CN111123055A - 一种变压器复合耐压试验电源发生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压器复合耐压试验电源发生系统，包括：复合电压综合控制测试和显示平台；隔离变压器，与复合电压综合控制测试和显示平台连接；电源模块，分别与复合电压综合控制测试和显示平台、隔离变压器连接；程控高压开关，一端与电源模块连接；高压试验回路元件，一端与程控高压开关的另一端连接；试品变压器，一端与高压试验回路元件的另一端连接；局放耦合单元，一端与试品变压器另一端连接；泄漏电流监测单元，一端与局放耦合单元另一端连接；分压器，分别与试品变压器的一端、泄漏电流监测单元的另一端、以及复合电压综合控制测试和显示平台连接。与现有技术相比，本发明具有节约了试验场地和购置成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器的试验设备，尤其是涉及一种变压器复合耐压试验电源发生系统。
背景技术
电力变压器及换流变压器是电力系统中的核心关键设备。电力变压器运行是绕组油纸绝缘承受的电压包含了工频、谐波、操作冲击等分量；而换流变压器运行时其阀侧绕组油纸绝缘承受的电压包含了直流、工频、谐波以及换相脉冲等分量。当前在出厂试验过程中对其进行的交流电压、冲击电压和直流电压的耐受试验及局部放电试验等并不能完全准确反映其真实的绝缘承压状况。开展直流、工频交流、谐波及冲击的复合电压下油纸绝缘耐受试验对于真实评价电力变压器和换流变压器具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器复合耐压试验电源发生系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种变压器复合耐压试验电源发生系统，包括：
复合电压综合控制测试和显示平台；
隔离变压器，与复合电压综合控制测试和显示平台连接；
电源模块，分别与复合电压综合控制测试和显示平台、隔离变压器连接；
程控高压开关，一端与电源模块连接；
高压试验回路元件，一端与程控高压开关的另一端连接；
试品变压器，一端与高压试验回路元件的另一端连接；
局放耦合单元，一端与试品变压器另一端连接；
泄漏电流监测单元，一端与局放耦合单元另一端连接；
分压器，分别与试品变压器的一端、泄漏电流监测单元的另一端、以及复合电压综合控制测试和显示平台连接。
优选地，所述的复合电压综合控制测试和显示平台包括电源控制模块、电压测试模块和过程显示模块。
优选地，所述的电源模块包括操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC，所述的电源控制模块通过测控电缆分别与操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC连接，所述的电源控制模块通过电源电缆Ca与隔离变压器连接。
优选地，所述的程控高压开关包括程控高压开关S1、程控高压开关S2、程控高压开关S3和程控高压开关S4，所述的程控高压开关S1与操作冲击电源OSI连接，所述的程控高压开关S2与交流电源AC连接，所述的程控高压开关S3与谐波电源HW连接，所述的程控高压开关S4与直流电源DC连接。
优选地，所述的高压试验回路元件包括调波电感L、限流电阻R1、隔直电容C1、限流电阻R2、隔直电容C2和限流电阻R3，所述的程控高压开关S1通过调波电感L与试品变压器连接，所述的程控高压开关S2依次通过限流电阻R1、隔直电容C1与试品变压器连接，所述的程控高压开关S3依次通过限流电阻R2、隔直电容C2与试品变压器连接，所述的程控高压开关S4通过限流电阻R3与试品变压器连接。
优选地，通过控制程控高压开关S1～S4的开断组合，可输出如下复合电压：
优选地，所述的分压器为高频阻容式分压器，所述的电压测试模块通过同轴电缆Cc连接分压器，对施加于试品变压器上的复合电压波形进行降压测试，频率特性满足复合电压波形中的操作冲击电源产生的振荡型操作冲击电压波形。
优选地，所述的过程显示模块分别与电源控制模块、电压测试模块、局放耦合单元、泄漏电流监测单元连接，用于电源控制模块电压幅值、程控高压开关S四个开关的状态量、电压测试单元模块Uc的测试结果、局放耦合单元Z和电流监测单元MI两个绝缘监测结果进行显示并存储。
优选地，所述的局放耦合单元为高频罗氏线圈或检测阻抗，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
