CN219245681U - 一种双分裂变压器综合性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双分裂变压器综合性能试验装置，包括主电路和测控电路；主电路包括依次连接的进线单元、试验回路单元和出线单元，试验回路单元包括并联的第一试验回路和第二试验回路；进线单元包括试验电源、第一开关、变频器，第一试验回路包括第二开关、第一中间变压器、第三开关、第四开关和电容补偿模块，第二试验回路包括第五开关、第二中间变压器、第六开关，出线单元包括电流互感器、第七开关、电压互感器、接线端子。本实用新型能够通过一条回路进行双分裂变压器高压绕组和低压绕组件的试验，通过另一条回路进行双分裂变压器两个低压绕组间的试验，满足双分裂变压器试验需求。

Description

一种双分裂变压器综合性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种双分裂变压器综合性能试验装置，属于变压器试验检测设备技术领域。

背景技术

目前常规配电网所用的双绕组配电变压器只有两个绕组，即一个高压绕组和一个低压绕组，而双分裂变压器的低压绕组分裂成两个彼此互不联系的绕组支路，两个分裂绕组支路既可以单独运行也可以同时运行，因此，双分裂变压器有三个绕组，即一个高压绕组和两个低压绕组。在风力发电和光伏发电中，一般采用双分裂变压器。由于双分裂变压器的两个分裂绕组支路正常工作时彼此不相连，因此没有电气上的联系，仅有较弱的磁联系，所以分裂绕组支路间具有较大的阻抗，而分裂绕组支路与不分裂的绕组之间具有相同的阻抗。

在风力发电和光伏发电系统中，需要对双分裂变压器进行试验，获取双分裂变压器的空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗、温升、绝缘水平、噪声等指标，分析双分裂变压器的性能，保证风力发电和光伏发电的安全稳定运行。

由于双分裂变压器的结构与常规双绕组配电变压器不同，因此双分裂变压器的试验也不同于常规双绕组配电变压器，主要不同点在于对双分裂变压器的两个低压绕组之间进行负载损耗和短路阻抗测量试验时，试验电流非常小而试验电压非常高，通常适用于常规配电变压器试验的配电变压器综合性能试验装置无法对双分裂变压器进行该试验。

如果对现有的配电变压器综合性能试验装置进行改进，使之能够完全满足双分裂变压器的试验，由于配电变压器综合性能试验装置采用的是一台中间变压器产生试验所需的全部的试验电压及试验电流，为了满足双分裂变压器试验需求，中间变压器的电压调档范围需要取得很宽，既能出小电流小电压也能出高电压大电流，这将造成中间变压器及变频电源的容量都需要取得很大，同时中间变压器的结构较为复杂，这将给改进带来很多困难，改进的配电变压器综合性能试验装置的造价也会很高，并不适合推广使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种双分裂变压器综合性能试验装置，针对双分裂变压器中包含一个高压绕组和两个低压绕组的特点，在试验装置中设置两条并联的试验回路，通过其中一条回路进行双分裂变压器高压绕组和低压绕组件的试验，通过另一条回路进行双分裂变压器两个低压绕组间的试验，满足双分裂变压器试验需求，获取双分裂变压器相关指标，有利于进行双分裂变压器性能分析，提高风力发电和光伏发电的安全性、稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术手段：

本实用新型提出了一种双分裂变压器综合性能试验装置，包括主电路和测控电路；所述主电路包括依次连接的进线单元、试验回路单元和出线单元，其中，试验回路单元包括第一试验回路和第二试验回路，第一试验回路与第二试验回路并联；

所述第一试验回路包括第二开关、第一中间变压器、第三开关、第四开关和电容补偿模块，第二开关的一端连接进线单元，第二开关的另一端连接第一中间变压器的一端，第一中间变压器的另一端分别连接第三开关的一端和第四开关的一端，第三开关的另一端连接出线回路，第四开关的另一端连接电容补偿模块；

