CN113253022A - 特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置及方法。该装置的第一电源模块用于在进行空载试验时向阀侧套管输出试验电压；该装置的第一数据记录模块用于在特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压和试验电压，确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；该装置的第二电源模块用于在进行冲击试验时向阀侧套管输出冲击电压；该装置的第二数据记录模块用于根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。采用本申请的方案能够实现特高压换流变压器测试内部瞬态电压的传递特性的测试。

Description

特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置及方法

技术领域

本申请涉及瞬态电压测试技术领域，特别是涉及一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置及方法。

背景技术

随着社会的发展，电力需求越来越大。我国能源分布与电力负荷需求存在区域分布不均衡的特点，为满足东部地区的电力负荷需求，西电东输工程应运而生。为了满足大容量电能远距离传输的需要，我国正在加速建设特高压输电网，而特高压换流变压器作为特高压直流输电工程中的关键设备，其能否安全、稳定地运行是影响系统安全性的重要因素。

然而，目前国内外尚无针对特高压换流变压器的内部瞬态电压传递特性测试的相关研究及方法手段，这为特高压换流变压器的运行维护带来了极大的挑战。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对特高压换流变压器的内部瞬态电压传递特性进行有效测试的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置和方法。

一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，所述装置包括空载试验模组和冲击试验模组；空载试验模组包括第一电源模块和第一数据记录模块，冲击试验模组包括第二电源模块和第二数据记录模块；

第一电源模块用于连接特高压换流变压器的阀侧套管，用于在进行空载试验时向阀侧套管输出试验电压；

第一数据记录模块用于连接特高压换流变压器的网侧套管，用于在进行空载试验时，在特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压和试验电压，确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；

第二电源模块用于连接阀侧套管，用于在进行冲击试验时向阀侧套管输出冲击电压；

第二数据记录模块用于连接网侧套管，用于在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

在其中一个实施例中，第一电源模块用于输出各试验电压；

第一数据记录模块用于确定各试验电压分别对应的第一峰值电压，并根据各试验电压、各试验电压对应的第一峰值电压以及分接开关档位的改变顺序确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第一峰值电压为第一电压的峰值电压。

在其中一个实施例中，第二电源模块用于输出各冲击电压；

第二数据记录模块用于确定各冲击电压分别对应的第二峰值电压，并根据各冲击电压以及各冲击电压对应的第二峰值电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第二峰值电压为第二电压的峰值电压。

在其中一个实施例中，第二数据记录模块用于分别连接特高压换流变压器的1.1套管和1.9套管，并在进行冲击试验时，计算1.1套管的电压与1.9套管的电压之间的电位差，并将电位差确认为第二电压。

在其中一个实施例中，冲击试验模组还包括用于连接1.1套管的第一电阻；第一电阻用于测试特高压换流变压器对冲击电压的承受能力。

在其中一个实施例中，冲击试验模组还包括第二电阻；第二电阻的一端用于连接特高压换流变压器的4.2套管，另一端用于接地；第二电源模块用于连接特高压换流变压器的4.1套管。

在其中一个实施例中，第一数据记录模块用于连接特高压换流变压器的1.3套管，并将1.3套管的输出电压确认为第一电压。

在其中一个实施例中，冲击试验模组还包括数字记录仪；

数字记录仪连接第二电源模块，用于获取冲击电压，并确定冲击电压是否满足特高压换流变压器的输入电压要求。

在其中一个实施例中，空载试验模组还包括电压采集模块、电流采集模块和功率分析模块；功率分析模块分别连接电压采集模块和电流采集模块，电压采集模块和电流采集模块均连接第一电源模块；

