CN111289862A - 工频耐压试验的测量和保护方法及电路 - Google Patents

工频耐压试验的测量和保护方法及电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种工频耐压试验的测量和保护方法及电路，属于工频耐压试验技术领域；所述方法包括步骤S1，获取试验变压器的低压侧的电压值U1和高压侧泄漏电流I2；步骤S2，计算试品实际承受的电压值U，步骤S3，计算电气间隙耐受电压值Uf，步骤S4，调整电气间隙耐受电压值为Uf；所述电路包括试验变压器T2低压侧设置的电压传感器模块Q1，试验变压器T2高压侧设置的电流传感器模块Q2和可调电气间隙F1，第一正比例运算模块LJ1，第二正比例运算模块LJ2，第三矢量和运算模块LJ3，第四正比例运算模块LJ4；实现对试验设备和试品的保护，避免事故的发生。

Description

工频耐压试验的测量和保护方法及电路
技术领域
本发明涉及一种工频耐压试验的测量和保护方法及电路，属于工频耐压试验技术领域。
背景技术
交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义，也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。交流耐压试验能充分反映电气设备在交流电压下运行时的实际情况，能真实有效的发现绝缘缺陷。在对配网电气设备交流耐压时，被试品基本是容性的，在容性负载下的试验变压器，其电容电流在试验变压器的漏抗上会产生压降，这时如果没有在所试验的设备两端上直接进行电压测量，依靠试验变压器低压侧电压的测量值，再乘以试验变压器的变比换算为高压侧电压，就会出现试验变压器的输出电压高于被试品承受的电压，这就是耐压试验中的“容升现象”。它会使施加于配网电气设备上的电压高于规定的电压，对电气设备的绝缘强度造成不可挽回的伤害。
配网电气设备耐压试验简化电路如图1所示，试验回路中R是试验变压器绕组的直流电阻，L是试验变压器的漏电感，C是配网电气设备的电容，Us是试验变压器高压绕组电势。这样整个试验回路就形成了一个R-C-L串联的情况，C和L上的电压相位相反差180度，其相量图如图2所示，试品上的电压Uc要高于电源电势Us，其高出的那部分就是我们常说的“容升电压”。
现有的工频耐压试验电路图如图3所示，采用这种接线方式进行工频耐压试验时，被试品承受电压通过试验变压器低压侧电压乘以电压比估算得来，此时计算的电压要小于被试品两端实际承受的电压值，在配网电气设备的工频耐压试验过程中会产生“容升现象”，造成被试设备承受超过标准耐压值。这是因为试验中配网电气设备一般属容性的，因此小型工频耐压装置在电容性负载下，回路中的电容电流在试验变压器的漏抗上会产生压降，测量试验变压器低压侧电压，再乘以变压器的变比换算为高压侧电压，以之作为被试品上的电压，就会出现施加在被试设备的电压高于试验变压器的输出电压，这就是所谓的“容升现象”。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工频耐压试验的测量和保护方法及电路，计算出试品实际承受电压值，同时实现对试验设备和试品的保护，避免事故的发生。
本发明所述工频耐压试验的测量和保护方法，工频耐压试验的电路包括依次连接的自耦调压器、试验变压器、试品，包括如下步骤：
步骤S1，获取试验变压器的低压侧的电压值U1和高压侧泄漏电流I2；
步骤S2，根据公式(1)计算试品实际承受的电压值U，
U＝K1*U1+I2*X (1)；
步骤S3，根据公式(2)计算电气间隙耐受电压值Uf，
Uf＝n*U (2)；
步骤S4，调整电气间隙耐受电压值为Uf；
其中，K1为试验变压器变比，X为试验变压器固有漏抗值，n为电气间隙耐受电压值与试品实际承受的电压值U的比值，Uf最大限值为试验变压器的额定耐受电压值。
