一种变压器剩磁检测、消除一体化装置及其使用方法与流程

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种变压器剩磁检测、消除一体化装置及其使用方法。

背景技术：

大型电力变压器直流试验后，铁心中可能会残留大量剩磁，使变压器投运时产生数值较大、时间较长的励磁涌流，导致继电保护装置的误动作，同时剩磁对变压器常规试验、相关一次设备都有较大影响。

变压器剩磁的产生主要有两个方面原因：一是变压器铁心等磁性材料具有磁滞效应, 即磁感应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化；二是变压器投运前绕组直流电阻测试等直流试验施加的外部直流电场，使变压器铁心材料单方向磁化，试验结束后由于磁滞效应产生剩磁。

磁性物质都具有保留其磁性的倾向，其磁化存在着明显的不可逆性，这种现象就是磁滞现象。

变压器铁心一般采用硅钢片制作而成，硅钢片是一种含硅量在0.8～4.8%的钢材，具有较高的电阻率，较大的磁导率，较小的矫顽力、磁滞损耗和涡流损耗。

新投运或大修后的电力变压器在投入电网前需进行一系列的预防性试验，以保障变压器各项技术参数符合要求。大型电力变压器进行绕组直流电阻测试等试验时，为提高测量精度，缩短测量时间，通常采用5～20A的恒定直流电流，通入直流电流的绕组相当于螺线圈，在其周围产生磁场，该磁场对铁心来说是外磁场，使铁心磁化。当完成试验并进行放电后，外磁场消失，但由于磁滞效应，铁心的磁化强度不会降到零，仍会在铁心保留部分磁化强度，即产生了剩磁。剩磁及极性取决于切断磁势瞬间的磁通值及极性，其大小还与铁磁材料的特性有关。较大的铁心剩磁使变压器投运时产生数值较大、时间较长的励磁涌流，导致继电保护装置的误动作，使变压器不能顺利投运；使变压器的震动、噪声增大，对变压器的结构件产生影响，缩短变压器的大修周期；使变压器输入、输出的电压、电流量数据不准确，从而对很多常规试验项目产生干扰，甚至使某些试验失去意义；使铁心半周饱和，在励磁电流中产生大量偶次谐波，不仅增加了变压器的无功损耗，也让变压器称为电网谐波源，影响供电质量，同时也可能与级联或并联的变压器形成和应涌流，威胁相关一次设备的安全稳定运行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器剩磁检测、消除一体化装置及其使用方法，其即能智能检测变压器是否需要消磁，进行智能消磁，又能直观显示消磁结果。

本发明所采用的技术方案是：一种变压器剩磁检测、消除一体化装置，其包括与变压器低压侧绕组连接的交流电源模块、智能调压单元、输入端与智能调压单元的输出端相连接的直流电源模块、人机交互单元、与人机交互单元相连接的控制采集模块、用于采集输出电压电流数据的数据采集模块以及与数据采集模块连接的数据分析模块，直流电源模块输出端子与变压器高压绕组连接。

所述人机交互单元包括接口模块、显示模块以及键盘模块。

一种变压器剩磁检测、消除一体化装置的使用方法，其包括如下步骤：

a、通过所述人机交互单元设置指令，控制采集模块采集人机交互单元指令，控制回路接受指令，控制交流电源模块输出端子向变压器低压侧施加交流电压，施加电压从0开始，匀速升压，每隔10V数据采集模块采集一个电流值直至预定电压值；然后匀速降低电压，仍每隔10V数据采集模块采集一个电流值直至电压为0；

b、数据采集模块将采集数据输入数据分析系统，数据分析系统将升压过程中电压50V及以上不同电压值下电流值除以相应电压值并累加，作为电流上升曲线计算值 ；将降压过程中预定电压值至50V不同电压值下电流值分别除以相应电压值并累加，作为电流下降曲线计算值；