电压采集模块用于对试验电压进行采集，得到采集电压，并将采集电压输出至功率分析模块；

电流采集模块用于对第一电源模块的输出电流进行采集，得到采集电流，并将采集电流输出至功率分析模块；

功率分析模块用于根据采集电压和采集电流，确定试验电压和输出电流是否满足特高压换流变压器的输入要求。

上述特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，包括空载试验模组和冲击试验模组，其中，空载试验模组用于对空载条件下的特高压换流变压器的内部瞬态电压传递特性进行测试，冲击试验模组用于对冲击条件下的特高压换流变压器的内部瞬态电压传递特性进行测试。空载试验模组包括第一电源模块和第一数据记录模块，第一电源模块用于连接特高压换流变压器的阀侧套管，第一数据记录模块用于连接特高压换流变压器的网侧套管。在进行空载试验时，第一电源模块用于在进行空载试验时向阀侧套管输出试验电压，第一数据记录模块用于在特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压和试验电压，确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。冲击试验模组包括第二电源模块和第二数据记录模块，第二电源模块用于连接阀侧套管，第二数据记录模块用于连接网侧套管。第二电源模块用于在进行冲击试验时向阀侧套管输出冲击电压，第二数据记录模块用于在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。如此，本申请可通过空载试验模组和冲击试验模组，分别对不同运行工况下的特高压换流变压器进行测试，以确定不同工况下的内部瞬态电压传递特性，从而实现特高压换流变压器测试内部瞬态电压的传递特性的测试。

一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验方法，所述方法包括：

电源模块在进行空载试验时向特高压换流变压器输出试验电压，以及在进行冲击试验时向特高压换流变压器输出冲击电压；

数据记录模块在进行空载试验时，在特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压以及试验电压，确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；以及，在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

上述特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验方法，电源模块在进行空载试验时向特高压换流变压器输出试验电压，以及在进行冲击试验时向特高压换流变压器输出冲击电压；数据记录模块在进行空载试验时，在特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压以及试验电压，确定特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；以及，在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。如此，本申请可通过分别对不同运行工况下的特高压换流变压器进行测试，以确定不同工况下的内部瞬态电压传递特性，从而实现特高压换流变压器测试内部瞬态电压的传递特性的测试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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附图。

图1为一个实施例中特高压换流变压器的结构示意图；

图2为一个实施例中特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置的结构示意图；

图3为一个实施例中冲击试验装置的结构示意图；

图4为一个实施例中空载试验装置的第一结构示意图；

图5为一个实施例中空载试验装置的第二结构示意图；

图6为一个实施例中Ut为50％额定电压，分接开关切换顺序为11档调整至10档时对应的1.3电压曲线；

图7为一个实施例中Ut为50％额定电压，分接开关切换顺序为10档调整至11档时对应的1.3电压曲线；

图8为一个实施例中Ut为70％额定电压，分接开关切换顺序为11档调整至12档时对应的1.3电压曲线；

图9为一个实施例中Ut为70％额定电压，分接开关切换顺序为12档调整至11档时对应的1.3电压曲线；

图10为一个实施例中1.1经300Ω电阻接地时的电压曲线；

图11为一个实施例中1.1直接接地时的电压曲线；

图12为一个实施例中特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该/其”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

特高压换流变压器100可以是用于对特高压进行处理的变压器，在设置变压器绕组的引出线时，引出线需要穿过绝缘套管，使得各引出线之间以及引出线与变压器外壳之间绝缘。可以理解，下述实施例中所述的设备A连接套管，可以是指设备A与套管内的引出线相连接，以连接变压器的内部结构。

按照套管(或引出线)的连接关系，特高压换流变压器100中的套管可分为阀侧套管和网侧套管，其中，阀侧套管可以是指用于与整流阀连接的一侧套管，可以为低压侧套管。而网侧套管可以是指与交流电网进行连接的一侧套管，可以为高压侧套管。可以理解，按照连接关系的不同，除阀侧套管和网侧套管外，特高压换流变压器100中还可包括更多类型的套管，本申请对此不作具体限制。同时，按照划分方式的不同，特高压换流变压器100中的套管进行其他方式的划分，并不局限于阀侧套管和网侧套管。

