CN110729743A - 一种电感电流补偿式试验变压器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电感电流补偿式试验变压器，包括试验变压器主体、无功补偿装置、电信号检测装置和自动投切装置；所述无功补偿装置用于无功补偿模块的选择和补偿位置的选取；所述电信号检测装置用于检测试验变压器的电流和电压，并将检测结果实时反馈平台；所述自动投切装置根据试验变压器二次电流和二次电压的相位，调节输出控制信号，进行补偿电感量的调节。本发明使用电感电流补偿式试验变压器，测试系统中的容性无功电流均被补偿电感补偿，从输入到输出，容性电流达到了完全补偿的效果，提高试验变压器的带载能力，且试验效率得到提高，加快了施工进度，间接性的提高了试验的安全性。

Description

一种电感电流补偿式试验变压器

技术领域

本发明涉及变电站无功补偿设备中电容器组的耐压试验技术领域,具体地说是一种电感电流补偿式试验变压器。

背景技术

电网设备现场耐压试验项目较多，包含所有的一次设备，其中需要进行耐压试验次数最多的就是电容器组，一个变电站基本会安装4到6组电容器组，每组电容器组的电容器数量基本为144只，全站共计576到864只；而在换流站中，电容器的数量几乎可以用不计其数来形容，数量在一万两千只左右。用轻型高压试验变压器进行耐压，每次只能进行两只电容器的交流耐压试验，电容器组每天耐压测试的数量大概为200只，一个500kV变电站只进行电容器组耐压时间大概需要三到四天，花费时间长。

电容器组的现场耐压电压值基本为31.5kV，电压较高；且耐压过程中虽然会设置安全围栏，但是试验人员还必须要时刻注意周围是否有人会有闯入安全围栏的可能性；同时长时间进行耐压试验，且根据测试负载的特性，需要对试验变压器的带载能力不断人工调节，试验人员容易产生精神疲劳，增大耐压的危险程度。

发明内容

本发明实施例中提供了一种电感电流补偿式试验变压器，以解决现有技术中电容器组耐压测试效率低、安全性低的问题。

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：

本发明提供了一种电感电流补偿式试验变压器，包括试验变压器主体，所述试验变压器还包括无功补偿装置、电信号检测装置和自动投切装置；

所述无功补偿装置用于无功补偿模块的选择和补偿位置的选取；所述电信号检测装置用于检测试验变压器的电流和电压，并将检测结果实时反馈平台；所述自动投切装置根据试验变压器二次电流和二次电压的相位，调节输出控制信号，进行补偿电感量的调节。

进一步地，所述无功补偿模块包括电感型补偿单元和电容型补偿单元；所述电感型补偿单元为在补偿位置处设置并联电感，所述电容型补偿单元为在补偿位置处设置串联电容。

进一步地，所述补偿位置包括调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧和升压变补偿绕组侧。

进一步地，所述调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧均选择电感型补偿单元。

进一步地，所述自动投切装置包括二次电信号处理单元、交流接触器和多档位电感单元，所述自动投切装置根据升压变第二绕组侧电压和电流的相位信号，控制交流接触器接入不同档位的电感量。

进一步地，所述电信号检测装置包括若干电信号检测单元，所述电信号检测单元分别设置在补偿位置1的前端、补偿位置2的前端和补偿位置3的前端。

进一步地，所述试验变压器还包括功率检测装置，所述功率检测装置连接所述设置在补偿位置1前端的电信号检测单元。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

使用电感电流补偿式试验变压器，测试系统中的容性无功电流均被补偿电感补偿，从输入到输出，容性电流达到了完全补偿的效果，提高试验变压器的带载能力。利用自动投切装置，通过试验变压器二次电流和电压的相位差，控制补偿电感的接入量，无需人工选择，试验效率大大提高，缩短了工日，加快了施工进度，间接性的提高了试验的安全性。

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是本发明所述试验变电站的结构示意图；

图2是并联电感补偿式的电路示意图；

图3是串联电容补偿式的电路示意图；

图4是本发明自动投切装置的工作原理示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

本发明的电感电流补偿式试验变压器，包括试验变压器主体、无功补偿装置、电信号检测装置和自动投切装置；

如图1所示，试验变压器主体包括调压变压器和升压变压器，调压变压器输入端连接交流电源AC，该交流电源AC由控制箱转换成，控制箱通过接入220V或380V工频电源，控制试验变压器，实现将220V交流电源转换成本实施例试验变压器输入的交流电源A。升压变压器的输入端连接调压变压器的输出端，升压变压器的输出端连接负载。

无功补偿装置用于无功补偿模块的选择和补偿位置的选取，其中补偿位置为分别设置在调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧和升压变补偿绕组侧的补偿位置1、补偿位置2、补偿位置3和补偿位置4。