所述第二试验回路包括第五开关、第二中间变压器、第六开关，第五开关的一端连接进线单元，第五开关的另一端连接第二中间变压器的一端，第二中间变压器的另一端连接第六开关的一端，第六开关的另一端连接出线单元。

进一步的，所述进线单元包括试验电源、第一开关和变频器，试验电源连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接变频器的一端，变频器的另一端分别连接第二开关和第五开关。

进一步的，所述出线单元包括电流互感器、第七开关、电压互感器和接线端子，所述电流互感器的一端分别连接第三开关和第六开关，电流互感器的另一端分别连接第七开关的一端和电压互感器，第七开关的另一端通过接线端子连接双分裂变压器。

进一步的，测控电路包括控制单元和测量单元，所述控制单元与主电路中的第一至第七开关和电容补偿模块相连，所述测量单元与主电路中的电压互感器和电流互感器相连。

进一步的，所述控制单元包括下位机和上位机，下位机采用PLC，上位机采用工控机；所述测量单元采用功率分析仪。

进一步的，所述电容补偿模块由多个串联及并联的电容器组成，每个电容器配置一个投切接触器。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本实用新型提出了一种双分裂变压器综合性能试验装置，针对双分裂变压器中包含一个高压绕组和两个低压绕组的特点，在试验装置中设置两条并联的试验回路，通过第一试验回路进行双分裂变压器高压绕组和低压绕组件的试验，通过第二试验回路进行双分裂变压器两个低压绕组间的试验。本实用新型装置可以通过测控电路向主电路下发控制信号，打开或闭合主电路上的不同开关，进而接通不同的试验回路，对双分裂变压器进行不同试验，获取双分裂变压器相关指标。本实用新型装置的结构较为简单，能够满足双分裂变压器试验需求，有利于后续进行双分裂变压器性能分析，提高风力发电和光伏发电的安全性、稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种双分裂变压器综合性能试验装置中主电路的结构示意图；

图2为本实用新型一种双分裂变压器综合性能试验装置中测控电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中电容补偿模块的示意图；

图中，进线单元-1，试验电源-101，第一开关-102，变频器-103，试验回路单元-2，出线单元-3，电流互感器-301，第七开关-302，电压互感器-303，接线端子-304，第一试验回路-4，第二开关-401、第一中间变压器-402，第三开关-403，第四开关-404，电容补偿模块-405，第二试验回路-5，第五开关-501，第二中间变压器-502，第六开关-503，控制单元-6，下位机-601，上位机-602，测量单元-7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

本实用新型提出了一种双分裂变压器综合性能试验装置，包括主电路和测控电路。主电路用于连接双分裂变压器，为双分裂变压器提供不同的试验回路，进行试验并采集主电路施加于双分裂变压器上的电压、电流值；测控电路用于控制主电路中的开关、电容等，测控电路还可以获取并显示主电路施加于双分裂变压器上的电压、电流值。本实用新型装置能够对风力发电和光伏发电用的双分裂变压器进行空载损耗及空载电流测量、负载损耗及短路阻抗测量、温升试验、感应耐压试验、声级测定等试验，通过试验能够采集主电路施加于双分裂变压器上的电压、电流值等，进而可以结合现有技术计算出双分裂变压器的损耗、温升、绝缘水平、噪声等性能指标，以便对双分裂变压器的性能进行评估。

如图1所示，主电路包括依次连接的进线单元1、试验回路单元2和出线单元3，其中，试验回路单元包括第一试验回路4和第二试验回路5，第一试验回路与第二试验回路并联。在本实用新型装置中，进线单元提供电源，试验回路单元提供不同的试验回路，以便进行不同的试验，出线单元用于连接试品（双分裂变压器），为双分裂变压器提供试验的电压、电流。

进线单元包括试验电源101、第一开关102和变频器103，试验电源连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接变频器的一端，变频器的另一端分别连接第二开关和第五开关。在本实用新型实施例中，试验电源采用380V、50Hz的三相交流电，试验电源容量略大于试品（双分裂变压器）的试验容量和主电路上的损耗容量二者之和；变频器采用三相变频器，具体可以选用苏州海沃科技公司生产的HVTP型变频器，变频器将试验电源的50Hz、恒定电压的交流电经过交流-直流-交流变换，输出为50Hz~200Hz频率可调整、电压在一定范围内可调节的三相交流电。