请参阅图1，图1示出了特高压换流变压器100的示意性结构图，图中4.1套管和4.2套管为阀侧套管，1.1套管至1.20套管(共20个)为网侧套管。进一步地，特高压换流变压器100中的不同分接开关档位对应着不同的输出电压，即特高压换流变压器100可根据分接开关档位被配置为输出不同的电压。在实际应用时，通过改变特高压换流变压器100的分接开关档位(例如从10档切换为11档)，从而可调整特高压换流变压器100的输出电压。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，该装置包括空载试验模组和冲击试验模组，空载试验模组包括第一电源模块210和第一数据记录模块220，冲击试验模组包括第二电源模块310和第二数据记录模块320。第一电源模块210和第二电源模块310均用于连接特高压换流变压器100的阀侧套管，第一数据记录模块220和第二数据记录模块320均用于连接特高压换流变压器100的网侧套管。需要说明的是，第一电源模块210和第二电源模块310可连接相同的阀侧套管，也可连接不同的阀侧套管，类似地，第一数据记录模块220和第二数据记录模块320可连接相同的阀侧套管，也可分别连接不同的阀侧套管。

其中，第一电源模块210用于在进行空载试验时向阀侧套管输出试验电压；第一数据记录模块220用于在进行空载试验时，在特高压换流变压器100的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压和试验电压，确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。第二电源模块310用于在进行冲击试验时向阀侧套管输出冲击电压；第二数据记录模块320用于在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

其中，空载试验可以是对空载条件下的特高压换流变压器100进行测试，以获取其在空载条件下的内部瞬态电压传递特性的试验。冲击试验可以是对冲击条件下的特高压换流变压器100进行测试，仪获取其在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性的试验。

具体而言，特高压换流变压器100的运行工况包括空载条件下的运行工况和冲击条件下的运行工况，因此在测试其内部瞬态电压传递特性时，需要测试空载条件下的内部瞬态电压传递特性和冲击条件下的内部瞬态电压传递特性，以提高测试的准确性。

在进行空载试验时，第一电源模块210与第一数据记录模块220均连接特高压换流变压器100。第一电源模块210向特高压换流变压器100的阀侧施加试验电压，试验电压的具体电压值可根据特高压换流变压器100的技术参数、试验要求等因素来确定，本申请对此不作具体限制。在一个示例中，试验电压可为特高压换流变压器100额定电压的50％或70％。在第一电源模块210向特高压换流变压器100施加试验电压后，可对特高压换流变压器100的分接开关档位进行改变，即将分接开关档位从当前档位调整至另一档位(另一档位不同于当前档位)。在分接开关档位发生改变的情况下，第一数据记录模块220可获取特高压换流变压器100网侧的输出电压，即第一电压，并根据第一电压与试验电压确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。

可以理解，为提高试验的准确性，第一电源模块210可分别向特高压换流变压器100输出多个不用的试验电压。第一数据记录模块220可不同试验电压下的第一电压，并根据各试验电压和各试验电压对应的第一电压类确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。

在进行冲击试验时，第二电源模块310与第二数据记录模块320均连接特高压换流变压器100。第二电源模块310向特高压换流变压器100的阀侧施加冲击电压。可以理解，冲击电压的电压值和电压波形均可以根据特高压换流变压器100的技术参数、应用场景、设置方式以及试验要求等因素来确定，本申请对此不作具体限制。在一个示例中，第二电源模块310可在阀侧施加-250千伏的冲击电压。第二数据记录模块320用于根据网侧套管的输出电压计算第二电压，并根据第二电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。在其中一个实施例中，在进行冲击试验时，第二数据记录模块320可获取分接开关档位发生改变的情况下的第二电压。

上述特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，可通过空载试验模组和冲击试验模组，分别对不同运行工况下的特高压换流变压器100进行测试，以确定不同工况下的内部瞬态电压传递特性，从而实现特高压换流变压器100测试内部瞬态电压的传递特性的测试。

在一个实施例中，第一电源模块210用于输出各试验电压；第一数据记录模块220用于确定各试验电压分别对应的第一峰值电压，并根据各试验电压、各试验电压对应的第一峰值电压以及分接开关档位的改变顺序确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第一峰值电压为第一电压的峰值电压。

