CN202929160U - 一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置，包括超高压局部放电试验系统、中间变压器、补偿电抗器、电容耦合器、试验变压器、阻容电路和局部放电测试仪，超高压局部放电试验系统的输出端发出中频电源接入到中间变压器的低压侧，中间变压器的高压侧与试验变压器连接；试验变压器、耦合电容和检测阻抗依次连接构成检测回路，在该检测回路上还连接一局部放电测试仪；中间变压器与试验变压器之间并联有补偿电抗器和电容耦合器；补偿电抗器上串联有霍尔电流变送器，中间变压器的低压侧安装有功率因数表。该装置可以方便、准确的监测到补偿电抗器的补偿电流值，更好的控制试验变压器的输出功率，使补偿电抗器发挥最大效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电力技术领域，具体涉及一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置。
背景技术
目前，现场大型变压器局部放电试验主要采用中频发电机组，中频发电机组可以把试验电源与工频50Hz系统彻底隔离，基本消除电源干扰，机组使用无刷励磁方式，避免了滑环碳刷的接触火花干扰，同时具有输出波形好，过载能力强等特点，采用控制直流励磁电源电流的方式来实现输出电压的调节，电压调整灵活，可随意控制电压的升降速度，且能做到远方操作控制，即使工频电源突然断电，所输出的中频电源也不会瞬时跌落，避免了对被试品造成操作过电压冲击。
变压器局放试验一般从试验变压器的低压侧加压，由于工频情况下铁磁饱和，无法将电压升到试验要求电压。而在中频情况下，试验变压器的磁通密度较低，可以将电压升到试验要求电压，但此时加压回路电流呈现容性，如不补偿将会使机组产生自励磁现象，发电机自动升压，电压无法控制而造成过压，对试验变压器的安全造成威胁。大型变压器局部放电现场试验时，变压器容性电流较大，所以补偿是首先要解决的问题。补偿容量估算一般采取依据制造厂家的出厂数据进行换算、同型变压器的补偿数据借鉴、用做介损得到的电容按经验公式计算等方法。而在现场应用中，变压器安装完毕，常规试验合格后，用升压变压器，补偿电抗器接入，进行无功补偿。
为避免中频发电机组发生自励磁以及满足局放试验对补偿容量的需求，必须并入电抗器去补偿被试品的容性分量，使升压变压器的出线端呈感性。然而，补偿太多，无疑将增加升压变的负担，使升压变低压侧的电流增大，机组需输出更多功率，电缆接头、接线柱不能承受；补偿少，将导致发电机自励磁，直接威胁被试变的安全。所以，在这一矛盾中找到均衡点显得尤其重要。在现场应用中，一般在补偿电抗器的低压接地端，采用2个钳型电流表对补偿电流进行监视，补偿时让电抗器电流的数值比变压器电流的数值大(如图1中：I1＞I2、I3＞I4)。但在进行大型变压器现场局部放电试验时，由于现场运行环境复杂和试验准备工作量巨大的现状，采用单一的钳形电流表对补偿电流进行监视，需要占用试验人员对电流表读数，而局放试验人员同时需要对机组输出电压、电流、励磁电压、励磁电流和试验变压器的局放量进行监控，试验人员要配备必需的通讯产品，这就造成试验读数不直观，试验环节繁琐，占用试验人员多等弊端，对现场试验安全存在一定的安全隐患。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种能够直观反应补偿量值、便于现场应用的变压器现场局部放电试验补偿测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置，包括超高压局部放电试验系统、中间变压器、补偿电抗器、电容耦合器、试验变压器、阻容电路和局部放电测试仪；所述超高压局部放电试验系统的输出端发出中频电源接入到中间变压器的低压侧，中间变压器的高压侧与试验变压器连接；所述试验变压器、耦合电容和检测阻抗依次连接构成检测回路，在该检测回路上还连接一用于检测试验变压器局部放电量的局部放电测试仪；所述中间变压器与试验变压器之间并联有用于对试验变压器进行无功补偿的补偿电抗器以及用于测量中间变压器试验电压的电容耦合器；所述补偿电抗器上串联有霍尔电流变送器，所述中间变压器的低压侧安装有功率因数表。
