CN112698131A - 高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，包括变频试验电源、中间变压器、第一补偿组件、第二补偿组件、测量系统和远程中央控制台。变频试验电源用于输出电压可调的交流电压信号。中间变压器用于将交流电压信号升压至所需试验电压而输出试验电压信号给待试验的特高压换流变压器。第一补偿组件用于在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时进行补偿。第二补偿组件用于在对待试验的特高压换流变压器进行负载试验或温升试验时补偿无功容量。测量系统包括电流互感器、电压互感器、功率分析仪。本发明能够满足高海拔地区对特高压换流变压器出厂试验项目中的空载、负载及温升三项最基本的试验，具有广泛适用性。
Description
技术领域
本发明属于电力设备试验技术领域，具体涉及一种针对特高压换流变压器，在高海拔条件下进行空载试验、负载试验和温升试验的装置。
背景技术
高海拔地区（通常指海拔3000米以上的地区）是能源输出地，即直流输电电网的发电端，特高压换流变压器（例如±800kV换流变压器）也正是特高压直流输电工程、发电端换流站的核心设备。由于换流变压器本体超大、超重，整体运输及其困难，目前大多数采用“船运结合修建临时公路陆运”的运输方式，花费巨大。因此在高海拔地区就地进行换流变压器的生产和制造就成了必然趋势。为了保证高海拔地区生产和制造的质量，需在高海拔地区对换流变压器进行全面的电气性能考核。
特高压换流变压器出厂试验项目中，空载、负载及温升是变压器试验最为重要的三项基本试验。传统试验装置对海拔要求较低，且是用多个试验电源系统完成相应的试验项目。针对高海拔地区独特的地理条件，设计相应的试验装置，解决特高压换流变压器高海拔地区的出厂试验问题成为必需要完成研究内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于在高海拔地区对特高压换流变压器进行空载试验、负载试验和温升试验的装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，用于在高海拔条件下对待试验的特高压换流变压器进行空载试验、负载试验和温升试验，所述高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置包括：
变频试验电源，所述变频试验电源用于输出电压可调的交流电压信号；
中间变压器，所述中间变压器与所述变频试验电源相连接，用于将所述交流电压信号升压至所需试验电压而输出试验电压信号，待试验的所述特高压换流变压器与所述中间变压器相连接；
第一补偿组件，所述第一补偿组件连接在所述中间变压器和待试验的所述特高压换流变压器之间，用于在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时进行补偿；
第二补偿组件，所述第二补偿组件连接在所述中间变压器和待试验的所述特高压换流变压器之间，用于在对待试验的特高压换流变压器进行负载试验或温升试验时补偿无功容量；
测量系统，所述测量系统包括用于对待试验的所述特高压换流变压器的电流进行测量的电流互感器、用于对待试验的所述特高压换流变压器的电压进行测量的电压互感器、分别与所述电流互感器和所述电压互感器相连接并基于所述特高压换流变压器的电流和电压进行试验数据分析的功率分析仪。
所述高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置还包括：
远程中央控制台，所述远程中央控制台分别与所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统远程连接，用于分别控制和监测所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统。
所述远程中央控制台通过光纤通讯控制线分别与所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统远程连接。
所述变频试验电源的输出的所述交流电压信号的电压可调范围为0~10kV。
所述中间变压器的高压侧包括可以串联或并联的全绝缘双绕组。
所述第一补偿组件包括若干个空载补偿电容器和若干个多次谐波滤波器。
所述第一补偿组件包括两个所述空载补偿电容器和两个所述多次谐波滤波器，两个所述空载补偿电容器相串联后连接在所述中间变压器的高压侧两端之间，两个所述谐波滤波器并联在所述中间变压器的高压侧两端之间。
所述第二补偿组件包括若干个补偿电容器组，每个所述补偿电容器组包括多个补偿电容，每个所述补偿电容器组中的所述补偿电容相串联后连接在所述中间变压器的高压侧两端之间。
