CN117665463A - 一种变压器试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器试验系统及方法，属于变压器试验技术领域，包括控制电路、主电路和分析模块；所述控制电路包括工控机、集成控制器、采集模块；所述主电路包括试验电源、试验模块、切换模块。本发明的试验系统对变压器进行了全方位的综合试验，试验系统2个试位可以共用电源（调压器或变频电源或中频发电机组）、操作台，节约成本，较少试验场地占用，利用补偿装置，可以降低电源容量需求，降低成本。还有本发明的试验系统可以，能够提高试验的效率。
Description
技术领域
本发明涉及变压器试验技术领域，更具体的说是涉及一种变压器试验系统及方法。
背景技术
变压器试验包括例行试验、型式试验和特殊试验，依据标准是GB/T 1094.1、GB/T1094.2、GB/T 1094.3、GB/T 1094.5、GB/T 1094.10、GB/T 6451、GB/T 10228、GB 20052等。绕组电阻测量、电压比测量、绝缘电阻测量试验进行时，被试变压器不通电运行，可以用便携式设备进行测量，对电源无特殊要求。空载损耗和空载电流测量、短路阻抗和负载损耗测量、感应耐压试验、温升试验、过负载能力试验、局部放电测量、声级测定、等试验需要变压器带电运行，对电源要求较高，尤其是短路阻抗和负载损耗测量、温升试验、过负载能力试验对电源容量有要求。目前，试验设备集约度不高，需要搭建多个试验平台，占用场地大，需要设备多；缺乏统一的调配，导致变压器试验工作效率低，自动化水平低，影响变压器的生产效率，同时还存在试验电源有限，无法同时满足配电变压器和电力变压器试验需求。另外，还存在临时搭建的试验设备，缺乏相应的保护措施，整个试验过程操作繁琐复杂。
因此，提供一种集成度高、智能化的变压器试验系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种变压器试验系统及方法，集合了多个试验模块，能够对变压器进行多项试验项目的试验。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变压器试验系统，包括；包括控制电路、主电路和分析模块；所述控制电路包括工控机、集成控制器、采集模块；所述主电路包括试验电源、试验模块、切换模块；
所述工控机根据试验方案生成试验指令并发送给所述集成控制器；
所述集成控制器分别与所述试验电源、所述试验模块、所述切换模块、所述采集模块、所述分析模块连接，所述集成控制器根据所述试验指令生成控制指令，并根据所述控制指令集成控制所述试验电源、所述试验模块、所述切换模块、所述采集模块、所述分析模块；
所述试验电源用于根据所述集成控制器发送控制指令启动电源单元；
所述切换模块的两端分别连接所述试验电源和所述试验模块，所述切换模块根据所述集成控制器发送的控制指令连接所述试验电源和所述试验模块；
所述试验模块、所述采集模块和所述分析模块依次连接，所述采集模块获取所述试验模块的运行数据和试验数据后发送给所述分析模块，所述分析模块对所述运行数据和所述试验数据进行分析，生成试验报告后反馈给所述工控机，所述工控机根据所述试验报告生成新的试验指令。
优选的，所述分析模块包括：运行数据单元、参数获取单元、偏差单元、生成单元；
所述运行数据单元用于检测所述运行数据是否符合要求，若所述运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则提示重新进行试验；
所述参数获取单元用于获取待试验变压器的标准参数；
所述偏差单元用于计算所述试验模块获取的试验数据与所述标准参数的偏差值；
所述生成单元用于根据所述试验数据和所述偏差值生成试验报告。
优选的，所述偏差单元包括量级判断子单元、计算子单元、量级转换子单元；
所述量级判断子单元用于判断所述标准参数与所述试验数据是否属于同一量级，若所述标准参数与所述试验数据属于同一量级，则通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；若所述标准参数与所述试验数据不属于同一量级，则通过所述量级转换子单元将所述试验数据的量级转换为所述标准参数的量级，再通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值。
优选的，所述试验模块包括：第一开关、第二开关、中间变压器、第一补偿电容、第二补偿电容；
所述第一开关和所述第二开关的输入端分别与所述切换模块连接，所述第一开关的输出端与所述中间变压器的一次侧连接，所述中间变压器的二次侧连接第一待试验变压器的一次侧、所述第一补偿电容；所述第二开关输出端与第二待测变压器连接。
优选的，所述系统还包括试验保护模块、样品保护模块；所述电源保护模块设置在电源输出端，所述试验保护模块设置在试验模块的输入端，所述样品保护设置在待试验变压器输入端。