进一步地，所述特高压局部放电试验系统包括电动机、中频发电机组、励磁调压器、本地控制系统和远程控制箱；所述远程控制箱包括控制按钮、液晶显示屏和通信接口；经过交流电源供电的电动机运转带动中频发电机组运行并输出中频电源，所述本地控制系统将从霍尔电流变送器和功率因数表采集的信号发送至远程控制箱的液晶显示屏进行显示，并通过远程控制箱的控制按钮控制励磁调压器对中频发电机组输出的中频电源进行升、降压调节。
进一步地，所述本地控制系统包括可编程逻辑控制器、传感器、本地/远程控制转换器和接触器，所述传感器将从功率因数表、霍尔电流变送器所采集的信号发至可编程逻辑控制器中，所述可编程逻辑控制器将该信号发送至远程控制箱的液晶显示屏上；当经过供电的电动机运转达到额定转速后，闭合输出接触器，并通过本地/远程控制转换器切换至远程控制箱控制励磁调压器进行升、降压调节。
进一步地，所述控制按钮包括启动按钮，升、降压按钮和停止按钮。
进一步地，所述远程控制箱与本地控制系统中的可编程逻辑控制器通过电缆、光缆或无线信号进行数据传输通信。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
在大型变压器局部放电试验中，采用本实用新型的测量装置，可以方便、准确的监测到补偿电抗器的补偿电流值，更好的控制试验变压器的输出功率，使补偿电抗器发挥最大效率；
远程控制箱上设有液晶显示器，可以简单、直观的测量到整个系统的补偿状态。
附图说明
图1是现有技术中变压器现场局部放电试验补偿测量的电路原理图；
图2是本实用新型的变压器现场局部放电试验补偿测量装置的电路原理图；
图3是本实用新型中特高压局部放电试验系统的结构示意图；
图4是本实用新型中本地控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步地详细描述。
如图2-4所示，本例中的变压器现场局部放电试验补偿测量装置包括超高压局部放电试验系统，功率因数表Q1、Q2，中间变压器T1、T2，补偿电抗器L1、L2，霍尔电流变送器CT1、CT2，电容耦合器C1、C2，试验变压器T3，耦合电容C0，检测阻抗Zm以及局部放电测试仪；特高压局部放电试验系统包括电动机、中频发电机组、励磁调压器、本地控制系统、远程控制箱五部分。将380V、50Hz的交流电源接入超高压局部放电试验系统的电动机，电动机运转带动中频发电机组运行发出中频电源，中频发电机组发出的中频电流为1000V、200Hz；中频发电机组发出的中频电源接入到中间变压器T1、T2的低压侧，中间变压器T1、T2的高压侧与试验变压器的低压侧连接，中间变压器T1、T2的作用是将输出的中频电源电压升高到试验电压；耦合电容和检测阻抗串联后，一起并联于试验变压器T3的高压侧，共同构成检测回路，在该检测回路的耦合电容和检测阻抗之间还连接一用于检测试验变压器局部放电量的局部放电测试仪；中间变压器T1、T2与试验变压器T3之间并联有补偿电抗器L1、L2，用来对试验变压器进行无功补偿，中间变压器T1、T2与试验变压器T3之间还并联有电容耦合器C1、C2，用来测量中间变压器试验电压。
本地控制系统包括可编程逻辑控制器（以下简称PLC）、传感器、本地/远程控制转换器和接触器，380V交流电源接入电动机，闭合输出接触器，通过远程控制箱控制升、降压调节励磁调压器，从而调节特高压局部放电试验系统输出的电压幅值。功率因数表Q1、Q2和霍尔电路变送器CT1、CT2通过传感器采集信号，并将信号输入控制系统中的PLC中，通过控制程序，从PLC输出信号到远程控制箱的液晶显示屏上。当试验变压器T3的两端因局放引起电压变化，经耦合电容C0耦合到检测阻抗Zm上，检测回路上即产生脉冲电流并在检测阻抗Zm上转化为脉冲电压，测量这个脉冲电压来检测试验变压器T3的局部放电量。
