CN220357235U - 一种变压器能效检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变压器能效检测装置，包括PWM整流装置、可控交流电源、电能质量扰动装置、交流电子负载、耦合变压器、陪试变压器、变压器二次侧测量装置、被测变压器和变压器一次侧测量装置。PWM整流装置交流侧与低压交流电源连接；所述PWM整流装置直流侧分别连接可控交流电源直流侧、电能质量扰动装置直流侧以及交流电子负载直流侧。PWM整流装置作为后端装置的直流电源。通过调节可控交流电源、电能质量扰动装置的工作状态模拟电网各种工况，调节交流电子负载的工作状态模拟负载各种实际工况，通过变压器测量装置一次侧及二次侧测量装置测量被测变压器输入、输出的运行参数，实现对变压器进行在不同工况下的损耗、温升等检测。

Description

一种变压器能效检测装置

技术领域

本实用新型涉及变压器设备优化检测技术领域，具体为一种变压器能效检测装置。

背景技术

变压器在电力系统中占据非常重要的地位，其能否安全运行直接关系到电网的安全、企业的经济效益及人们的正常生活。变压器在设计制造及出厂阶段，需要对其损耗、温升等数据进行检测，分析效率等特性，确保高效安全稳定运行。同时由于低压配电网中三相不平衡、谐波、电压偏差等电能质量问题日趋严重，必须考虑电能质量扰动对变压器损耗、温升影响。通过对检测数据的分析，为设计制造高效的变压器提供依据，可降低变压器运行和检修成本，提高用户的经济效益和用电质量。

目前对于变压器的检测过程中，由于测试条件的限制，无论是采用空载试验、短路试验还是温升试验，通常是通过离线模拟测量来实现的。这样获取的数据与变压器在实际工况运行的数据存在偏差，影响了测量结果的可靠性；同时也难以得到在不同工况条件下变压器真实的运行状态模型。

实用新型内容

本实用新型提供了一种变压器能效检测装置，用以解决现有的变压器离线模拟测量方案变压器在实际工况运行的数据存在偏差，影响测量结果可靠性的问题。

本实用新型提供一种变压器能效检测装置，包括PWM整流装置、可控交流电源、电能质量扰动装置、交流电子负载、耦合变压器、陪试变压器、变压器二次侧测量装置、被测变压器和变压器一次侧测量装置；

所述PWM整流装置交流侧与低压交流电源连接；所述PWM整流装置直流侧分别连接可控交流电源直流侧、电能质量扰动装置直流侧以及交流电子负载直流侧；所述可控交流电源交流侧和电能质量扰动装置的交流侧分别与耦合变压器的输入端连接；所述耦合变压器的输出端与陪试变压器的二次侧连接；陪试变压器一次侧通过变压器一次侧测量装置与被测变压器一次侧连接；所述被侧变压器二次侧通过变压器二次侧测量装置与交流电子负载交流侧连接。

优选的，所述电能质量扰动装置为逆变器。

优先的，所述变压器二次侧测量装置及变压器一次侧测量装置均配置有电压互感器、电流互感器和测试设备。

本实用新型提供的一种变压器能效检测装置，PWM整流装置作为后端装置的直流电源。通过调节可控交流电源、电能质量扰动装置的工作状态模拟电网各种工况，调节交流电子负载的工作状态模拟负载各种实际工况，通过变压器测量装置一次侧及二次侧测量装置测量被测输入、输出的运行参数，实现对变压器进行在不同工况下的损耗、温升等检测。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种变压器能效检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前对于变压器的检测过程中，由于测试条件的限制，无论是采用空载试验、短路试验还是温升试验，通常是通过离线模拟测量来实现的。这样获取的数据与变压器在实际工况运行的数据存在偏差，同时也难以得到在不同工况条件下变压器真实的运行状态模型。

鉴于以上原因，本实用新型实施例旨在设计一种能够模拟各种交流电网工况，并获取被测变压器在不同工况条件下的运行参数的变压器能效检测装置，以下结合附图通过多个实施例进行说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种变压器能效检测装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型提供了一种变压器能效检测装置，包括PWM整流装置1、可控交流电源2、电能质量扰动装置3、交流电子负载4、耦合变压器5、变压器二次侧测量装置6、陪试变压器7、被测变压器8和变压器一次侧测量装置9；

所述PWM整流装置1交流侧与低压交流电源连接；所述PWM整流装置1直流侧分别连接可控交流电源2直流侧、电能质量扰动装置3直流侧以及交流电子负载4直流侧；所述可控交流电源2交流侧和电能质量扰动装置3的交流侧分别与耦合变压器5的输入端连接；所述耦合变压器5的输出端与陪试变压器7二次侧连接；所述陪试变压器7一次侧通过变压器一次侧测量装置9与被测变压器8一次侧连接；所述被测变压器8二次侧通过变压器二次侧测量装置6与交流电子负载4交流侧连接。

具体的，PWM整流装置1为可控交流电源2、电能质量扰动装置3及交流电子负载4等装置提供稳定的直流电压，对于交流输入侧能量可双向传输具有全反灌功能，可将直流输出侧能量全回馈至电网。其输入功率因数高，对电网污染小。

