WO2022048678A1 - 基于充电电容的变压器动热稳定试验装置 - Google Patents

Abstract

一种基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，涉及变压器动热稳定试验技术领域，包括电源单元、大容量电容式储能单元、逆变单元、数测主控单元，电源单元与大容量电容式储能单元连接，大容量电容式储能单元与逆变单元连接，数测主控单元分别与电源单元、大容量电容式储能单元和逆变单元连接。试验装置结构简单、使用方便、造价低，通过大容量电容式储能单元存储大量容量并快速释放，并经逆变单元逆变调压，为被测变压器提供短路时的所需电压，从而完成被测变压器动热稳定试验，有效降低了变压器动热稳定试验对电网电源容量的要求，利于推广，应用前景广泛。

Description

基于充电电容的变压器动热稳定试验装置 技术领域

本发明涉及变压器动热稳定试验技术领域，是一种基于充电电容的变压器动热稳定试验装置。

背景技术

电网的安全稳定运行对国民经济意义重大，随着电网的不断互联，电力系统的运行环境更加复杂，对电网的安全稳定运行要求也越来越高。电网的关键设备主要性能包括温升、绝缘和短路性能，短路性能为输配电项目的关键项目，针对关键设备例如变压器、美式和欧式箱变、JP柜等，其短时耐受是一个最为关键的参数，而这些参数大部分不能通过设计完全等效，只能通过实际动热稳定试验来进行验证，同时国内目前主要输配电设备额定电流已由1000A提高到2500A至4000A，短路电流已由16～20kA提高到31.5～63kA，甚至更高。传统的变压器动热稳定试验需要背靠大电网或者自建发电机系统，满足变压器动热稳定能试验对容量的要求，投资大，占地大，严重制约变压器的性能试验。

发明内容

本发明提供了一种基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有需要背靠大电网或者自建发电机系统的变压器动热稳定试验存在的投资大，占地大，不利于推广的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，包括电源单元、大容量电容式储能单元、逆变单元、数测主控单元，所述电源单元与大容量电容式储能单元连接，大容量电容式储能单元与逆变单元连接，数测主控单元分别电源单元、大容量电容式储能单元和逆变单元连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述逆变单元可包括逆变控制模块和电流逆变模块，所述逆变控制模块包括上位机、下位机和隔离开关模块，电流逆变模块分别与下位机和隔离开关模块连接，下位机与上位机连接，上位机与数测主控单元连接。

上述电流逆变模块可包括一个或多个逆变器。

上述大容量电容式储能单元可包括一个或多个大容量电容式储能盒体。

上述大容量电容式储能单元还可包括显示模块和容量控制模块，每个大容量电容式储能盒体均与容量控制模块连接，容量控制模块与显示模块连接。

上述数测主控单元可为示波器。

本发明结构简单、使用方便、造价低，通过大容量电容式储能单元存储大量容量并快速释放，并经逆变单元逆变调压，为被测变压器提供短路时的所需电压，从而完成被测变压器动热稳定试验，有效降低了变压器动热稳定试验对电网电源容量的要求，利于推广，应用前景广泛。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，包括电源单元、大容量电容式储能单元、逆变单元、数测主控单元，所述电源单元与大容量电容式储能单元连接，大容量电容式储能单元与逆变单元连接，数测主控单元分别电源单元、大容量电容式储能单元和逆变单元连接。

上述技术方案中，电源单元用于向大容量电容式储能单元充电。大容量电容式储能单元可布置于集装箱内，用于为逆变单元提供电能，并且大容量电容式储能单元可循环重复利用。逆变单元用于对大容量电容式储能单元的输出电能进行逆变调压，输出被测变压器时所需的电压。数测主控单元可为数据测控计算机，用于控制电源单元向大容量电容式储能单元充电，启动逆变单元，获得记录电源单元的电流、电压、温度、通讯参数，获得记录大容量电容式储能单元的电流、电压、温度、通讯参数，被测变压器的一次侧输入电流、电压、相位和频率，即逆变单元的输出电流、电压、相位和频率；并根据被测变压器的一次侧输入电流、电压、相位和频率，确定被测变压器动热稳定。