优选地，所述的泄漏电流监测单元为高灵敏度宽频带罗氏线圈或分流器，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、系统将现有独立分开工作的操作冲击、50Hz工频交流和直流电压耐受试验装置高度集成，并增加了谐波电源，大大简化了试验系统元器件配置等要求，节约了试验场地和购置成本。
2、该电源发生装置及系统不仅可以进行传统的、单一的变压器耐受电压试验，还可以模拟在运变压器的真实运行工况下绝缘系统所承受的复合电压应力，并采用局放加泄漏电流的组合方式用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
附图说明
图1为本发明的变压器复合耐压试验电源发生装置及系统结构如图；
图2为本发明采用的操作冲击电源高压试验回路等效图；
图3为本发明采用的50Hz交流电源高压试验回路等效图；
图4为本发明采用的谐波电源高压试验回路等效图；
图5为本发明采用的直流电源高压试验回路等效图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
一种变压器复合耐压试验电源发生系统，如图1所示，包括复合电压综合控制测试和显示平台、隔离变压器Tg1、Tg2、Tg3、Tg4、Tg5，电源模块(操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC)、程控高压开关、高压试验回路元件(调波电感、限流电流、隔直电容)、试品变压器TO、局放耦合单元Z(绝缘监测用)、泄漏电流监测单元MI(绝缘监测用)和分压器RC组成。
所述的复合电压综合控制测试和显示平台，其由电源控制模块Pt、电压测试模块Uc和过程显示模块Pc三个单元模块组成。
所述的复合电压综合控制测试和显示平台中的电源控制模块Pt，其通过电源电缆Ca连接隔离变压器，分别与电源模块中的操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC及程控高压开关相连，并通过测控电缆Cb直接与电源模块中的操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC及程控高压开关S相连，实现变压器复合耐压试验电源中各电压分量的测量和控制。
所述的程控高压开关包括程控高压开关S1、程控高压开关S2、程控高压开关S3和程控高压开关S4，所述的程控高压开关S1与操作冲击电源OSI连接，所述的程控高压开关S2与交流电源AC连接，所述的程控高压开关S3与谐波电源HW连接，所述的程控高压开关S4与直流电源DC连接。
所述的高压试验回路元件包括调波电感L、限流电阻R1、隔直电容C1、限流电阻R2、隔直电容C2和限流电阻R3，所述的程控高压开关S1通过调波电感L与试品变压器连接，所述的程控高压开关S2依次通过限流电阻R1、隔直电容C1与试品变压器连接，所述的程控高压开关S3依次通过限流电阻R2、隔直电容C2与试品变压器连接，所述的程控高压开关S4通过限流电阻R3与试品变压器连接。
所述的复合电压综合控制测试和显示平台中的电压测试模块Uc，通过同轴电缆Cc连接分压器RC即高频阻容式分压器，对施加于试品变压器TO上的复合电压波形进行降压测试，频率特性满足复合电压波形中的操作冲击电源产生的振荡型操作冲击电压波形。
所述的复合电压综合控制测试和显示平台中的过程显示模块Pc，对电源模块Pt的主要参数电压幅值、程控高压开关的四个开关的状态量、电压测试模块Uc的测试结果，以及光纤连接的局放耦合单元Z和电流监测单元MI两个绝缘监测结果给予显示并存储。
所述的电源模块中的操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC，单独工作的高压试验回路等效图见图2～5所示。
所述的程控高压开关连接电源模块，通过及高压试验回路元件(调波电感、限流电阻、隔直电容)形成复合电压输出，施加于试品变压器TO。根据电力变压器和换流变压器实际运行工况及标准试验要求，通过控制S1～S4的开断组合，可以输出如下复合电压：
所述的局放耦合单元Z，可以选择高频罗氏线圈或检测阻抗，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
所述的泄漏电流监测单元MI，可以选择高灵敏度宽频带罗氏线圈或分流器(电阻值可为100mΩ)，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
因此本专利设计的变压器复合耐压试验电源发生系统，该系统将现有独立分开工作的操作冲击、50Hz工频交流和直流电压耐受试验装置高度集成，并增加了谐波电源。上述系统，使得系统不仅可以进行传统的、单一的变压器耐受电压试验，还可以模拟在运变压器的真实运行工况下绝缘系统所承受的复合电压应力，并大大简化了试验系统元器件配置等要求，节约了试验场地和购置成本。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，包括：