其中，分接开关档位的改变顺序可为分接开关档位的调整顺序，可包括调整前的分接开关档位和调整后的分接开关档位，例如从10档切换至11档，以及从11档切换至10档等。

具体而言，第一电源模块210可分别向特高压换流变压器100的阀侧套管输出多个不同的试验电压，即向特高压换流变压器100的阀侧分别施加多个不同的试验电压，并通过第一数据记录模块220分别记录各试验电压下的第一电压，以据此得到特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。

对于每一试验电压，第一数据记录模块220获取该试验电压下的第一电压，并确定第一电压中的峰值电压(即第一峰值电压)。第一数据记录模块220根据第一峰值电压和分接开关档位的改变顺序，得到该试验电压下的测试数据。在得到每一试验电压的测试数据后，第一数据记录模块220可根据各试验电压及各试验电压对应的测试数据，确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性。

需要说明的是，每一试验电压可对应着一个或多个第一峰值电压，本申请对此不作具体限定，只需其可准确反映特高压换流变压器100在该试验电压下的传递特性即可。在一个示例中，请参阅表1，表1中试验电压、峰值电压1和峰值电压2反映了该特高压换流变压器100在空载条件下内部瞬态电压的传递特性。

表1某特高压换流变压器100在空载条件下内部瞬态电压的传递特性

施加电压(kV)	切换顺序	测量峰值1(kV)	测量峰值2(kV)
				48.21	11档→10档	1.81	2.56
48.21	10档→11档	2.29	1.48
				67.49	11档→12档	3.305	3.30
67.49	12档→11档	1.11	3.51

本实施例中，通过将根据试验电压、试验电压对应的第一峰值电压以及分接开关档位的改变顺序确定一试验电压下的测试数据，并根据多个试验电压下的测试数据确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性，从而可提高试验的准确性。

在一个实施例中，第二电源模块310用于输出各冲击电压；第二数据记录模块320用于确定各冲击电压分别对应的第二峰值电压，并根据各冲击电压以及各冲击电压对应的第二峰值电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第二峰值电压为第二电压的峰值电压。

具体而言，第二电源模块310用于向特高压换流变压器100的阀侧套管输出多个不同的冲击电压，即向特高压换流变压器100的阀侧施加多个不同的冲击电压。第二数据记录模块320分别获取各冲击电压下的第二电压，并根据各第二电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

对于每一冲击电压，第二数据记录模块320获取该冲击电压下特高压换流变压器100网侧套管输出的电压，并据此确定该冲击电压下的第二电压，且确定第二电压中的峰值电压(即第二峰值电压)。在获取各冲击电压下的第二峰值电压后，第二数据记录模块320根据各冲击电压以及各冲击电压对应的第二峰值电压，确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

需要说明的是，每一冲击电压可对应着一个或多个第二峰值电压，本申请对此不作具体限定，只需其可准确反映特高压换流变压器100在该冲击电压下的传递特性即可。

本实施例中，通过向特高压换流变压器100分别施加多个冲击电压，并根据各冲击电压以及各冲击电压对应的第二峰值电压，确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性，从而可提高试验的准确性。

在一个实施例中，请参阅图3，第二数据记录模块320用于分别连接特高压换流变压器100的1.1套管和1.9套管，并在进行冲击试验时，计算1.1套管的电压与1.9套管的电压之间的电位差，并将电位差确认为第二电压。

具体而言，如图1和图3所示，特高压换流变压器100的网侧套管可包括1.1套管和1.9套管。其中，1.1套管和1.9套管可分别对应着特高压换流变压器100的不同分接开关档位。第二数据记录模块320用于分别连接1.1套管和1.9套管，以获取两个套管的输出电压，并计算两个输出电压之间的电位差，该电位差即为第二电压。如此，可准确获取特高压换流变压器100在冲击条件下的网侧输出电压，以提高试验的准确性。

进一步地，第二数据记录模块320还可用于连接特高压换流变压器100的4.1套管，使其能够准确获取输入至特高压换流变压器100的冲击电压，并根据冲击电压与电位差确定特高压换流变压器100冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

