CN111650442A - 一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，包括：变频电源、励磁变压器、中间变压器、补偿电容器组；所述的变频电源与励磁变压器电连接，所述励磁变压器分别与中间变压器和并联电抗器试品连接，并联电抗器试品与中间变压器，所述中间变压器与补偿电容器组连接。本发明还涉及一种并联电抗器损耗测量的试验方法。本发明可有效减少试验设备，提高试验安全系数，同时该方法还能大大简化了试验回路接线，减少试验人员工作量，提高工作效率；可有效减小电源容量，又避免了传统方法中发电机组易产生自励磁的风险；解决了传统试验方法中主回路稳定性差的弊端，试验时无功补偿更加方便、快捷，操作方法简单，操作周期短，安全系数高。

Description

一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构及试验方法
技术领域
本发明属于变压器运营维护技术领域，具体涉及一种高电压并联电抗器损耗测量的试验回路结构及试验方法。
背景技术
在电力系统中，并联电抗器连接在输电线路的末端和地之间，用于补偿整个线路的分布电容电流，它能够平衡线路空载或者轻载时因电容效应引起的电压升高，起到改善线路电压、提高电网的功率因数的作用，因此电抗器能否正常运行直接关系到整个电网的安危。
由于并联电抗器仅有一个绕组，在进行损耗测量时，需要在线圈首端直接施加额定电压和额定电流，导致整个回路需要很大的无功功率，因此，必须要有额定容量足够的电源。
传统的试验方法采用工频发电机组供电，试验时需选用变比很高的中间变压器，同时在高电压、大电流下进行无功补偿，此时如果补偿不当，极有可能发生谐振、发电机自励磁等现象，对试品及试验设备产生极大危害。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构及试验方法，本发明所采用的技术方案如下：
一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，包括：变频电源、励磁变压器、中间变压器、补偿电容器组；
所述的变频电源与励磁变压器电连接，所述励磁变压器分别与中间变压器和并联电抗器试品连接，并联电抗器试品与中间变压器连接，所述中间变压器与补偿电容器组连接。
优选的，所述的变频电源的输出端与励磁变压器的一端电连接，所述的励磁变压器的另一端的高电位侧与中间变压器的高压中性点连接，所述的励磁变压器的另一端的地电位侧与并联电抗器试品的中性点侧连接，所述的并联电抗器试品的首端与中间变压器的高压首端连接，所述的中间变压器的低压侧与补偿电容器组连接。
优选的，所述的变频电源为HVFP—450kW无局放变频电源，所述的励磁变压器为ZB-450kVA/2×5/25/60kV无局放励磁变压器，所述的中间变压器为DFP-160000/750中间变压器，所述的补偿电容器组为H/JF-0.08uF/267kV无局放谐振电容器组。
优选的，所述的变频电源、励磁变压器、中间变压器、补偿电容器组之间通过连接线、电源电缆、输出电缆、低压电缆线盘，连接组合形成试验回路。
一种并联电抗器损耗测量的试验方法，包括以下步骤：
S1、计算整个回路感性负载容量，所述的感性负载容量即试品的试验容量，包括：电抗值、电感值；
S2、根据试验回路频率调节中间变压器3的低压侧连接的补偿电容器组4的补偿容性负载容量；
S3、接通回路电源，设定频率为50Hz，调节变频电源1缓慢升压，监测电压、电流信号，使整个回路始终保持亚谐振状态；
S4、使电压达到规定试验电压，通过相关测量设备得到试品损耗。
优选的，步骤S1中，设并联电抗器试品的额定电压为Ur，容量为Sr，则电抗值R＝Ur2/Sr，电感值L＝R/2Πf，f即试验回路频率。
优选的，步骤S3中，判断整个回路是否保持亚谐振状态的方法是：根据变频电源控制箱面板的输出信息，内有一栏输出电压、电流的相位角度差，当电压相位角度差超前电流相位角度差0～10度时，整个试验回路处于亚谐振状态。
优选的，步骤S4中，测量设备使用电流比较仪式电桥。
本发明的有益效果：
本发明采用串联谐振方法，使用变频电源通过一台励磁中间变进行电容补偿，可以有效减少试验设备，提高试验安全系数，同时该方法还能大大简化了试验回路接线，减少试验人员工作量，提高工作效率。
本发明的试验回路补偿至亚谐振状态，既可以有效减小电源容量，又避免了传统方法中发电机组易产生自励磁的风险。
本发明彻底解决了传统试验方法中主回路稳定性差的弊端，试验时无功补偿更加方便、快捷，操作方法简单，操作周期短，安全系数高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例的试验回路结构示意图；
图中，1-变频电源，2-励磁变压器，3-中间变压器，4-补偿电容器组，5-并联电抗器试品。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例的试验回路结构示意图。一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，包括：变频电源1、励磁变压器2、中间变压器3、补偿电容器组4。
所述变频电源1的输出端与所述励磁变压器2的一端电连接，所述励磁变压器2的另一端的高电位侧与所述中间变压器3的高压中性点连接，所述励磁变压器2的另一端的地电位侧(指接地侧的电位侧，也就是地电位侧)与并联电抗器试品5的中性点侧连接，并联电抗器试品5的首端与所述中间变压器3的高压首端连接，所述中间变压器3的低压侧与所述补偿电容器组4连接。
