断变压器铁心有无剩磁，若两条曲线在低频段完全重合，则说明变压器铁心无剩磁，反之则变压器铁心有剩磁。

本实施例采用如图1所示的流程判断一台±800kV高端Y/Y换流变压器是否存在剩磁，该变压器为单相双绕组变压器。

绕组变形测试仪关键参数如下：

1、频响分析方式：连续扫频；

2、频率范围：1Hz～10MHz；

3、动态范围：>-120dB

4、准确度：在-100dB时，准确度为±0.5dB。

换流变压器现场完成局部放电试验后，对阀侧绕组进行了绕组变形测试，测试仪器采用FRAX101，测试时网侧绕组尾端1.2接地，网侧绕组首端1.1悬空，信号从阀侧绕组尾端2.2注入，首端2.1测量，扫描频率为20Hz～1MHz，测得的绕组变形曲线如图2中曲线1所示，该曲线作为存档曲线。

换流变压器投运前，对阀侧绕组再次进行绕组变形测试，测试仪器采用FRAX101，测试时网侧绕组尾端1.2接地，网侧绕组首端1.1悬空，信号从阀侧绕组尾端2.2注入，首端2.1测量，扫描频率为20Hz～1MHz，测得的绕组变形曲线如图2中曲线2所示，该曲线作为测试曲线。

如图3所示，将存档曲线和测试曲线的低频段(20Hz～1kHz)进行对比，可以看出二者存在明显不同，存档曲线在低频段的谐振频率约为530Hz，测试曲线在低频段的谐振频率约为650Hz，因此可以判断换流变压器投运前铁心存在剩磁，需要进行退磁。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：对所述变压器铁心进行充分退磁，测量退磁后变压器的绕组变形曲线并作为存档曲线；

步骤2：对所述变压器测量绕组变形曲线，与存档曲线进行对比判断变压器铁心有无剩磁，若两条曲线在低频段完全重合，则说明变压器铁心无剩磁，反之则变压器铁心有剩磁。

2.如权利要求1所述的判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，其特征在于：所述步骤1中所述存档曲线在出厂试验长时空载试验后或现场长时感应电压带局部放电测量试验后测量。

3.如权利要求1所述的判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，其特征在于：所述步骤1中所述绕组变形曲线的测量频带为20Hz～1MHz，所述步骤2中绕组变形曲线的低频段为20Hz～1kHz。

4.如权利要求1所述的判断电力变压器铁心有无剩磁的方法，其特征在于：所述变压器绕组变形曲线测试时分接开关应置于同一档，一般设置为1档，对于单相变压器，步骤1和步骤2测量的均为同一绕组的绕组变形曲线，绕组变形曲线测量时信号从被试绕组尾端注入，首端测量，非被试绕组的尾端接地、首端悬空；对于三相变压器，步骤1和步骤2测量的绕组变形曲线应是同一绕组同一相的测量结果，曲线对比也应针对同一绕组同一相的测量结果进行，测量时信号从被试绕组被试相尾端注入，首端测量，非被试绕组中性点或B相接地，其它端子悬空。