远程控制箱包括控制按钮、液晶显示屏和通信接口，控制按钮包括启动按钮，升、降压按钮和停止按钮；远程控制箱的液晶显示屏与本地控制系统中的PLC通过电缆、光缆或无线信号进行数据传输通信，能够实时显示采集信号，包括：电动机、中频发电机组的运行状态，电动机电压电流，中频发电机组电压电流，发电机输出有功、电压、电流间相角以及试验变压器的补偿电流值、电压、电流值等参数。
该测量装置的工作原理为：
特高压局放试验系统接入380V交流电源，通过远程控制箱的启动按钮启动电动机，当电动机达到额定转速后通过本地/远程控制转换器由本地控制模式切换至远程控制模式，此时整个特高压局放试验系统启动完毕。通过远程控制箱的升、降压按钮，调整中频发电机组的输出电压值，通过中间变压器T1、T2使电压达到试验规定电压，接入的补偿电抗器L1、L2起到无功补偿作用，接入的电容耦合器C1、C2用来测量中间变压器T1、T2高压侧电压幅值。
在大型变压器局部放电试验时，本例的测量装置用如图2所示的霍尔电流变送器CT1、CT2代替电流钳与补偿电抗器L1、L2相串联，并监测试验电抗器T3的补偿电流值。电流信号通过通讯电缆传送到本地控制系统中，并在远程控制箱的液晶显示屏上实时显示补偿电流值，这样在试验机组升、降电压时，试验人员可在远程控制箱的液晶显示屏上直观、实时看到被试电抗器T3的补偿电流值。此外，本例的测量装置在中间变压器的低压测量端装有如图2所示的指针式功率因数表Q1、Q2，从中间变压器T1、T2高压侧的接地电流取电流信号，从中间变压器T1、T2低压侧取电压测量信号，功率因数表Q1、Q2可对试验变压器T3补偿整体状况进行测量、读数，直观的反映整个补偿系统的补偿状态，是过补偿还是欠补偿。上述功率因数表Q1、Q2和霍尔电流变送器CT1、CT2的作用分别是：在局放试验时，观察、测量试验变压器T3的电压、电流值。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置，包括超高压局部放电试验系统、中间变压器、补偿电抗器、电容耦合器、试验变压器、阻容电路和局部放电测试仪，其特征在于：
所述超高压局部放电试验系统的输出端发出中频电源接入到中间变压器的低压侧，中间变压器的高压侧与试验变压器连接；所述试验变压器、耦合电容和检测阻抗依次连接构成检测回路，在该检测回路上还连接一用于检测试验变压器局部放电量的局部放电测试仪；所述中间变压器与试验变压器之间并联有用于对试验变压器进行无功补偿的补偿电抗器以及用于测量中间变压器试验电压的电容耦合器；
所述补偿电抗器上串联有霍尔电流变送器，所述中间变压器的低压侧安装有功率因数表。
2.根据权利要求1所述的变压器现场局部放电试验补偿测量装置，其特征在于：所述特高压局部放电试验系统包括电动机、中频发电机组、励磁调压器、本地控制系统和远程控制箱；所述远程控制箱包括控制按钮、液晶显示屏和通信接口；经过交流电源供电的电动机运转带动中频发电机组运行并输出中频电源，所述本地控制系统将从霍尔电流变送器和功率因数表采集的信号发送至远程控制箱的液晶显示屏进行显示，并通过远程控制箱的控制按钮控制励磁调压器对中频发电机组输出的中频电源进行升、降压调节。
3.根据权利要求2所述的变压器现场局部放电试验补偿测量装置，其特征在于：所述本地控制系统包括可编程逻辑控制器、传感器、本地/远程控制转换器和接触器，所述传感器将从功率因数表、霍尔电流变送器所采集的信号发至可编程逻辑控制器中，所述可编程逻辑控制器将该信号发送至远程控制箱的液晶显示屏上；当经过供电的电动机运转达到额定转速后，闭合输出接触器，并通过本地/远程控制转换器切换至远程控制箱控制励磁调压器进行升、降压调节。
4.根据权利要求2所述的变压器现场局部放电试验补偿测量装置，其特征在于：所述控制按钮包括启动按钮，升、降压按钮和停止按钮。
5.根据权利要求2所述的变压器现场局部放电试验补偿测量装置，其特征在于：所述远程控制箱与本地控制系统中的可编程逻辑控制器通过电缆、光缆或无线信号进行数据传输通信。
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