电信号检测装置用于检测试验变压器的电流和电压，并将检测结果实时反馈平台。电信号检测装置包括若干电信号检测单元，电信号检测单元包括设置在补偿位置1前端的电流检测1和电压检测1处、设置在补偿位置2前端电流检测2和电压检测2处、设置在补偿位置3前端的电流检测3和电压检测3处。且补偿位置1处还设置连接电信号检测单元的功率检测装置。

自动投切装置根据试验变压器二次电流和二次电压的相位，调节输出控制信号，进行补偿电感量的调节。

无功补偿模块包括电感型补偿单元和电容型补偿单元。电感型补偿单元为在补偿位置处设置并联电感，电容型补偿单元为在补偿位置处设置串联电容。如图2、3所示，以补偿位置1为例，并联电感分别连接限流电阻R11的一端和调压变压器输入侧线圈的一端，调压变压器输入侧线圈的另一端连接限流电阻R11的另一端；串联电容串联在限流电阻R11和交流电源AC之间。

针对图2和图3所示的两种无功补偿形式，分别进行仿真运算，发现采用串联电容补偿时虽然改善了系统容性无功过多的现状，但系统输出电流以及负载电压降低，而采用并联电感没有出现输出电流以及负载电压迫降的现象。因此调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧均选择电感型补偿单元。

基于补偿位置1、补偿位置2和补偿位置3选定的补偿形式，进一步仿真发现补偿电感并联入系统后仅仅会对其前面的系统部分有容性无功补偿功能，对后方系统容性无功不起作用，而在系统末端负载侧并联电感虽然理论上可以实现，但现实中由于高压侧电压高，这要求电感要能够耐受高压，且电感值很大，这需要大的电感进行并联才能实现，给现场实现造成困难。

在补偿位置4即在升压变位置增加补偿绕组，且后方放置补偿电感，通过改变补偿绕组的补偿电感也可补偿系统的容性无功，同时由于补偿绕组变比可控，可将其容量设定在一定范围内，将其耐压等级降低，便于现场实现。本实施例采用自动投切装置达到上述目的。

在补偿位置4处为升压变压器增设补偿绕组，即在不改变升压变第一绕组和第二绕组额定变比的情况下，改变升压变为三绕组变压器，第三绕组为补偿绕组，其接入补偿自动投切装置。

如图4所示，自动投切装置包括二次电信号处理单元、交流接触器和多档位电感单元，自动投切装置根据升压变第二绕组侧电压和电流的相位信号，控制交流接触器接入不同档位的电感量。二次电信号处理单元件电流检测3和电压检测4检测到的电流和电压相位差转换成不同的控制信号，来控制不同的交流接触器，使交流接触器接通,逐步投入电感；或是使交流接触器释放,逐步切除电感。如此反复动作,实现自动补偿的功能。其中信号的不同只是控制数、控制投入或切除电感的大小和多少不同而已。图中对电压电流相位差的计算以电压滞后电流相位差的绝对值来对应控制信号。

本发明通过无功补偿模块把试验中的容性电流补偿掉大部分，从而减小试验变压器中流过的电流，提高试验变压器带负载能力；无功补偿位置的选择则是为了最优化实现系统中整体容性的补偿，控制系统容量在一定范围内，将其耐压等级降低，便于现场实现。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电感电流补偿式试验变压器，包括试验变压器主体，其特征是，所述试验变压器还包括无功补偿装置、电信号检测装置和自动投切装置；

所述无功补偿装置用于无功补偿模块的选择和补偿位置的选取；所述电信号检测装置用于检测试验变压器的电流和电压，并将检测结果实时反馈平台；所述自动投切装置根据试验变压器二次电流和二次电压的相位，调节输出控制信号，进行补偿电感量的调节。

2.根据权利要求1所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述无功补偿模块包括电感型补偿单元和电容型补偿单元；所述电感型补偿单元为在补偿位置处设置并联电感，所述电容型补偿单元为在补偿位置处设置串联电容。

3.根据权利要求2所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述补偿位置包括调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧和升压变补偿绕组侧。

4.根据权利要求3所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述调压变输入侧、升压变输入侧、升压变输出侧均选择电感型补偿单元。

5.根据权利要求1所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述自动投切装置包括二次电信号处理单元、交流接触器和多档位电感单元，所述自动投切装置根据升压变第二绕组侧电压和电流的相位信号，控制交流接触器接入不同档位的电感量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述电信号检测装置包括若干电信号检测单元，所述电信号检测单元分别设置在补偿位置1的前端、补偿位置2的前端和补偿位置3的前端。

7.根据权利要求6所述的电感电流补偿式试验变压器，其特征是，所述试验变压器还包括功率检测装置，所述功率检测装置连接所述设置在补偿位置1前端的电信号检测单元。

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