特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置制造方法
【專利摘要】一種特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置，包括依次連接的試驗電源和輸出端接被試變壓器（4）的升壓變壓器（3），其特征是：所述被試變壓器（4）的輸入端并聯(lián)連接有一組或多組高壓濾波器（3），所述試驗電源是高壓變頻調(diào)壓電源（1）。本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是，充分利用大功率高壓變頻調(diào)壓電源頻率電壓能獨立調(diào)節(jié)的優(yōu)勢，實時采集試驗電流、電壓波形，進(jìn)行變頻調(diào)壓，有效減小所需的試驗裝置容量，改善試驗電壓波形，為特高壓大型變壓器現(xiàn)場試驗提供新的有效的試驗技術(shù)。
【專利說明】特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型提供一種變壓器現(xiàn)場試驗裝置，具體說是一種特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大型電力變壓器是輸變電系統(tǒng)中最重要、最昂貴的設(shè)備之一，其可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。尤其是在特高壓交直流工程中，大型變壓器作為輸變電系統(tǒng)的核心，地位尤為重要。
[0003]變壓器出廠或大修投運前，需進(jìn)行現(xiàn)場空載試驗。空載試驗?zāi)苡行z驗變壓器鐵芯和內(nèi)部缺陷，是評價變壓器安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行的重要技術(shù)手段。由于特高壓變壓器體積重量龐大，不易運輸，為節(jié)省運輸成本，大型變壓器現(xiàn)場組裝現(xiàn)場試驗將逐漸取代傳統(tǒng)的廠內(nèi)組裝成品運輸?shù)哪Ｊ健?br> [0004]但現(xiàn)場組裝現(xiàn)場試驗也帶來新的問題，特高壓變壓器容量大，電壓等級高，現(xiàn)場試驗困難。尤其是變壓器空載試驗中，電壓升高鐵芯飽和后，空載電流急劇增加，極易導(dǎo)致試驗電壓降低和電壓波形畸變，難以升壓完成試驗。試驗裝置容量增大，可減小電壓波形的畸變；但試驗裝置容量增大，則體積重量成倍增加，難以現(xiàn)場應(yīng)用。
[0005]目前，大型變壓器的空載試驗主要采用兩種方案:同步發(fā)電機組和調(diào)壓器。發(fā)電機組投資龐大，重復(fù)使用困難，難以現(xiàn)場應(yīng)用。調(diào)壓器受電網(wǎng)波動影響較大，一般需補償才能完成空載升壓；常用的補償辦法是在鐵芯飽和后投切高壓電容，以補償空載電流中急劇增加的感性分量。對于特高壓變壓器，空載試驗中投切高壓電容容易產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，危及設(shè)備。對于特高壓大型變壓器，這些試驗方法難以解決試驗裝置容量和試驗電壓波形之間的矛盾需求，均不適合特高壓變壓器現(xiàn)場試驗。
[0006]因此，需研究實際可行的特高壓大型變壓器現(xiàn)場試驗方法，為完成特高壓變壓器現(xiàn)場試驗尤其是空載升壓試驗提供一種新的解決途徑，為特高壓設(shè)備現(xiàn)場組裝現(xiàn)場試驗的建設(shè)模式提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置。
[0008]所述特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置，包括依次連接的試驗電源和輸出端接被試變壓器的升壓變壓器，其特征在于:所述被試變壓器的輸入端并聯(lián)連接有一組或多組高壓濾波器，所述試驗電源是高壓變頻調(diào)壓電源，所述高壓濾波器是RLC串聯(lián)濾波器，作為并聯(lián)在被試變壓器輸入端的唯一濾波形式，用于濾除高次諧波。
[0009]本方案中明確，在被試變壓器的輸入端不含RLC串聯(lián)濾波器以外的電容補償，免除了電容補償?shù)碾A段性投切帶來的暫態(tài)過電壓的風(fēng)險。
[0010]國家電網(wǎng)發(fā)布的新版電力行業(yè)強制性標(biāo)準(zhǔn)《電業(yè)安全工作規(guī)程》規(guī)定:電壓等級在IOOOV及以上為高壓電氣設(shè)備。
[0011]作為優(yōu)化方案，所述被試變壓器的輸入端連接有電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器和電流互感器分別通過電壓分析比較模塊和電流分析比較模塊連接到所述高壓變頻調(diào)壓電源的調(diào)壓控制端和調(diào)頻控制端。
[0012]在這個試驗回路中，高壓變頻調(diào)壓電源產(chǎn)生試驗所需的電壓，經(jīng)過中間變壓器升壓后，加在被試變壓器兩端；被試變壓器兩端并聯(lián)高壓濾波器，以補償空載電流，改善電壓波形。
[0013]本實用新型可實時采集被試變壓器的空載試驗電壓和試驗電流，并對采集得到的空載試驗電壓、電流進(jìn)行實時比較，并控制高壓大功率變頻調(diào)壓電源的輸出電壓與頻率上升。當(dāng)輸出電壓升至試驗所需電壓時，再將頻率調(diào)節(jié)至50Hz進(jìn)行各類參數(shù)的測量。整個過程即為“變頻調(diào)壓”。