K1*U1为试验变压器高压侧的折算电压，I2*X为试验变压器的漏抗电压值；两者矢量和为试品实际承受的电压值U。试品实际承受的电压值U通过调整电气间隙避免试品过压损坏。同时，电气间隙设置了最大限值，防止过电压损坏工频耐压试验装置。
优选地，n＝1.1，使得电气间隙耐受电压值为试品电压承受值1.1倍，避免过压损坏试品。
优选地，所述自耦调压器和电源之间连接有过电流继电器和过压保护指示灯，当工频耐压试验发生击穿放电时，过电流继电器动作，过压保护指示灯常亮。
防止工频耐压试验过程中产生的过电压，损坏工频耐压试验装置和试品。
本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路，用于执行上述的工频耐压试验的测量和保护方法，包括依次连接的自耦调压器T1、试验变压器T2、试品Cx，还包括试验变压器T2低压侧设置的电压传感器模块Q1，试验变压器T2高压侧设置的电流传感器模块Q2和可调电气间隙F1，与电压传感器模块Q1连接的第一正比例运算模块LJ1，电流传感器模块Q2连接的第二正比例运算模块LJ2，与第一正比例运算模块LJ1、第二正比例运算模块LJ2连接的第三矢量和运算模块LJ3，与第三矢量和运算模块LJ3和可调电气间隙F1连接的第四正比例运算模块LJ4，第四正比例运算模块LJ4包括第四正比例运算单元、最大限值存储单元、比较单元和输出单元，第四正比例运算单元输出连接比较单元正相输入端，最大限值存储单元连接比较单元正相输入端反相，第四正比例运算单元输出、最大限值存储单元、比较单元输出端连接输出单元；可调电气间隙F1与试品Cx并联。
电压传感器模块Q1用于获取试验变压器的低压侧的电压值U1，电流传感器模块Q2用于获取高压侧泄漏电流I2，第一正比例运算模块LJ1用于计算试验变压器T2高压侧的电压，第二正比例运算模块LJ2用于计算试验变压器T2的漏抗电压值，第三矢量和运算模块LJ3用于计算试品Cx实际承受的电压值U，第四正比例运算模块LJ4用于计算电气间隙F1的耐受电压值Uf，驱动电气间隙F1极板移动，使得电气间隙F1耐受电压值为Uf。根据试品Cx实际承受的电压值U通过调整电气间隙F1避免试品Cx过压损坏。通过第四正比例运算模块LJ4电气间隙F1设置了最大限值，防止过电压损坏工频耐压试验装置。
优选地，还包括过流继电器KM1，过流继电器KM1第一常闭触点和线圈串联后连接自耦调压器T1输入端，过流继电器KM1第二常闭触点连接自耦调压器T1中性端，过流继电器KM1常开触点连接过流保护指示灯RS，过流继电器KM1常开触点另一端连接过流继电器KM1第一常闭触点另一端，过流保护指示灯RS另一端连接过流继电器KM1第二常闭触点另一端。
当回路中出现击穿放电时，过流继电器KM1动作，断开主回路防止试验设备的损坏；进一步设置了过流保护指示灯RS，当过流继电器KM1动作后，过流保护指示灯RS常亮，提示试验回路有击穿现象发生。
优选地，电源通过总电源开关K1连接过流继电器KM1，用于开断电源。
优选地，还包括与第三矢量和运算模块LJ3连接的数显电压表V，用于显示试品Cx实际承受的电压值U，提示试品Cx实际承受的电压值U。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述工频耐压试验的测量和保护方法，在工频耐压试验时计算出试品实际承受电压值U，调整电气间隙实现对试品的保护，避免事故的发生。
本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路，在工频耐压试验时在工频耐压试验时获取试品Cx实际承受电压值U，调整电气间隙F1耐受电压值跟随试品Cx实际承受的电压值U变动，实现对试品Cx的保护，避免事故的发生。
附图说明
图1是本发明所述配网电气设备耐压试验简化电路；
图2是本发明所述试验回路相量图；
图3是本发明所述小型工频耐压试验电路图；