在一个实施例中，请参阅图3，冲击试验模组还包括用于连接1.1套管的第一电阻R1；第一电阻R1用于测试特高压换流变压器100对冲击电压的承受能力。

具体而言，请参阅图3，冲击试验模组还可包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端用于与1.1套管连接，另一端用于接地。第一电阻R1作为示伤电阻，可用于辅助观察特高压换流变压器100是否能够承受当前的冲击电压，当特高压环流变压器不能承受当前的冲击电压时，第一电阻R1上会体现出“伤痕”。

在一个示例中，请参阅表2，表2示出了采用250千伏的冲击电压进行测试时，在连接了第一电阻R1(即300Ω电阻)与不连接第一电阻R1情况下第二电压的峰值电压。表2中冲击电压、峰值电压1和峰值电压2反映了该特高压换流变压器100在冲击条件下内部瞬态电压的传递特性。

表2某特高压换流变压器100在冲击条件下内部瞬态电压的传递特性

冲击电压(kV)	1.1状态	测量峰值1(kV)	测量峰值2(kV)
				-249	经300Ω电阻接地	-3.675	-21.9
-249.9	直接接地	-3.728	/

本实施例通过设置连接1.1套管的第一电阻R1，从而可通过第一电阻R1测试特高压换流变压器100对于冲击电压的承受能力，从而可确保试验的安全进行，并提高试验结果的准确性。

在一个实施例中，请参阅图3，冲击试验模组还包括第二电阻R2；第二电阻R2的一端用于连接特高压换流变压器100的4.2套管，另一端用于接地；第二电源模块310用于连接特高压换流变压器100的4.1套管。

具体而言，请参阅图3，冲击试验模组还包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端用于连接特高压换流变压器100的4.2套管，第二电阻R2的另一端用于接地。在第二电阻R2接入特高压换流变压器100的阀侧后，相当于在4.1套管和4.2套管的回路里增加了电阻，从而可改变冲击电压的特性参数，实现半峰时间可调。如此，可多方位考核特高压换流变压器100的传递特性，进一步增加试验的准确性。

在一个实施例中，请参阅图3，冲击试验模组还包括数字记录仪330；数字记录仪330连接第二电源模块310，用于获取冲击电压，并确定冲击电压是否满足特高压换流变压器100的输入电压要求。

具体而言，请参阅图3，冲击试验模组中的数字记录仪330连接第二电源模块310，用于确认并记录输入到特高压换流变压器100的试验电源参数是否满足要求，即数字记录仪330用于获取第二电源模块310输出的冲击电压，并确定冲击电压是否满足特高压换流变压器100的输入电压要求。进一步地，数字记录仪330还可用于获取第二电源模块310输出的其它电参数(如电流等)，并据此判断第二电源模块310的电源参数是否满足特高压换流变压器100的相关要求以及试验要求。

考虑到特高压换流变压器100在电压、容量和结构等方面均与常规换流变压器有着较大区别，在对特高压换流变压器100进行试验时，对试验设备的技术参数要求更高(如所需的试验电压、电流比常规换流变更高)，因此，无法将常规换流变的试验方法直接应用在特高压换流变压器100上。而本申请可根据特高压换流变压器100的需要提高试验设备的技术参数，以确保试验的正常进行。通过数字记录仪330对第二电源模块310输出的电参数进行采集、记录和判断，从而可提高试验的安全性和准确性。

在其中一个实施例中，如图3所示，冲击试验模组还可包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的一端分别连接第二电源模块310和特高压换流变压器100的4.1套管，第一电容C1的另一端分别连接数字记录仪330和第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端用于接地。如此，可提高数字记录仪330采集、记录的数据的准确性。

在一个实施例中，请参阅图4，第一数据记录模块220用于连接特高压换流变压器100的1.3套管，并将1.3套管的输出电压确认为第一电压。具体而言，请参阅图1和图3，具体而言，如图1和图3所示，特高压换流变压器100的网侧套管可包括1.3套管，1.1套管、1.3套管和1.9套管可分别对应着特高压换流变压器100的不同分接开关档位。第一数据记录模块220用于连接特高压换流变压器100的1.3套管，以获取1.3套管的输出电压，并将其确认为第一电压。如此，可提高空载试验的准确性。

