CN201681133U - 一种干式电抗器匝间绝缘检测装置 - Google Patents

一种干式电抗器匝间绝缘检测装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种干式电抗器匝间绝缘检测装置，调压器(1)的输入端连接交流电源AC并对其调节，调压器(1)的输出端连接含硅堆的试验变压器(2)，含硅堆的试验变压器(2)对交流电源AC升压后输出单极性高压电流，单极性高压电流对稳压滤波电容(3)充电，试验电容器(5)通过限流电阻(4)与稳压滤波电容(3)连接，试验电容器(5)通过球隙(6)与被试电抗器(7)连接，测量系统(8)与被试电抗器(7)连接并读取、存取、分析试验波形。本实用新型所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，能对干式电抗器持续一分钟内施加6000或7200次高压高频脉冲，完全符合相关标准的要求，检测效果灵敏，每秒放电次数可调。

Description

一种干式电抗器匝间绝缘检测装置
技术领域
本实用新型涉及绝缘检测装置，具体说是一种干式电抗器匝间绝缘检测装置。所述干式电抗器尤指干式空心电抗器。
背景技术
近年来，干式电抗器因具有电压分布均匀、线性度良好、噪声低、损耗低、维护方便等优点而日益受至世界各国电力部门的欢迎。然而，在实际运行过程中，常发生干式电抗器烧毁事故，造成很大的经济损失。国内外干式电抗器的实际运行经验和大量资料表明：造成干式电抗器烧毁的主要原因是匝间绝缘短路故障。因此，干式电抗器制造部门和运行部门都十分重视这个问题，迫切要求研制一种能够有效检测干式电抗器匝间绝缘故障的设备。
国内外干式电抗器现场试验，是要测量其直流电阻和工频电抗，这两项试验并不能发现干式电抗器绕组匝间绝缘损坏或老化等情况。
理论研究发现当干式电抗器存在匝间绝缘缺陷时，施加于干式电抗器两端电源频率越高，其电感改变越大。根据这一原理，目前国内外一些单位研制、生产了一些不同类型干式电抗器匝间绝缘故障检测装置，但其性能往往达不到相关标准的要求，主要表现在对被试验干式电抗器每秒放电次数上达不到100(120)次的要求和试验电压不够高，注入干式电抗器能量不够，达不到预期的试验结果，实验数据不可信，容易造成干式电抗器匝间绝缘状况判断不正确。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种干式电抗器匝间绝缘检测装置，完全满足JB/T 10775-2007(6kV～35kV级干式并联电抗器技术参数和要求)、IEEE Std C57.21-2008(IEEEStandard Requirements，Terminology，and Test Code for ShuntReactors Rated Over 500kVA)、IEEE Std C57.16-1996(IEEEStandard Requirements，Terminology，and Test Code for Dry-TypeAir-Core Series-Connected Reactors)等标准要求的，用于干式电抗器的匝间绝缘检测时数据更准确，能更准确的判断干式电抗器匝间绝缘状况。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：
调压器1的输入端连接交流电源AC并对其调节，
调压器1的输出端连接含硅堆的试验变压器2，含硅堆的试验变压器2对交流电源AC升压后输出单极性高压电流，
单极性高压电流对稳压滤波电容3充电，
试验电容器5通过限流电阻4与稳压滤波电容3连接，
试验电容器5通过球隙6与被试电抗器7连接，
测量系统8与被试电抗器7连接并读取、存取、分析试验波形。
在上述技术方案的基础上，所述含硅堆的试验变压器2为高压硅堆埋在升压变压器内的含硅堆的试验变压器。
在上述技术方案的基础上，所述球隙6是带有触发脉冲的球隙，或者是带有旋转电极的球隙。
在上述技术方案的基础上，所述限流电阻4为用限制放电间隙击穿时过多电能进入振荡回路、且电抗值大于3兆欧的限流电阻。
在上述技术方案的基础上，所述试验电容器5为无感脉冲电容器。
在上述技术方案的基础上，所述测量系统8通过分压器与被试电抗器7连接，所述分压器为无感电阻分压器。
本实用新型所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，具有如下优点：
1、本实用新型能对干式电抗器持续一分钟内施加6000(或7200)次高压高频脉冲，完全符合相关标准的要求，检测效果灵敏。
2、本实用新型对干式电抗器施加高压高频脉冲的电压完全符合相关标准的要求。
3、本实用新型每秒放电次数可调，适用与50Hz、60Hz等不同电力系统频率下的干式电抗器。
4、本实用新型中，无感脉冲电容器前级充电电路的阻抗达3兆欧以上，对LC振荡基本无影响。
5、本实用新型中，无感脉冲电容器容量可根据被试电抗器容量进行调节，所产生的高压高频脉冲频率符合相关标准的要求。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1本实用新型原理框图，
图2本实用新型实施例的接线原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型是一种适用于6kV～35kV级干式电抗器匝间绝缘检测的试验装置，满足相关标准要求，能对被试电抗器施加每秒100次(或120次，即2倍工频)、频率为几十千赫兹到几百千赫兹的高压高频脉冲。
图1为本实用新型原理框图，如图1所示，调压器1的输入端连接交流电源AC并对其调节，