每个所述补偿电容器组包括四个所述补偿电容。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够满足高海拔地区对特高压换流变压器出厂试验项目中的空载、负载及温升三项最基本的试验，具有广泛适用性，从而能够保证特高压换流变压器的产品质量。
附图说明
附图1为利用本实用新型的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置进行空载试验的试验回路接线图。
附图2为利用本实用新型的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置进行负载试验和温升试验的试验回路接线图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：一种高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，包括变频试验电源、中间变压器、第一补偿组件、第二补偿组件和测量系统，还可以包括远程中央控制台。
变频试验电源用于输出电压可调的交流电压信号，变频试验电源的输出的交流电压信号的电压可调范围为0~10kV，其输出电压按照应用场景的海拔高度进行修正，绝缘裕度选择较大，外形尺寸和体积也相对较大，以满足高海拔的设计要求。中间变压器用于将交流电压信号升压至所需试验电压而输出试验电压信号，该试验电压信号输送给待试验的特高压换流变压器。中间变压器的高压侧包括可以串联或并联的全绝缘双绕组。第一补偿组件和第二补偿组件是可选器件，根据所进行的试验不同而选用。第一补偿组件用于在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时进行补偿，其包括若干个空载补偿电容器和若干个多次谐波滤波器。第二补偿组件用于在对待试验的特高压换流变压器进行负载试验或温升试验时补偿无功容量，其包括若干个补偿电容器组，每个补偿电容器组包括多个补偿电容。测量系统用于针对待试验的特高压换流变压器进行数据测量和分析，其包括用于对待试验的特高压换流变压器的电流进行测量的电流互感器、用于对待试验的特高压换流变压器的电压进行测量的电压互感器、分别与电流互感器和电压互感器相连接并基于特高压换流变压器的电流和电压进行试验数据分析的功率分析仪。远程中央控制台通过光纤通讯控制线分别与变频试验电源、中间变压器、第一补偿组件、第二补偿组件、测量系统远程连接，用于分别控制和监测变频试验电源、中间变压器、第一补偿组件、第二补偿组件、测量系统，以及进行相应的设置。
上述装置用于在高海拔条件下对待试验的特高压换流变压器进行空载试验、负载试验和温升试验。
如附图1所示，在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时，采用大功率的变频试验电源VF、中间变压器Ts、第一补偿组件和测量系统。变频试验电源VF的输入侧接入10kV交流电源S，输出侧输出为0~10kV交流电压信号给中间变压器Ts。中间变压器Ts的输入侧（低压侧）与变频试验电源VF相连接，输出侧与待试验的特高压换流变压器T的输入侧相连接。第一补偿组件连接在中间变压器Ts和待试验的特高压换流变压器T之间，在不满足空载试验时波形畸变率不大于3%的情况下，可选地投入空载补偿电容器和多次谐波滤波器进行补偿和滤波，以保证试验正常进行。本实施例中，第一补偿组件具体包括两个空载补偿电容器C0C、C0C’和两个多次谐波滤波器F3、F5，其中F3为三次谐波滤波器，F5为五次谐波滤波器。两个空载补偿电容器C0C、C0C’相串联后连接在中间变压器Ts的高压侧两端之间，两个谐波滤波器F3、F5则并联在中间变压器Ts的高压侧两端之间。电流互感器TA串联在待试验的特高压换流变压器T的输入侧，其二次输出信号送至功率分析仪。电压互感器TV1并联在待试验的特高压换流变压器T的输入侧，其二次输出信号送至功率分析仪。功率分析仪由电流互感器TA测量得到待试验的特高压换流变压器T的电流A、由电压互感器TV1测量得到待试验的特高压换流变压器T的电压V，进而得到待试验的特高压换流变压器T的功率W并进行相应的数据分析，获得试验结果，还可以对试验数据进行记录保存。