在一个实施例中，请参阅图4，空载试验模组还包括电压采集模块230、电流采集模块240和功率分析模块250；功率分析模块250分别连接电压采集模块230和电流采集模块240，电压采集模块230和电流采集模块240均连接第一电源模块210；

电压采集模块230用于对试验电压进行采集，得到采集电压，并将采集电压输出至功率分析模块250；

电流采集模块240用于对第一电源模块210的输出电流进行采集，得到采集电流，并将采集电流输出至功率分析模块250；

功率分析模块250用于根据采集电压和采集电流，确定试验电压和输出电流是否满足特高压换流变压器100的输入要求。

具体而言，空载试验模组中的电压采集模块230分别连接第一电源模块210和功率分析模块250，用于对试验电压进行采集，以得到采集电压，并将采集电压输出至功率分析模块250。电流采集模块240分别连接第一电源模块210和功率分析模块250，用于对第一电源模块210的输出电流进行采集，以得到采集电流，并将采集电流输出至功率分析模块250。功率分析模块250根据采集电压和采集电流获取第一电源模块210的电源参数，并据此判断该电源参数是否满足特高压换流变压器100的相关要求以及试验要求。

本实施例中，试验装置可根据特高压换流变压器100的需要提高试验设备的技术参数，以确保试验的正常进行。通过电压采集模块230和电流采集模块240对第一电源模块210输出的电参数进行采集和记录，并通过功率分析模块250判断第一电源模块210输出的电参数是否满足特高压换流变压器100的相关要求以及试验要求，从而可提高试验的安全性和准确性。

为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明，待测设备为某一特高压换流变压器，其技术参数如表3所示。

表3特高压换流变压器的技术参数

本申请的试验装置包括空载试验模组和冲击试验模组，其中，空载试验模组可如图5所示，包括第一电源模块210、第一电压互感器PT1、第二电压互感器PT2、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、功率分析仪251、第一数据记录模块220、第三电容C3和第四电容C4。第一电源模块210包括变频电源211和中间变压器213，由于无法直接通过变频电源211输出符合条件的试验电压，因此可在通过中间变压器213进行变换，以输出满足要求的试验电压。同时，中间变压器213还可防止被试设备故障时产生的冲击损坏变频电源211。其中，变频电源211可为6000kW 50Hz变频电源，中间变压器213可为20000kVA中间变压器。

请参阅图5，变频电源211分别连接中间变压器213的2A端和2C端，中间变压器213的1A端分别连接第一电流互感器CT1、第一电压互感器PT1和特高压换流变压器100的4.1套管，中间变压器213的1C端分别连接第二电流互感器CT2、第二电压互感器PT2和特高压换流变压器100的4.2套管。第一电流互感器CT1和第二电流互感器CT2均连接功率分析仪251，功率分析仪251分别连接第一电压互感器PT1和第二电压互感器PT2。第三电容C3的一端连接特高压换流变压器100的1.3套管，另一端分别连接第一数据记录模块220和第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端用于接地。第一数据记录模块220还用于连接特高压换流变压器100的1.2套管。

在进行空载试验时，调节变频电源211的输出电压，使得中间变压器213可向特高压换流变压器100的4.1及4.2套管之间施加试验电压Ut，并改变特高压换流变压器100的分接开关档位m，第一数据记录模块220测试并记录1.3套管的输出电压，并根据Ut与该输出电压之间的关系确定空载条件下的内部瞬态电压传递特性。

具体而言，可按照下述步骤进行空载试验：(1)在阀侧(即4.1套管及4.2套管之间)施加试验电压Ut，此时Ut的幅值为50％额定电压(即96.42的50％，为48.21kV)，并分别将分接开关档位从11档调整至10档，以及将分接开关档位从10档调整至11档，记录开关内部瞬态电压；(2)在阀侧(即4.1套管及4.2套管之间)施加试验电压Ut，此时Ut的幅值为70％额定电压(即96.42的70％，为67.49kV)，并分别将分接开关档位从11档调整至12档，以及将分接开关档位从12档调整至11档，记录开关内部瞬态电压。