一种变压器试验方法，应用于上述的任意一种变压器试验系统，包括以下步骤：
根据试验方案生成试验指令；
将所述试验指令转换成控制指令，根据控制指令启动电源，并将电源连接到对应的试验模块进行试验工作，在试验过程中，采集试验模块的运行数据和待试验变压器的试验数据；
判断所述运行数据是否满足试验要求，若所述运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则重新进行试验，并根据所述试验报告生成新的试验指令。
优选的，根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告，包括：
获取地试验变压器的标准参数；
判断所述标准参数与所述试验数据是否属于同一量级；若所述标准参数与所述试验数据属于同一量级，则计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；若所述标准参数与所述试验数据不属于同一量级，则根据将所述试验数据的量级转换为所述标准参数的量级，再计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；
根据所述偏差值生成试验报告。
优选的，根据所述偏差值生成试验报告包括：
若所述偏差值不处于预设范围内，则标记为异常数据；
若所述偏差值处于预设范围内，则根据预设的偏差值与数据差别级别的映射关系，输出数据差别级别值。
优选的，根据所述试验报告生成新的试验指令，包括：
对所述试验报告中存在标记为异常数据和数据差别级别值大于预设值的待试验变压器生成二次试验指令；
对所述试验报告中数据差别级别值小于等于预设值的待试验变压器生成试验停止指令。
优选的，在试验过程中，试验电源、试验模块、待试验变压器的电压或电流值超过了预设值后，将发出警告并中止操作。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种变压器试验系统及方法，实现变压器各项功能的全自动试验，自动化程度高；本发明的试验系统对变压器进行了全方位的综合试验，试验系统可以共用电源（调压器或变频电源或中频发电机组）、电压电流功率测量装置、操作台，节约成本，较少试验场地占用，利用补偿装置，可以降低电源容量需求，降低成本。还有本发明的试验系统可以同时对多个变压器进行试验，能够提高试验的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明中试验模块的结构示意图；
图3为本发明的方法流程图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种变压器试验系统，如图1所示，包括控制电路、主电路和分析模块；所述控制电路包括工控机、集成控制器、采集模块；所述主电路包括试验电源、试验模块、切换模块；
工控机根据试验方案生成试验指令并发送给集成控制器；工控机由工控屏构成，其PC单元安装了人机交互软件，软件包括设备自检、数据管理、试品管理、流程管理、一键测量和分项测量等功能。工控机内还设置有远程控制单元，远程控制单元与移动终端连接，能够远程控制试验系统。
集成控制器分别与试验电源、试验模块、切换模块、采集模块、分析模块连接，集成控制器根据试验指令生成控制指令，并根据控制指令集成控制试验电源、切换模块、试验模块、采集模块、分析模块；
试验电源用于根据集成控制器发送控制指令启动电源单元；试验电源单元包含变频电源或调压器、中频发电机组等，系统执行某一个检测项时调用相应的试验工作电源。感应耐压试验和局部放电测量试验电源可以用变频器或中频发电机组，空载损耗测量、负载损耗测量、温升试验、短时过负载能力试验、声级测定试验电源可以用变频器或调压器。
切换模块的两端分别连接试验电源和试验模块，切换模块根据集成控制器发送的控制指令连接试验电源和试验模块；
试验模块、采集模块和分析模块依次连接，采集模块获取试验模块的运行数据和试验数据后发送给分析模块，分析模块对运行数据和试验数据进行分析，生成试验报告后反馈给工控机，工控机根据试验报告生成新的试验指令。采集模块可以采用互感器和功率分析仪用于变压器的空载损耗和空载电流测量、负载损耗测量和短路阻抗测量、温升试验、短时过负载能力试验、声级测定、感应耐压试验等；温度巡检仪用于变压器的温升试验；局部放电检测仪用于局部放电试验。其中，温度巡检仪、局部放电测试仪可采用便携式局部放电测试仪。
优选的，分析模块包括：运行数据单元、参数获取单元、偏差单元、生成单元；
所述运行数据单元用于检测所述运行数据（电压、电流、频率、损耗值等）是否符合要求，若所述运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则重新进行试验；
参数获取单元用于获取待试验变压器的标准参数；
偏差单元用于计算试验模块获取的试验数据与标准参数的偏差值；