图4是本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1本发明所述工频耐压试验的测量和保护方法，工频耐压试验的电路包括依次连接的自耦调压器、试验变压器、试品，包括如下步骤：
步骤S1，获取试验变压器的低压侧的电压值U1和高压侧泄漏电流I2；
步骤S2，根据公式(1)计算试品实际承受的电压值U，
U＝K1*U1+I2*X (1)
步骤S3，根据公式(2)计算电气间隙耐受电压值Uf，
Uf＝n*U (2)
步骤S4，调整电气间隙耐受电压值为Uf；
其中，K1为试验变压器变比，X为试验变压器固有漏抗值，n为电气间隙耐受电压值与试品实际承受的电压值U的比值，Uf最大限值为试验变压器的额定耐受电压值。
K1*U1为试验变压器高压侧的折算电压，I2*X为试验变压器的漏抗电压值；两者相加为试品实际承受的电压值U。根据试品实际承受的电压值U通过调整电气间隙避免试品过压损坏。电气间隙设置了最大限值，防止产生的过电压损坏工频耐压试验装置。
优选地，n＝1.1，使得电气间隙耐受电压值为试品电压承受值1.1倍，避免试品过压损坏。
优选地，所述自耦调压器和电源之间连接有过电流继电器和过压保护指示灯，当工频耐压试验发生击穿放电时，过电流继电器动作，过压保护指示灯常亮。
防止工频耐压试验发生击穿放电损坏工频耐压试验装置和试品。
实施例2
如图4所示，本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路，用于执行上述的工频耐压试验的测量和保护方法，包括依次连接的自耦调压器T1、试验变压器T2、试品Cx，还包括试验变压器T2低压侧设置的电压传感器模块Q1，试验变压器T2高压侧设置的电流传感器模块Q2和可调电气间隙F1，与电压传感器模块Q1连接的第一正比例运算模块LJ1，电流传感器模块Q2连接的第二正比例运算模块LJ2，与第一正比例运算模块LJ1、第二正比例运算模块LJ2连接的第三矢量和运算模块LJ3，与第三矢量和运算模块LJ3和可调电气间隙F1连接的第四正比例运算模块LJ4，第四正比例运算模块LJ4包括第四正比例运算单元、最大限值存储单元、比较单元和输出单元，第四正比例运算单元输出连接比较单元正相输入端，最大限值存储单元连接比较单元正相输入端反相，第四正比例运算单元输出、最大限值存储单元、比较单元输出端连接输出单元；可调电气间隙F1与试品Cx并联。
电压传感器模块Q1用于获取试验变压器的低压侧的电压值U1，电流传感器模块Q2用于获取高压侧泄漏电流I2，第一正比例运算模块LJ1用于计算试验变压器T2高压侧的电压，第二正比例运算模块LJ2用于计算试验变压器T2的漏抗电压值，第三矢量和运算模块LJ3用于计算试品Cx实际承受的电压值U，第四正比例运算模块LJ4用于计算电气间隙F1的耐受电压值Uf，驱动电气间隙F1极板移动调整电气间隙F1耐受电压值为Uf。根据试品Cx实际承受的电压值U通过调整电气间隙F1避免试品Cx过压损坏。通过第四正比例运算模块LJ4电气间隙F1设置了最大限值，防止产生的过电压损坏工频耐压试验装置。在此，最大限值存储单元存储的最大限制为验变压器T2的额定耐受电压值。
本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路，还包括过流继电器KM1，过流继电器KM1第一常闭触点和线圈串联后连接自耦调压器T1输入端，过流继电器KM1第二常闭触点连接自耦调压器T1中性端，过流继电器KM1常开触点连接过流保护指示灯RS，过流继电器KM1常开触点另一端连接过流继电器KM1第一常闭触点另一端，过流保护指示灯RS另一端连接过流继电器KM1第二常闭触点另一端。
当回路中出现击穿放电时，过流继电器KM1动作，断开主回路防止试验装置的损坏；进一步设置了过流保护指示灯RS，当过流继电器KM1动作后，过流保护指示灯RS常亮，提示试验回路有击穿现象发生。