上述技术方案中，数测主控单元还可通过光纤、无线、网线等实现数据传输至远程监控平台，可远程通过打印机将数据打印。

具体工作过程为：

首先，将逆变单元的输出端与被测变压器一次侧连接，将被测变压器的二次侧短接；接着，数测主控单元控制电源单元向大容量电容式储能单元充电，在数测主控单元监测大容量电容式储能单元充电到达预设值后，控制电源单元停止充电；然后，启动逆变单元工作，输出被测变压器短路时的所需电压，数测主控单元获取、记录被测变压器短路时，被测变压器的一次侧输入电流、电压、相位和频率，即逆变单元的输出电流、电压、相位和频率；最后工作人员根据数测主控单元记录的数据，得出试验结论。

上述试验时，即可对被测变压器的三相同时试验，也可三相分开试验。

综上本发明结构简单、使用方便、造价低，能通过大容量电容式储能单元存储大量容量并快速释放，并经逆变单元逆变调压，为被测变压器提供短路时的所需电压，从而完成被测变压器动热稳定试验，有效降低了变压器动热稳定试验对电网电源容量的要求，利于推广，应用前景广泛。

可根据实际需要，对上述基于充电电容的变压器动热稳定试验装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，所述逆变单元包括逆变控制模块和电流逆变模块，所述逆变控制模块包括上位机、下位机和隔离开关模块，电流逆变模块分别与下位机和隔离开关模块连接，下位机与上位机连接，上位机与数测主控单元连接。

上述技术方案中，逆变控制模块包括上位机、下位机和隔离开关模块；其中，上位机可为工业计算机或笔记本，用于控制下位机，获得下位机回传的数据，并与数测主控单元通信，实现数据及指令的传输；下位机包括总控板、子控板和分控板，下位机通讯均为全光纤隔离，用于执行上位机的指令，并获取电流逆变模块的输出电流、电压、相位和频率，并能自动切除电流逆变模块中故障的元器件。隔离开关模块用于控制逆变控制模块与被测变压器的一次侧的通断。

上述技术方案中，逆变控制模块用于将直流电压和电流进行逆变，逆变为频率、电压、电流的幅值和波形均可控的交流波形，同时对其完成滤波。

如附图1所示，所述电流逆变模块包括一个或多个逆变器。

上述技术方案中，逆变器可为可控硅逆变器或绝缘栅双极型晶体管逆变器，可提供恒压供电，无需同步开关。多个逆变器可多通过级串联或者多级并联，以扩大输出功率。

如附图1所示，所述大容量电容式储能单元包括一个或多个大容量电容式储能盒体。

上述技术方案中，单一大容量电容式储能盒体储存的能量可为40kJ，并且通过多个大容量电容式储 能盒体的串并联扩展，满足不同变压器试验容量的扩展。

如附图1所示，所述大容量电容式储能单元还包括显示模块和容量控制模块，每个大容量电容式储能盒体均与容量控制模块连接，容量控制模块与显示模块连接。

上述技术方案中，容量控制模块的型号可为CN-1250-0.1，用于采集每个大容量电容式储能盒体的基本参数，并对每个大容量电容式储能盒体进行独立控制和隔离。显示模块用于显示每个大容量电容式储能盒体的基本参数。

根据需要，所述数测主控单元为示波器。

上述技术方案中，示波器能获取、显示、导出逆变单元的输出电流、电压、相位和频率。

本申请的实施例中，所述电源单元可以为电源装置，所述隔离开关模块包括一个或多个隔离开关，所述显示模块包括一个或多个显示器，所述容量控制模块包括一个或多个传感器和控制器。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (7)

1. 一种基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于包括电源单元、大容量电容式储能单元、逆变单元、数测主控单元，所述电源单元与大容量电容式储能单元连接，大容量电容式储能单元与逆变单元连接，数测主控单元分别与电源单元、大容量电容式储能单元和逆变单元连接。
2. 根据权利要求1所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述逆变单元包括逆变控制模块和电流逆变模块，所述逆变控制模块包括上位机、下位机和隔离开关模块，电流逆变模块分别与下位机和隔离开关模块连接，下位机与上位机连接，上位机与数测主控单元连接。
3. 根据权利要求2所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述电流逆变模块包括一个或多个逆变器。
4. 根据权利要求1或2或3所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述大容量电容式储能单元包括一个或多个大容量电容式储能盒体。
5. 根据权利要求4所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述大容量电容式储能单元还包括显示模块和容量控制模块，每个大容量电容式储能盒体均与容量控制模块连接，容量控制模块与显示模块连接。
6. 根据权利要求1或2或3或5所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述数测主控单元为示波器。
7. 根据权利要求4所述的基于充电电容的变压器动热稳定试验装置，其特征在于，所述数测主控单元为示波器。

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