第一试验回路包括第二开关401、第一中间变压器402、第三开关403、第四开关404和电容补偿模块405，第二开关的一端连接进线单元中变频器的另一端，第二开关的另一端连接第一中间变压器的一端，第一中间变压器的另一端分别连接第三开关的一端和第四开关的一端，第三开关的另一端连接出线回路，第四开关的另一端连接电容补偿模块。

在本实用新型实施例中，第一中间变压器采用一台副边匝数大于原边匝数的试验变压器，即升压变压器，在第一中间变压器副边侧安装有多档位分接开关，可输出高电压及小电流。第一中间变压器可以选用江苏雷宇高电压设备有限公司生产的YSW型三相中间变压器YSW-0.3/10kV。

电容补偿模块采用多个并联的电容器组成，每个电容器配置一个投切接触器。在本实用新型实施例中，如图3所示，电容补偿模块包括5个电容器，电容器之间为并联关系，通过投切接触器KM1~KM5可以分别投切电容器C1~C5。投入的电容器数量越多，电容补偿模块的无功补偿容量越大，反之越小。投切接触器的型号可以选择JCZ3.6D型高压真空交流接触器，电容器的型号可以选择BAM4-400-3型并联电容器。

第二试验回路包括第五开关501、第二中间变压器502、第六开关503，第五开关的一端连接进线单元，第五开关的另一端连接第二中间变压器的一端，第二中间变压器的另一端连接第六开关的一端，第六开关的另一端连接出线单元。

在本实用新型实施例中，第二中间变压器采用一台副边匝数小于原边匝数的试验变压器，即降压变压器，在第二中间变压器的副边侧安装有多档位分接开关，可输出小电压及大电流。第二中间变压器可以选用YSW型三相中间变压器YSW-10/0.3kV。

出线单元包括电流互感器301、第七开关302、电压互感器303和接线端子304，电流互感器的一端分别连接第三开关和第六开关，电流互感器的另一端分别连接第七开关的一端和电压互感器，第七开关的另一端连接接线端子。

如图2所示，测控电路包括控制单元6和测量单元7，控制单元与主电路中的第一至第七开关和电容补偿模块相连，用于控制第一至第七开关的开合，以及电容补偿模块接入主电路的无功补偿容量，测量单元与主电路中的电压互感器和电流互感器相连，用于获取主电路施加于双分裂变压器上的电压、电流值，并发送到控制单元进行显示。

在本实用新型实施例中，控制单元包括下位机601和上位机602，其中，下位机采用可编程逻辑控制器PCL，具体型号为CP1L-EM40DR-D，上位机又包括工控机和显示器，工控机的具体型号为研华工控机-IPC-610L。上位机通过下位机连接主电路中的第一至第七开关和电容补偿模块，上位机可以向下位机发送控制信号，下位机经过电气隔离后将控制信号发送到第一至第七开关和/或电容补偿模块，驱动开关打开或闭合，驱动电容补偿模块投切。测量单元采用功率分析仪，功率分析仪可以采集主电路中电流互感器和电压互感器的二次端子上的电流、电压，计算电流与电压之间的功率因数角，进而将主电路施加于试品（双分裂变压器）的电流、电压、功率参数发送到上位机的显示器上面。

在本实用新型实施例中，下位机通过远程方式控制投切接触器KM1~KM5的投切状态，投切接入的电容器的个数，进而改变电容补偿模块接入主电路的无功补偿容量。电容补偿装置的控制方式为上位机采集功率分析仪功率因数参数，试验人员根据功率因数参数通过上位机发送命令控制下位机，下位机经过电气隔离后投切电容补偿装置内部开关完成电容器投切，来改变电容补偿装置接入主回路的无功补偿容量，使得主电路的功率尽量接近于1。