电源通过总电源开关K1连接过流继电器KM1，用于开断电源。
本发明所述工频耐压试验的测量和保护电路，还包括与第三矢量和运算模块LJ3连接的数显电压表V，用于显示试品Cx实际承受的电压值U，提示试品Cx实际承受的电压值U。
本发明所述工频耐压试验的保护电路，工作原理如下：
电压传感器模块Q1获取试验变压器的低压侧的电压值U1，电流传感器模块Q2获取高压侧泄漏电流I2，第一正比例运算模块LJ1计算试验变压器T2高压侧的电压，第二正比例运算模块LJ2计算试验变压器T2的漏抗电压值，第三矢量和运算模块LJ3计算试品Cx实际承受的电压值U，第四正比例运算模块LJ4计算电气间隙F1的耐受电压值Uf，驱动电气间隙F1极板移动调整电气间隙F1耐受电压值为Uf。根据试品Cx实际承受的电压值U通过调整电气间隙F1避免试品Cx过压损坏。通过第四正比例运算模块LJ4电气间隙F1设置了最大限值，防止产生的过电压损坏工频耐压试验装置。

Claims (7)

1.一种工频耐压试验的测量和保护方法，工频耐压试验的电路包括依次连接的自耦调压器、试验变压器、试品，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1，获取试验变压器的低压侧的电压值U1和高压侧泄漏电流I2；
步骤S2，根据公式(1)计算试品实际承受的电压值U，
U＝K1*U1+I2*X(1)；
步骤S3，根据公式(2)计算电气间隙耐受电压值Uf，
Uf＝n*U(2)；
步骤S4，调整电气间隙耐受电压值为Uf；
其中，K1为试验变压器变比，X为试验变压器固有漏抗值，n为电气间隙耐受电压值与试品实际承受的电压值U的比值，Uf最大限值为试验变压器的额定耐受电压值。
2.根据权利要求1所述的工频耐压试验的测量和保护方法，其特征在于：n＝1.1。
3.根据权利要求2所述的工频耐压试验的测量和保护方法，其特征在于：所述自耦调压器和电源之间连接有过电流继电器和过压保护指示灯，当工频耐压试验发生击穿放电时，过电流继电器动作，过压保护指示灯常亮。
4.一种工频耐压试验的测量和保护电路，用于执行权利要求1-3所述的工频耐压试验的测量和保护方法，包括依次连接的自耦调压器T1、试验变压器T2、试品Cx，其特征在于：还包括试验变压器T2低压侧设置的电压传感器模块Q1，试验变压器T2高压侧设置的电流传感器模块Q2和可调电气间隙F1，与电压传感器模块Q1连接的第一正比例运算模块LJ1，电流传感器模块Q2连接的第二正比例运算模块LJ2，与第一正比例运算模块LJ1、第二正比例运算模块LJ2连接的第三矢量和运算模块LJ3，与第三矢量和运算模块LJ3和可调电气间隙F1连接的第四正比例运算模块LJ4，第四正比例运算模块LJ4包括第四正比例运算单元、最大限值存储单元、比较单元和输出单元，第四正比例运算单元输出连接比较单元正相输入端，最大限值存储单元连接比较单元正相输入端反相，第四正比例运算单元输出、最大限值存储单元、比较单元输出端连接输出单元；可调电气间隙F1与试品Cx并联。
5.根据权利要求4所述的工频耐压试验的测量和保护电路，其特征在于：还包括过流继电器KM1，过流继电器KM1第一常闭触点和线圈串联后连接自耦调压器T1输入端，过流继电器KM1第二常闭触点连接自耦调压器T1中性端，过流继电器KM1常开触点连接过压保护指示灯RS，过流继电器KM1常开触点另一端连接过流继电器KM1第一常闭触点另一端，过压保护指示灯RS另一端连接过流继电器KM1第二常闭触点另一端。
6.根据权利要求5所述的工频耐压试验的测量和保护电路，其特征在于：电源通过总电源开关K1连接过流继电器KM1。
7.根据权利要求4所述的工频耐压试验的测量和保护电路，其特征在于：还包括与第三矢量和运算模块LJ3连接的数显电压表V。
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