调压器1的输出端连接含硅堆的试验变压器2，含硅堆的试验变压器2对交流电源AC升压后输出单极性高压电流，所述含硅堆的试验变压器2为高压硅堆埋在升压变压器内的含硅堆的试验变压器，
单极性高压电流对稳压滤波电容3充电，
试验电容器5通过限流电阻4与稳压滤波电容3连接，稳压滤波电容3用于稳压滤波；限流电阻4用限制放电间隙击穿时过多电能进入振荡回路，其电抗值大于3兆欧；
试验电容器5通过球隙6与被试电抗器7连接，试验电容器5为无感脉冲电容器，试验电容器5的容量可根据被试电抗器容量进行调节；所述球隙6是带有触发脉冲的球隙，或者是带有旋转电极的球隙，球隙6即放电间隙，放电间隙通过带有触发脉冲的球隙实现每秒100(或120)次击穿放电，或通过电机带动旋转电极实现每秒100(或120)次放电，具体放电次数可根据电力系统电源频率进行调整；
测量系统8与被试电抗器7连接并读取、存取、分析试验波形。所述测量系统8通过分压器与被试电抗器7连接，所述分压器为无感电阻分压器。测量系统8是电阻分压器同时作为试验电容器5与被试电抗器7组成的LC振荡回路的阻尼电阻，保证衰减时间足够小。
本实用新型工作过程如下：输入交流电源通过调压器1调节，含硅堆试验变压器升压2输出单极性高压电流，对稳压滤波电容3充电，同时通过限流电阻4给试验电容器5充电，然后球隙6击穿对被试电抗器7放电，通过测量系统8读取、存取并分析试验波形。图1中，输入交流电源AC通过调压器1调节、含硅堆的试验变压器2升压后输出单极性高压电流(高压直流电)，对稳压滤波电容3充电。稳压滤波电容3容量数十倍于试验电容器5容量。通过对限流电阻4和试验电容器5的参数控制，保证在8毫秒左右时间内，高压直流电通过限流电阻4给试验电容器5充电至额定试验电压；每隔10ms或1/120s球隙6在电极带动下或在触发脉冲触发下击穿放电一次(即放电频率为100Hz或120Hz)，实现试验电容器5对被试电抗器7放电，LC谐振开始，并在2毫秒内，LC谐振结束后，球隙6间电弧熄灭。试验电容器5重新充电至额定试验电压，球隙6再次击穿，新的LC振荡开始……如此循环，直至试验被停止。测量系统8读取、存取并分析试验波形，供判断电抗器匝间绝缘状况之用。
本实用新型工作原理为：持续1分钟对被试电抗器施加每秒100次(或120次，即2倍工频)、频率为几十千赫兹到几百千赫兹的高压高频脉冲(高频振荡脉冲)，通过振荡频率、波形衰减时间来判别干式电抗器匝间绝缘是否存在缺陷。
图2为一个本实用新型实施例的接线原理图，包括：调压器1、含硅堆的试验变压器2、高压硅堆D、稳压滤波电容C1、限流电阻R、试验电容器C2、放电间隙6、被试电抗器7及测量系统8。
图2中试验电容器C2为无感脉冲电容器，限流电阻R与试验电容器C2配合的时间常数为3～8毫秒；被试电抗器7与试验电容器C2组成的LC振荡电路振荡频率几十千赫兹到几百千赫兹；试验电容器C2由几只不同电容量的脉冲电容器组成，其电容量可根据被试电抗器7容量进行调整；测量系统8是电阻分压器同时作为试验电容器C2与被试电抗器7组成的LC振荡回路的阻尼电阻，保证衰减时间足够小。
使用图2所示检测装置对干式电抗器持续一分钟施加6000(或7200)次高压高频脉冲，先对干式电抗器施加较低电压值，以数字形式存储电压、电流的振荡波形；然后调整调压器输出电压至额定试验电压，按标准规定施加一分钟额定试验电压，记录波形，并比较不同电压下的试验波形。或将本次试验所取得的波形与先前同一台干式电抗器的试验波形进行比较。波形比较主要通过振荡频率比较、衰减时间比较、衰减系数比较实现。如果两次试验波形在振荡频率、衰减时间、衰减系数上出现不一致，即可判定干式电抗器存在匝间绝缘缺陷。
本实用新型完全满足相关标准要求，使用简单、检测灵敏，适用于干式电抗器厂家及其运行单位试验。

Claims (6)

1.一种干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：
调压器(1)的输入端连接交流电源AC并对其调节，
调压器(1)的输出端连接含硅堆的试验变压器(2)，含硅堆的试验变压器(2)对交流电源AC升压后输出单极性高压电流，
单极性高压电流对稳压滤波电容(3)充电，
试验电容器(5)通过限流电阻(4)与稳压滤波电容(3)连接，
试验电容器(5)通过球隙(6)与被试电抗器(7)连接，
测量系统(8)与被试电抗器(7)连接并读取、存取、分析试验波形。
2.如权利要求1所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：所述含硅堆的试验变压器(2)为高压硅堆埋在升压变压器内的含硅堆的试验变压器。
3.如权利要求1所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：所述球隙(6)是带有触发脉冲的球隙，或者是带有旋转电极的球隙。
4.如权利要求1所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：所述限流电阻(4)为用限制放电间隙击穿时过多电能进入振荡回路、且电抗值大于3兆欧的限流电阻。
5.如权利要求1所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：所述试验电容器(5)为无感脉冲电容器。
6.如权利要求1所述的干式电抗器匝间绝缘检测装置，其特征在于：所述测量系统(8)通过分压器与被试电抗器(7)连接，所述分压器为无感电阻分压器。
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