请参阅图6-9，图6为Ut为50％额定电压，分接开关切换顺序为11档调整至10档时对应的1.3电压曲线，图7为Ut为50％额定电压，分接开关切换顺序为10档调整至11档时对应的1.3电压曲线，图8为Ut为70％额定电压，分接开关切换顺序为11档调整至12档时对应的1.3电压曲线，图9为Ut为70％额定电压，分接开关切换顺序为12档调整至11档时对应的1.3电压曲线。特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性可如表1所示。

冲击试验模组可如图3所示，包括第二电源模块310、数字记录仪330、第二数据记录模块320、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2。其中，第二电源模块310可为冲击发生器321。冲击发生器321的输出端分别连接特高压换流变压器100的4.1套管和第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端分别连接数字记录仪330和第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端用于接地。第二电阻R2的一端用于连接特高压换流变压器100的4.2套管，另一端用于接地。第一电阻R1的一端用于连接特高压换流变压器100的1.1套管，另一端用于接地。第二数据记录模块320分别连接4.1套管、1.1套管和1.9套管。

在进行冲击试验时，为确保试验安全，可在1.1套管尾端接第一电阻R1接地，为实现半峰时间可调，可在4.2套管尾端接第二电阻R2接地。在试验时，改变特高压换流变压器100分接开关档位，第二电源模块310在4.1及4.2套管之间施加冲击电压，第二数据记录模块320测量并记录1.1套管和1.9套管之间的电位差，并据此确定冲击条件下的内部瞬态电压传递情况。

具体而言，在进行冲击试验时，可通过冲击发生器321在阀侧(即4.1套管及4.2套管之间)施加冲击电压-250kV，有载分接开关档位设置为10档，1.1选择直接接地以及经过300Ω电阻(即经过第一电阻R1)接地，记录开关内部瞬态电压。请参阅图10-11，图10为1.1经300Ω电阻接地时的电压曲线，图11为1.1直接接地时的电压曲线。特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性可如表2所示。

本实施例提供了特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置及方法，能有效实现测试，为特高压换流变压器100的运行维护提供了新的方法和手段。

在一个实施例中，如图12所示，提供了一种特高压换流变压器100内部瞬态电压传递规律试验方法，该方法包括：

步骤410，电源模块在进行空载试验时向特高压换流变压器100输出试验电压，以及在进行冲击试验时向特高压换流变压器100输出冲击电压；

步骤420，数据记录模块在进行空载试验时，在特高压换流变压器100的分接开关档位发生改变的情况下，获取网侧套管输出的第一电压，以及根据第一电压以及试验电压，确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；以及，在进行冲击试验时，根据网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据第二电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

在一个实施例中，电源模块用于输出各试验电压；数据记录模块确定各试验电压分别对应的第一峰值电压，并根据各试验电压、各试验电压对应的第一峰值电压以及分接开关档位的改变顺序确定特高压换流变压器100在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第一峰值电压为第一电压的峰值电压。

在一个实施例中，数据记录模块用于获取特高压换流变压器1001.3套管的电压，并将该电压确认为第一电压。

在一个实施例中，电源模块用于输出各冲击电压；数据记录模块用于确定各冲击电压分别对应的第二峰值电压，并根据各冲击电压以及各冲击电压对应的第二峰值电压确定特高压换流变压器100在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，第二峰值电压为第二电压的峰值电压。

在一个实施例中，数据记录用于分别获取特高压换流变压器1001.1套管的电压和1.9套管的电压，并计算1.1套管的电压与1.9套管的电压之间的电位差，且将电位差确认为第二电压。

的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图10中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述装置包括空载试验模组和冲击试验模组；所述空载试验模组包括第一电源模块和第一数据记录模块，所述冲击试验模组包括第二电源模块和第二数据记录模块；