生成单元用于根据试验数据和偏差值生成试验报告。
优选的，所述偏差单元包括量级判断子单元、计算子单元、量级转换子单元；
所述量级判断子单元用于判断所述标准参数与所述试验数据是否属于同一量级，若所述标准参数与所述试验数据属于同一量级，则通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；若所述标准参数与所述试验数据不属于同一量级，则通过所述量级转换子单元将所述试验数据的量级转换为所述标准参数的量级，再通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值。
空载损耗和负载损耗试验结束后，分析模块根据强制性国家标准GB 20052《电力变压器能效限定值及能效等级》的限值以及测得的空载损耗和负载损耗值，分析出被试变压器的能效等级并报出。
优选的，试验模块可以进行温升试验、空载损耗测量、负载损耗测量、感应耐压试验、局部放电测量、短时过负载能力试验。
如图2所示，试验模块包括：第一开关S1、第二开关S2、中间变压器T1、第一补偿电容C1、第二补偿电容C2；
第一开关S1和第二开关S2的输入端分别与切换模块连接，第一开关S1的输出端与中间变压器T1的一次侧连接，中间变压器T2的二次侧连接第一待试验变压器T2的一次侧、第一补偿电容C1；第二开关S2输出端与第二待测变压器T3连接。
本实施例中试验模块包含2套无功补偿装置，分别在电源出线端和中间变压器高压侧出线端进行安装。在电源出线端设置转换开关，分为2个试验回路，第1回路适用于配电变压器，第2回路适用于电力变压器。负载损耗测量、温升试验、短时过负载能力试验需要用到电容补偿，控制模块根据试验参数自动投切。
优选的，系统还包括电源保护模块、试验保护模块、样品保护模块；所述电源保护模块设置在电源输出端，所述试验保护模块设置在试验模块的输入端，所述样品保护设置在待试验变压器输入端。
一种变压器试验方法，应用于上述的任意一种变压器试验系统，如图3所示，包括以下步骤：
根据试验方案生成试验指令；
将试验指令转换成控制指令，根据控制指令启动对应的电源，并将电源连接到对应的试验模块进行试验工作，在试验过程中，采集试验模块的运行数据和待试验变压器的试验数据；
判断运行数据是否满足试验要求，若运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则提示重新进行试验，并根据试验报告生成新的试验指令。负载损耗测量、温升试验和短时过负载能力试验需要待被试变压器冷却后重新进行试验，因此，需要在新的试验指令中添加延时指令，等待北师变压器冷却后重新进行试验。
优选的，根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告，包括：
获取地试验变压器的标准参数；
判断标准参数与试验数据是否属于同一量级；若标准参数与试验数据属于同一量级，则计算试验数据与标准参数的偏差值；若标准参数与试验数据不属于同一量级，则根据将试验数据的量级转换为标准参数的量级，再计算试验数据与标准参数的偏差值；
根据偏差值生成试验报告。空载损耗和负载损耗试验结束后，分析模块根据强制性国家标准GB 20052《电力变压器能效限定值及能效等级》的限值以及测得的空载损耗和负载损耗值，分析出被试变压器的能效等级并报出。
优选的，根据偏差值生成试验报告包括：
若偏差值不处于预设范围内，则标记为异常数据；
若偏差值处于预设范围内，则根据预设的偏差值与数据差别级别的映射关系，输出数据差别级别值。
空载损耗和负载损耗是变压器能效指标，能效等级分为1级，2级，3级，1级最节能，3级为最低能效要求。不同容量和类型的变压器能效限值各不相同。试验结束后，分析模块根据强制性国家标准GB 20052《电力变压器能效限定值及能效等级》的限值以及测得的空载损耗和负载损耗值，分析出被试变压器的能效等级并报出。可以更高效更直观的得出试验结论。分析模块中分析程序可以允许更改，以便国家标准GB 20052修订后技术人员可以及时进行相应修改。
优选的，根据试验报告生成新的试验指令，包括：
对试验报告中存在标记为异常数据和数据差别级别值大于预设值的待试验变压器生成二次试验指令；
对试验报告中数据差别级别值小于等于预设值的待试验变压器生成试验停止指令。
优选的，在试验过程中，试验电源、试验模块、待试验变压器的电压或电流值超过了预设值后，将发出警告并中止操作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种变压器试验系统，其特征在于，包括控制电路、主电路和分析模块；所述控制电路包括工控机、集成控制器、采集模块；所述主电路包括试验电源、试验模块、切换模块；
所述工控机根据试验方案生成试验指令并发送给所述集成控制器；