[0014]在由電源裝置、高壓濾波器構(gòu)成的特高壓大型變壓器現(xiàn)場空載試驗回路中，鐵芯未飽和時濾波器作為回路阻抗消耗電源容量；鐵芯飽和時濾波器補償空載電流減小電源容量。所述電源裝置由高壓大功率變頻調(diào)壓電源連接中間變壓器構(gòu)成。為充分減小電源容量，提出變頻調(diào)壓思想，從較低的起始頻率開始升壓，在升壓的過程中逐步增加頻率，使得回路處于鐵芯將要飽和但未飽和的最佳補償狀態(tài)。
[0015]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是，充分利用大功率高壓變頻調(diào)壓電源頻率電壓能獨立調(diào)節(jié)的優(yōu)勢，實時采集試驗電流、電壓波形，進(jìn)行變頻調(diào)壓，有效減小所需的試驗裝置容量，改善試驗電壓波形，為特高壓大型變壓器現(xiàn)場試驗提供新的有效的試驗技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是特高壓大型變壓器現(xiàn)場試驗主回路結(jié)構(gòu)圖，
[0017]圖2是試驗裝置頻率f隨試驗電壓U的變化關(guān)系圖。
[0018]圖中:I一高壓變頻調(diào)壓電源，2—升壓變壓器，3—高壓濾波器，4一被試變壓器，
5—電流互感器，6 —電壓互感器，7 —電流分析比較模塊，8 —電壓分析比較模塊，9一試驗電源裝置。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明:如圖1中所示，所述特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置，包括依次連接的試驗電源和輸出端接被試變壓器4的升壓變壓器3，所述被試變壓器4的輸入端并聯(lián)連接有一組或多組高壓濾波器3，所述試驗電源是高壓變頻調(diào)壓電源I。作為優(yōu)化方案，所述高壓濾波器3是RLC串聯(lián)濾波器。
[0020]作為優(yōu)化方案，所述被試變壓器4的輸入端連接有電壓互感器6和電流互感器5，所述電壓互感器6和電流互感器5分別通過電壓分析比較模塊8和電流分析比較模塊7連接到所述高壓變頻調(diào)壓電源I的調(diào)壓控制端和調(diào)頻控制端。
[0021]變頻調(diào)壓裝置采集被試變壓器4的信號，控制高壓變頻調(diào)壓電源I的輸出電壓和頻率，使輸出電壓與頻率呈“階梯型”上升，“階梯型”變化關(guān)系如圖2所示。
[0022]升壓變壓器為大容量變壓器，在回路中起升高電壓的作用，與高壓大功率變頻調(diào)壓電源一起共同構(gòu)成試驗所需的高電壓。[0023]高壓濾波器為無源濾波器，由電阻、電容、電感元件構(gòu)成。濾波器的主要功能是在鐵芯飽和空載電流畸變時，補償感性基波電流，濾除諧波電流，進(jìn)而改善試驗電壓波形。
[0024]變頻調(diào)壓裝置由信號采集單元和控制輸出單元兩部分構(gòu)成，信號采集模塊包括電壓互感器和電流互感器，電壓互感器并聯(lián)在被試變壓器加壓繞組兩端，用于實時監(jiān)測被試變壓器上的試驗電壓；電流互感器串聯(lián)在回路中，用于監(jiān)測空載電流。控制輸出單元包括電壓分析比較模塊8和電流分析比較模塊7，對采集得到的空載試驗電壓是否達(dá)到最高試驗電壓，和采集到的電流是否出現(xiàn)大幅上升進(jìn)行實時比較分析，并控制高壓大功率變頻調(diào)壓電源的輸出電壓與頻率呈“階梯型”上升。具體為:1)在起始頻率fo下，控制輸出電壓勻速上升；2)當(dāng)電流分析比較模塊7監(jiān)測到空載電流急劇上升時，保持電壓不變，控制輸出頻率使之增加一個遞增頻率Λ f ;3)在頻率為f# Δ f時，繼續(xù)升壓，并實時監(jiān)測空載電流，電流再次急劇上升時，重復(fù)2)和3)。最后，當(dāng)電壓分析比較模塊8判斷輸出電壓升至試驗所需電壓時，再將頻率調(diào)節(jié)至50Hz進(jìn)行各類參數(shù)的測量。整個過程即為“變頻調(diào)壓”，輸出電壓與頻率呈“階梯型”上升變化關(guān)系。
[0025]本實用新型的優(yōu)勢在于采取“階梯型”變頻調(diào)壓的方法，在保證升壓過程順利完成的情況下，顯著減小特高壓大型變壓器空載試驗所需的試驗電源容量，進(jìn)而有效推動特高壓變壓器現(xiàn)場試驗技術(shù)及裝置向集成化、小型化、現(xiàn)場實用化方向發(fā)展。
【權(quán)利要求】
1.一種特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置，包括依次連接的試驗電源和輸出端接被試變壓器(4)的升壓變壓器(3)，其特征是:所述被試變壓器(4)的輸入端并聯(lián)連接有一組或多組高壓濾波器(3)，所述試驗電源是高壓變頻調(diào)壓電源(I )，所述高壓濾波器(3)是RLC串聯(lián)濾波器，作為并聯(lián)在被試變壓器輸入端的唯一濾波形式，用于濾除高次諧波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓大型變壓器空載試驗的變頻調(diào)壓裝置，其特征是:所述被試變壓器(4 )的輸入端連接有電壓互感器(6 )和電流互感器(5 )，所述電壓互感器(6 )和電流互感器(5)分別通過電壓分析比較模塊(8)和電流分析比較模塊(7)連接到所述高壓變頻調(diào)壓電源(I)的調(diào)壓控制端和調(diào)頻控制端。
【文檔編號】G01R31/00GK203519749SQ201320684569
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】汪發(fā)明, 汪濤, 羅維, 謝齊家, 高得力, 賀家慧 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院