复合电压综合控制测试和显示平台；
隔离变压器，与复合电压综合控制测试和显示平台连接；
电源模块，分别与复合电压综合控制测试和显示平台、隔离变压器连接；
程控高压开关，一端与电源模块连接；
高压试验回路元件，一端与程控高压开关的另一端连接；
试品变压器，一端与高压试验回路元件的另一端连接；
局放耦合单元，一端与试品变压器另一端连接；
泄漏电流监测单元，一端与局放耦合单元另一端连接；
分压器，分别与试品变压器的一端、泄漏电流监测单元的另一端、以及复合电压综合控制测试和显示平台连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的复合电压综合控制测试和显示平台包括电源控制模块、电压测试模块和过程显示模块。
3.根据权利要求2所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的电源模块包括操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC，所述的电源控制模块通过测控电缆分别与操作冲击电源OSI、交流电源AC、谐波电源HW和直流电源DC连接，所述的电源控制模块通过电源电缆Ca与隔离变压器连接。
4.根据权利要求3所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的程控高压开关包括程控高压开关S1、程控高压开关S2、程控高压开关S3和程控高压开关S4，所述的程控高压开关S1与操作冲击电源OSI连接，所述的程控高压开关S2与交流电源AC连接，所述的程控高压开关S3与谐波电源HW连接，所述的程控高压开关S4与直流电源DC连接。
5.根据权利要求4所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的高压试验回路元件包括调波电感L、限流电阻R1、隔直电容C1、限流电阻R2、隔直电容C2和限流电阻R3，所述的程控高压开关S1通过调波电感L与试品变压器连接，所述的程控高压开关S2依次通过限流电阻R1、隔直电容C1与试品变压器连接，所述的程控高压开关S3依次通过限流电阻R2、隔直电容C2与试品变压器连接，所述的程控高压开关S4通过限流电阻R3与试品变压器连接。
6.根据权利要求5所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，通过控制程控高压开关S1～S4的开断组合，可输出如下复合电压：
7.根据权利要求2所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的分压器为高频阻容式分压器，所述的电压测试模块通过同轴电缆Cc连接分压器，对施加于试品变压器上的复合电压波形进行降压测试，频率特性满足复合电压波形中的操作冲击电源产生的振荡型操作冲击电压波形。
8.根据权利要求2所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的过程显示模块分别与电源控制模块、电压测试模块、局放耦合单元、泄漏电流监测单元连接，用于电源控制模块电压幅值、程控高压开关S四个开关的状态量、电压测试单元模块Uc的测试结果、局放耦合单元Z和电流监测单元MI两个绝缘监测结果进行显示并存储。
9.根据权利要求1所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的局放耦合单元为高频罗氏线圈或检测阻抗，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
10.根据权利要求1所述的一种变压器复合耐压试验电源发生系统，其特征在于，所述的泄漏电流监测单元为高灵敏度宽频带罗氏线圈或分流器，用于复合电压下的试品绝缘特性监测。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111983397A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种绝缘介质击穿实验装置及方法 |
| CN112834839A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-25 | 深圳供电局有限公司 | 一种变压器现场综合试验的便携式装置和系统 |
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