所述集成控制器分别与所述试验电源、所述试验模块、所述切换模块、所述采集模块、所述分析模块连接，所述集成控制器根据所述试验指令生成控制指令，并根据所述控制指令集成控制所述试验电源、所述试验模块、所述切换模块、所述采集模块、所述分析模块；
所述试验电源用于根据所述集成控制器发送控制指令启动试验电源；
所述切换模块的两端分别连接所述试验电源和所述试验模块，所述切换模块根据所述集成控制器发送的控制指令连接所述试验电源和所述试验模块；
所述试验模块、所述采集模块和所述分析模块依次连接，所述采集模块获取所述试验模块的运行数据和试验数据后发送给所述分析模块，所述分析模块对所述运行数据和所述试验数据进行分析，生成试验报告后反馈给所述工控机，所述工控机根据所述试验报告生成新的试验指令。
2.根据权利要求1所述的一种变压器试验系统，其特征在于，所述分析模块包括：运行数据单元、参数获取单元、偏差单元、生成单元；
所述运行数据单元用于检测所述运行数据是否符合要求，若所述运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则重新进行试验；
所述参数获取单元用于获取待试验变压器的标准参数；
所述偏差单元用于计算所述试验模块获取的试验数据与所述标准参数的偏差值；
所述生成单元用于根据所述试验数据和所述偏差值生成试验报告。
3.根据权利要求2所述的一种变压器试验系统，其特征在于，所述偏差单元包括量级判断子单元、计算子单元、量级转换子单元；
所述量级判断子单元用于判断所述标准参数与所述试验数据是否属于同一量级，若所述标准参数与所述试验数据属于同一量级，则通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；若所述标准参数与所述试验数据不属于同一量级，则通过所述量级转换子单元将所述试验数据的量级转换为所述标准参数的量级，再通过所述计算子单元计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值。
4.根据权利要求1所述的一种变压器试验系统，其特征在于，所述试验模块包括：第一开关、第二开关、中间变压器、第一补偿电容、第二补偿电容；
所述第一开关和所述第二开关的输入端分别与所述切换模块连接，所述第一开关的输出端与所述中间变压器的一次侧连接，所述中间变压器的二次侧连接第一待试验变压器、所述第一补偿电容；所述第二开关输出端与第二待测变压器连接。
5.根据权利要求1所述的一种变压器试验系统，其特征在于，所述系统还包括电源保护模块、试验保护模块、样品保护模块；所述电源保护模块设置在电源输出端，所述试验保护模块设置在试验模块的输入端，所述样品保护设置在待试验变压器输入端。
6.一种变压器试验方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5所述的任意一种变压器试验系统，包括以下步骤：
根据试验方案生成试验指令；
将所述试验指令转换成控制指令，根据控制指令启动电源，并将电源连接到对应的试验模块进行试验工作，在试验过程中，采集试验模块的运行数据和待试验变压器的试验数据；
判断所述运行数据是否满足试验要求，若所述运行数据满足试验要求，则根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告；若不符合要求，则提示重新进行试验，并根据所述试验报告生成新的试验指令。
7.根据权利要求6所述的一种变压器试验方法，其特征在于，根据采集的试验数据对待试验变压器进行分析，生成试验报告，包括：
获取地试验变压器的标准参数；
判断所述标准参数与所述试验数据是否属于同一量级；若所述标准参数与所述试验数据属于同一量级，则计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；若所述标准参数与所述试验数据不属于同一量级，则将所述试验数据的量级转换为所述标准参数的量级，再计算所述试验数据与所述标准参数的偏差值；
根据所述偏差值生成试验报告。
8.根据权利要求7所述的一种变压器试验方法，其特征在于，根据所述偏差值生成试验报告包括：
若所述偏差值不处于预设范围内，则标记为异常数据；
若所述偏差值处于预设范围内，则根据预设的偏差值与数据差别级别的映射关系，输出数据差别级别值。
9.根据权利要求8所述的一种变压器试验方法，其特征在于，根据所述试验报告生成新的试验指令，包括：
对所述试验报告中存在标记为异常数据和数据差别级别值大于预设值的待试验变压器生成二次试验指令；
对所述试验报告中数据差别级别值小于等于预设值的待试验变压器生成试验停止指令。
10.根据权利要求6所述的一种变压器试验方法，其特征在于，在试验过程中，试验电源、试验模块、待试验变压器的电压或电流值超过预设值后，发出警告并中止操作。
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