c、数据分析系统计算差异系数D，差异系数D的计算公式为，

d、数据分析系统分析D的数值，差异系数D在设定阈值以下时，剩磁较小，变压器无需进行消磁处理，差异系数D大于设定阈值时，剩磁较大，变压器需进行消磁处理；

e、若差异系数D大于设定阈值时，数据分析系统判定剩磁方向；人机交互单元设置指令，直流电源模块工作，对变压器进行消磁；

f、重复步骤a、b、c、d对变压器消磁效果进行验证。

还包括如下步骤：将所述步骤a、b、c的数据输入数据分析系统数据库，对比分析消磁前后数据及历史消磁数据，判断消磁效果。

本发明的积极效果为：通过人机交互单元、控制采集模块、交流电源模块、数据采集模块以及数据分析系统可以智能检测变压器是否需要消磁，利用直流电源模块然后进行智能消磁，智能调压单元可以随时调节直流电源的电流可以有效对变压器进行消磁，人机交互单元有显示模块又能直管显示消磁结果，并与历史数据进行对比，分析数据发展规律。

附图说明

图1为本发明一种变压器剩磁检测、消除一体化装置的模块示连接意图；

图2为本发明装置使用方法流程图；

图3为本发明在使用时变压器剩磁检测及消除流程图。

具体实施方式

如附图1所示，本发明包括与变压器低压侧绕组连接的交流电源模块、用于变换交直流的电源转换模块、智能调压单元、输入端与智能调压单元的输出端相连接的直流电源模块、人机交互单元、与人机交互单元相连接的控制采集模块、用于采集输出电压电流数据的数据采集模块以及与数据采集模块连接的数据分析模块，直流电源模块输出端子与变压器高压绕组连接。所述人机交互单元包括接口模块、显示模块以及键盘模块。所述交流电源模块型号为DYYJL-1，智能调压单元型号为DYYTY-1，直流电源模块为DYYZL-1，控制采集模块的型号为DYYLZ01，数据采集模块的型号为PJZXCJ-6，数据分析模块的型号为PJZXFX-3。

如附图2、3所示，本发明一体化装置的使用方法为：a、通过所述人机交互单元设置指令，控制采集模块采集人机交互单元指令，控制回路接受指令，控制交流电源模块输出端子向变压器低压侧施加交流电压，施加电压从0开始，匀速升压，每隔10V数据采集模块采集一个电流值直至预定电压值；然后匀速降低电压，仍每隔10V数据采集模块采集一个电流值直至电压为0；

b、数据采集模块将采集数据输入数据分析系统，数据分析系统将升压过程中电压50V及以上不同电压值下电流值除以相应电压值并累加，作为电流上升曲线计算值；将降压过程中预定电压值至50V不同电压值下电流值分别除以相应电压值并累加，作为电流下降曲线计算值；

c、数据分析系统计算差异系数D，差异系数D的计算公式为，

d、数据分析系统分析D的数值，差异系数D在设定阈值以下时，剩磁较小，变压器无需进行消磁处理，差异系数D大于设定阈值时，剩磁较大，变压器需进行消磁处理；

e、若差异系数D大于设定阈值时，数据分析系统判定剩磁方向；人机交互单元设置指令，直流电源模块工作，对变压器进行消磁；

f、重复步骤a、b、c、d对变压器消磁效果进行验证。

将所述步骤a、b、c的数据输入数据分析系统数据库，对比分析消磁前后数据及历史消磁数据，判断消磁效果。

对电力变压器直阻测试后，基于空载电流法的变压器铁心剩磁检测方法，得到表征所述电力变压器剩磁通的差异系数，所述剩磁通的极性与所述电力变压器在直阻测试中的直流电源电压的极性相同；通过人机交互单元界面读取所述电力变压器的差异系数，根据差异系数输入控制指令；向所述电力变压器高压侧加所述反向磁通，所述反向磁通中的暂态磁通与所述剩磁通的方向相反，以抵消所述剩磁通。励磁试验数据均可储存至数据分析系统，可进行对比分析。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。