作为一个典型的优选实施例，下表列出了可实现本发明的试验设备的详细配置表，表中的1、2、3、4这些试验设备之间是通过配置表中的5、6、7、8这些附件实现物理连接的。这些试验设备的配置和连接方式的细节技术，均为现有技术或常规技术手段，在此不再详细描述。
Figure BDA0002534069090000031
Figure BDA0002534069090000041
变频电源1为试验提供电源，通过中间变压器3和励磁变压器2将电压升高至试验要求的电压，补偿电容器组4进行无功补偿。
一种并联电抗器损耗测量的试验方法，包括以下步骤：
S1、首先计算整个回路的感性负载容量；所述的感性负载容量即试品的试验容量，包括：电抗值、电感值。
设并联电抗器试品的额定电压为Ur，容量为Sr，则电抗值R＝Ur2/Sr，电感值L＝R/2Πf(f即试验回路频率，f的值根据试品运行工况确定，通常试验回路频率f为50Hz或60Hz)。
S2、根据试验回路频率f调节中间变压器3的低压侧连接的补偿电容器组4的补偿容性负载容量；
S3、接通回路电源，设定频率为50Hz，调节变频电源1缓慢升压，过程中监测电压、电流信号，使整个回路始终保持亚谐振状态，期间可微调频率，但误差需满足相关标准要求。判断是否是亚谐振状态，可根据变频电源控制箱面板的输出信息，内有一栏输出电压、电流的相位角度差，当电压超前电流0～10度时，可以认为整个试验回路处于亚谐振状态且呈感性状态。
S4、最后，使电压达到规定试验电压，通过相关测量设备得到试品损耗。此步骤中的相关测量设备，可使用电流比较仪式电桥，该电桥包括标准电容器、电流比较仪、测量终端，是测量高电压电抗器产品的标配。
本发明实施例中的试验方法的原理，基于串联谐振原理，谐振在微、弱电领域应用广泛，近年来开始在高压领域应用。
本发明实施例中，补偿容性负载容量即电容器组的补偿容量。电抗器产品的试验容量很大，且大部分为无功容量，本试验回路的设计在于使用补偿电容器组输出无功，补偿绝大部分(或全部)的试品的无功容量，使电源只负担试品的有功容量。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：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，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，其特征在于，包括：变频电源(1)、励磁变压器(2)、中间变压器(3)、补偿电容器组(4)；
所述的变频电源(1)与励磁变压器(2)电连接，所述励磁变压器(2)分别与中间变压器(3)和并联电抗器试品(5)连接，并联电抗器试品(5)与中间变压器(3)，所述中间变压器(3)与补偿电容器组(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，其特征在于，所述的变频电源(1)的输出端与励磁变压器(2)的一端电连接，所述的励磁变压器(2)的另一端的高电位侧与中间变压器(3)的高压中性点连接，所述的励磁变压器(2)的另一端的地电位侧与并联电抗器试品(5)的中性点侧连接，所述的并联电抗器试品(5)的首端与中间变压器(3)的高压首端连接，所述的中间变压器(3)的低压侧与补偿电容器组(4)连接。
3.根据权利要求2所述的一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，其特征在于，所述的变频电源(1)为HVFP—450kW无局放变频电源，所述的励磁变压器(2)为ZB-450kVA/2×5/25/60kV无局放励磁变压器，所述的中间变压器(3)为DFP-160000/750中间变压器，所述的补偿电容器组(4)为H/JF-0.08uF/267kV无局放谐振电容器组。
4.根据权利要求3所述的一种并联电抗器损耗测量的试验回路结构，其特征在于，所述的变频电源(1)、励磁变压器(2)、中间变压器(3)、补偿电容器组(4)之间通过连接线、电源电缆、输出电缆、低压电缆线盘，连接组合形成试验回路。
5.一种并联电抗器损耗测量的试验方法，其特征在于，应用如权利要求1－4任一项所述的试验回路结构，包括以下步骤：
S1、计算整个回路的感性负载容量，所述的感性负载容量即试品的试验容量，包括：电抗值、电感值；
S2、根据试验回路频率调节中间变压器3的低压侧连接的补偿电容器组4的补偿容性负载容量；
S3、接通回路电源，设定频率为50Hz，调节变频电源1升压，监测电压、电流信号，使整个回路始终保持亚谐振状态；
S4、使电压达到规定试验电压，通过测量设备得到试品损耗。
6.根据权利要求5所述的一种并联电抗器损耗测量的试验方法，其特征在于，步骤S1中，设并联电抗器试品的额定电压为Ur，容量为Sr，则电抗值R＝Ur2/Sr，电感值L＝R/2Πf，f即试验回路频率。
7.根据权利要求6所述的一种并联电抗器损耗测量的试验方法，其特征在于，步骤S3中，判断整个回路是否保持亚谐振状态的方法是：根据变频电源控制箱面板的输出信息，内有一栏输出电压、电流的相位角度差，当电压相位角度差超前电流相位角度差0～10度时，整个试验回路处于亚谐振状态。
8.根据权利要求7所述的一种并联电抗器损耗测量的试验方法，其特征在于，步骤S4中，测量设备使用电流比较仪式电桥。
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