在本实用新型实施例中，上位机中的显示器可以显示：第一至第七开关的开合状态；主电路施加于双分裂变压器的电压、电流、功率参数；电容补偿模块内部各个开关的投切状态、电容器的串并联关系、电容补偿装置的无功补偿容量。

本实用新型装置的工作过程如下：

在正式进行双分裂变压器试验之前，检查试验现场安全措施及试品（双分裂变压器）接线是否正确，检查接地线是否可靠，根据试品（双分裂变压器）的铭牌参数，获取试验所需的电压、电流、功率大小，并根据实验所需电压、电流、功率大小，利用上位机中的工控机输出控制信号，经过下位机后发送至主回路中的第一至第七开关和/或电容补偿模块，投入试验所需的试验回路，核实现场安全后进行试验。

试验时投入第一开关可将进线单元投入，投入第七开关可将出线单元投入，投入第二、第三、第四开关可将第一试验回路投入，投入第五、第六开关可将第二试验回路投入。

试验时第一试验回路与第二试验回路仅投入其中一个，根据不同的试验项目选择投入不同的试验回路。需要投入第一试验回路的试验项目有：负载损耗和短路阻抗测量（高压绕组与低压绕组之间）、温升试验（高压绕组与低压绕组之间）。需要投入第二试验回路的试验项目有：空载损耗及空载电流测量、声级测量、感应耐压试验、负载损耗和短路阻抗测量（低压绕组与低压绕组之间）、温升试验（低压绕组与低压绕组之间）。

本实用新型针对双分裂变压器中包含一个高压绕组和两个低压绕组的特点，在试验装置中设置两条并联的试验回路，通过第一试验回路进行双分裂变压器高压绕组和低压绕组件的试验，通过第二试验回路进行双分裂变压器两个低压绕组间的试验。本实用新型装置可以通过测控电路向主电路下发控制信号，打开或闭合主电路上的不同开关，进而接通不同的试验回路，对双分裂变压器进行不同试验，获取双分裂变压器相关指标。本实用新型装置的结构较为简单，能够满足双分裂变压器试验需求，有利于后续进行双分裂变压器性能分析，提高风力发电和光伏发电的安全性、稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，包括主电路和测控电路；所述主电路包括依次连接的进线单元、试验回路单元和出线单元，其中，试验回路单元包括第一试验回路和第二试验回路，第一试验回路与第二试验回路并联；

所述第一试验回路包括第二开关、第一中间变压器、第三开关、第四开关和电容补偿模块，第二开关的一端连接进线单元，第二开关的另一端连接第一中间变压器的一端，第一中间变压器的另一端分别连接第三开关的一端和第四开关的一端，第三开关的另一端连接出线回路，第四开关的另一端连接电容补偿模块；

所述第二试验回路包括第五开关、第二中间变压器、第六开关，第五开关的一端连接进线单元，第五开关的另一端连接第二中间变压器的一端，第二中间变压器的另一端连接第六开关的一端，第六开关的另一端连接出线单元。

2.根据权利要求1所述的一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，所述进线单元包括试验电源、第一开关和变频器，试验电源连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接变频器的一端，变频器的另一端分别连接第二开关和第五开关。

3.根据权利要求1所述的一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，所述出线单元包括电流互感器、第七开关、电压互感器和接线端子，所述电流互感器的一端分别连接第三开关和第六开关，电流互感器的另一端分别连接第七开关的一端和电压互感器，第七开关的另一端通过接线端子连接双分裂变压器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，测控电路包括控制单元和测量单元，所述控制单元与主电路中的第一至第七开关和电容补偿模块相连，所述测量单元与主电路中的电压互感器和电流互感器相连。

5.根据权利要求4所述的一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，所述控制单元包括下位机和上位机，下位机采用PLC，上位机采用工控机；所述测量单元采用功率分析仪。

6.根据权利要求1所述的一种双分裂变压器综合性能试验装置，其特征在于，所述电容补偿模块由多个并联的电容器组成，每个电容器配置一个投切接触器。

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