如附图2所示，由于负载试验和温升试验的系统构成和工作原理是一致的，故在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时采用的装置也是一致的，采用大功率的变频试验电源VF、中间变压器Ts、第二补偿组件和测量系统。变频试验电源VF的输入侧接入10kV交流电源S，输出侧输出为0~10kV交流电压信号给中间变压器Ts。中间变压器Ts的输入侧（低压侧）与变频试验电源VF相连接，输出侧与待试验的特高压换流变压器T的输入侧相连接。第二补偿组件连接在中间变压器Ts和待试验的特高压换流变压器T之间来补偿无功容量，由于负载和温升试验时，试验容量非常巨大且基本为感性无功，因此需要大量的补偿电容器组进行容性无功补偿，且补偿电容器组采用16进制进行递进式分组的方法，满足最小补偿容量分辨率和组合的多样性需求，从而达到最佳的补偿状态，保证试验的正常进行，即本实施例中的每个补偿电容器组包括四个补偿电容，四个补偿电容相串联后连接在中间变压器Ts的高压侧两端之间。电流互感器TA串联在待试验的特高压换流变压器T的输入侧，其二次输出信号送至功率分析仪。电压互感器TV1并联在待试验的特高压换流变压器T的输入侧，其二次输出信号送至功率分析仪。功率分析仪由电流互感器TA测量得到待试验的特高压换流变压器T的电流A、由电压互感器TV1测量得到待试验的特高压换流变压器T的电压V，进而得到待试验的特高压换流变压器T的功率W并进行相应的数据分析，获得试验结果。
上述方案能够满足特高压换流变压器出厂试验项目中的空载、负载及温升三项最基本的试验，同时针对高海拔地区独特的地理条件，设计相应的试验装置，解决特高压换流变压器高海拔地区的出厂试验问题，从而保证了特高压换流变压器的生产和试验的广泛适用性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，用于在高海拔条件下对待试验的特高压换流变压器进行空载试验、负载试验和温升试验，其特征在于：所述高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置包括：
变频试验电源，所述变频试验电源用于输出电压可调的交流电压信号；
中间变压器，所述中间变压器与所述变频试验电源相连接，用于将所述交流电压信号升压至所需试验电压而输出试验电压信号，待试验的所述特高压换流变压器与所述中间变压器相连接；
第一补偿组件，所述第一补偿组件连接在所述中间变压器和待试验的所述特高压换流变压器之间，用于在对待试验的特高压换流变压器进行空载试验时进行补偿；
第二补偿组件，所述第二补偿组件连接在所述中间变压器和待试验的所述特高压换流变压器之间，用于在对待试验的特高压换流变压器进行负载试验或温升试验时补偿无功容量；
测量系统，所述测量系统包括用于对待试验的所述特高压换流变压器的电流进行测量的电流互感器、用于对待试验的所述特高压换流变压器的电压进行测量的电压互感器、分别与所述电流互感器和所述电压互感器相连接并基于所述特高压换流变压器的电流和电压进行试验数据分析的功率分析仪。
2.根据权利要求1所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置还包括：
远程中央控制台，所述远程中央控制台分别与所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统远程连接，用于分别控制和监测所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统。
3.根据权利要求2所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述远程中央控制台通过光纤通讯控制线分别与所述变频试验电源、所述中间变压器、所述第一补偿组件、所述第二补偿组件、所述测量系统远程连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述变频试验电源的输出的所述交流电压信号的电压可调范围为0~10kV。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述中间变压器的高压侧包括可以串联或并联的全绝缘双绕组。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述第一补偿组件包括若干个空载补偿电容器和若干个多次谐波滤波器。
7.根据权利要求6所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述第一补偿组件包括两个所述空载补偿电容器和两个所述多次谐波滤波器，两个所述空载补偿电容器相串联后连接在所述中间变压器的高压侧两端之间，两个所述谐波滤波器并联在所述中间变压器的高压侧两端之间。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：所述第二补偿组件包括若干个补偿电容器组，每个所述补偿电容器组包括多个补偿电容，每个所述补偿电容器组中的所述补偿电容相串联后连接在所述中间变压器的高压侧两端之间。
9.根据权利要求8所述的高海拔特高压换流变压器空负载及温升试验装置，其特征在于：每个所述补偿电容器组包括四个所述补偿电容。
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