所述第一电源模块用于连接特高压换流变压器的阀侧套管，用于在进行空载试验时向所述阀侧套管输出试验电压；

所述第一数据记录模块用于连接所述特高压换流变压器的网侧套管，用于在进行所述空载试验时，在所述特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取所述网侧套管输出的第一电压，以及根据所述第一电压和所述试验电压，确定所述特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；

所述第二电源模块用于连接所述阀侧套管，用于在进行冲击试验时向所述阀侧套管输出冲击电压；

所述第二数据记录模块用于连接所述网侧套管，用于在进行所述冲击试验时，根据所述网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据所述第二电压确定所述特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

2.根据权利要求1所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述第一电源模块用于输出各所述试验电压；

所述第一数据记录模块用于确定各所述试验电压分别对应的第一峰值电压，并根据各所述试验电压、各所述试验电压对应的所述第一峰值电压以及所述分接开关档位的改变顺序确定所述特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，所述第一峰值电压为所述第一电压的峰值电压。

3.根据权利要求1所述特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述第二电源模块用于输出各所述冲击电压；

所述第二数据记录模块用于确定各所述冲击电压分别对应的第二峰值电压，并根据各所述冲击电压以及各所述冲击电压对应的第二峰值电压确定所述特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性；其中，所述第二峰值电压为所述第二电压的峰值电压。

4.根据权利要求1所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，

所述第二数据记录模块用于分别连接所述特高压换流变压器的1.1套管和1.9套管，并在进行所述冲击试验时，计算所述1.1套管的电压与所述1.9套管的电压之间的电位差，并将所述电位差确认为所述第二电压。

5.根据权利要求4所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述冲击试验模组还包括用于连接所述1.1套管的第一电阻；

所述第一电阻用于测试所述特高压换流变压器对所述冲击电压的承受能力。

6.根据权利要求1所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述冲击试验模组还包括第二电阻；

所述第二电阻的一端用于连接所述特高压换流变压器的4.2套管，另一端用于接地；所述第二电源模块用于连接所述特高压换流变压器的4.1套管。

7.根据权利要求1至6任一项所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述第一数据记录模块用于连接所述特高压换流变压器的1.3套管，并将所述1.3套管的输出电压确认为所述第一电压。

8.根据权利要求1至6任一项所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述冲击试验模组还包括数字记录仪；

所述数字记录仪连接所述第二电源模块，用于获取所述冲击电压，并确定所述冲击电压是否满足所述特高压换流变压器的输入电压要求。

9.根据权利要求1至6任一项所述的特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验装置，其特征在于，所述空载试验模组还包括电压采集模块、电流采集模块和功率分析模块；所述功率分析模块分别连接所述电压采集模块和所述电流采集模块，所述电压采集模块和所述电流采集模块均连接所述第一电源模块；

所述电压采集模块用于对所述试验电压进行采集，得到采集电压，并将所述采集电压输出至所述功率分析模块；

所述电流采集模块用于对所述第一电源模块的输出电流进行采集，得到采集电流，并将所述采集电流输出至所述功率分析模块；

所述功率分析模块用于根据所述采集电压和所述采集电流，确定所述试验电压和所述输出电流是否满足所述特高压换流变压器的输入要求。

10.一种特高压换流变压器内部瞬态电压传递规律试验方法，其特征在于，所述方法包括：

电源模块在进行空载试验时向所述特高压换流变压器输出试验电压，以及在进行冲击试验时向所述特高压换流变压器输出冲击电压；

数据记录模块在进行所述空载试验时，在所述特高压换流变压器的分接开关档位发生改变的情况下，获取所述网侧套管输出的第一电压，以及根据所述第一电压以及所述试验电压，确定所述特高压换流变压器在空载条件下的内部瞬态电压传递特性；以及，在进行所述冲击试验时，根据所述网侧套管的输出电压计算第二电压，以及根据所述第二电压确定所述特高压换流变压器在冲击条件下的内部瞬态电压传递特性。

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