其中，可控交流电源2是一种用于将直流电源转化成需要的交流电源的设备。在实际应用中，可控交流电源通常与直流电源和逆变器相结合，采用大功率逆变器是其中一种实现方式。大功率逆变器是一种广泛应用于各种实际应用中的电力逆变器，它可以将直流电源转换成为需要的交流电源，用于供电和驱动高功率负载。本实施例中，可控交流电源2采用大功率逆变器，大功率逆变器采用较低的开关频率，输出大电流基波波形，可实现变压器额定电压及额定电流运行工况。本实施例中，大功率逆变器的容量与被测变压器的额定容量1.3倍相匹配，具备被测变压器过载运行的测试条件。

电能质量扰动装置3是一种用于模拟电力网络中常见的电能质量问题(例如电压波动、电压谐波、电压不平衡等)的设备，可以用于测试电气设备在不同电能质量下的运行情况和稳定性。本实施例中，电能质量扰动装置3采用逆变器，具体可以采用小功率逆变器，小功率逆变器的容量与被测变压器8的额定容量0.3倍及以上相匹配，具备被测变压器电能质量扰动的测试条件。

交流电子负载4是可以模拟真实环境中的负载的仪器。本实施例中，交流电子负载4是一种能量回馈型装置，其阻抗和电流大小能连续调节，模拟实际变压器二次侧负载的电气性能特点满负荷运行。交流电子负载4的交流侧可以将从可控交流电源2侧吸收的能量回馈到直流侧。

耦合变压器5能够将电能质量扰动装置3产生的电能扰动信号与可控交流电源2产生的基波电源进行耦合输出。通过耦合变压器5可实现可控交流电源2与电能质量扰动装置3的电气隔离，并控制在变压器间传输的电压和电流的大小和方向，以便将系统的结构和可靠性的要求满足。

在上述实施例的基础上，变压器能效检测装置还包括陪试变压器6；所述耦合变压器5的输出端与陪试变压器6二次侧连接，所述陪试变压器6一次侧通过变压器一次侧测量装置9与被测变压器8一次侧连接。

所述陪试变压器6的容量大于或等于被测变压器8，其两者输入及输出电压等级基本相同。它可以被用来转换电压或电流等参数的大小，使得被测变压器8与可控交流电源2及交流电子负载4的输出电压等级相匹配。

变压器的一次侧是指变压器的输入侧，变压器的二次侧指的是变压器的输出侧。在实际应用中，为了确保变压器的正常运行，需要进行变压器一次侧和二次侧运行参数的测量和监控。常见的测量参数包括电压、电流、损耗、温升等。根据测量数据，可以了解到变压器的工作状态。变压器一次侧测量装置是指用于测量变压器一次侧电参数的仪器设备，包括电压表、电流表、功率表等。变压器一次侧测量装置通常被安装在变压器一次侧电路中，可以直接测量变压器输入的运行参数。变压器二次侧测量装置是指用于测量变压器二次侧电参数的仪器设备，变压器二次侧测量装置通常被安装在变压器二次侧电路中，可以直接测量变压器输出的运行参数。本实施例中，变压器二次侧测量装置7及变压器一次侧测量装置9均配置有电压互感器、电流互感器和测试设备。

在一个可选实施例中，可控交流电源采用大功率逆变器，大功率逆变器采用较低的开关频率，输出大电流基波波形，可实现变压器额定电压及额定电流运行工况。电能质量扰动装置采用小功率逆变器，小功率逆变器采用较高的开关频率，输出小电流高频调制波形，可模拟电网的电压扰动、频率扰动及三相不平衡等；可控交流电源和电能质量扰动装置通过耦合变压器输出至陪试变压器二次侧。这种组合形式的拓扑结构构成电网自适应模拟装置，可为被测变压器的一次侧模拟各种交流电网工况，同时设备自身损耗小、温升低。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种变压器能效检测装置，其特征在于，包括PWM整流装置(1)、可控交流电源(2)、电能质量扰动装置(3)、交流电子负载(4)、耦合变压器(5)、变压器二次侧测量装置(6)、陪试变压器(7)、被测变压器(8)和变压器一次侧测量装置(9)；

所述PWM整流装置(1)交流侧与低压交流电源连接；所述PWM整流装置(1)直流侧分别连接可控交流电源(2)直流侧、电能质量扰动装置(3)直流侧以及交流电子负载(4)直流侧；所述可控交流电源(2)交流侧和电能质量扰动装置(3)的交流侧分别与耦合变压器(5)的输入端连接；所述耦合变压器(5)的输出端与陪试变压器(7)二次侧连接，陪试变压器(7)一次侧连接通过变压器一次侧测量装置(9)与被测变压器(8)一次侧连接；所述被测变压器(8)二次侧通过变压器二次侧测量装置(7)与交流电子负载(4)交流侧连接。

2.根据权利要求1所述的一种变压器能效检测装置，其特征在于，所述电能质量扰动装置(3)为逆变器。

3.根据权利要求1所述的一种变压器能效检测装置，其特征在于，所述变压器二次侧测量装置(7)及变压器一次侧测量装置(9)均配置有电压互感器、电流互感器和测试设备。