干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统的制作方法

本实用新型涉及干式空心电抗器技术领域，具体涉及一种干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统。

背景技术：

随着我国电力事业的不断发展，对于如何提高供电质量和供电可靠性，已经成为供电系统需要考虑的重要问题。无功补偿装置在提高供电质量方面起着重要作用，在近几年得到了迅速发展；而为保证供电可靠性，保证变压器免受短路电流冲击，短路电流限制装置也得到广泛应用。

干式空心电抗器作为无功补偿装置和短路电流限制装置中的代表性设备，由于其具有损耗小、噪音低、维护工作量小、不易发生相间短路故障、电抗值线性度好、设计寿命长等优点,近年来广泛应用于国内外电网设备中。电力系统采取的电抗器常见的有并联电抗器和串联电抗器。并联电抗器用来吸收线路的容性无功，起到改善电力系统无功功率的作用；串联电抗器则主要用来限制短路电流，或者通过与电容器串联或并联来限制电网中的高次谐波。

随着干式空心电抗器在电网中的大规模应用，由于电抗器的各种缺陷引发的事故也不可避免的发生，在对电抗器缺陷统计中发现由于匝间绝缘引发的短路故障在各种缺陷中所占比例最高，接近一半。多数电抗器故障为匝间短路引起电抗器起火燃烧，给电力系统的安全稳定运行带来了很大影响。

针对干式空心电抗器匝间绝缘的检测试验研究，国内学者的研究方法大体上可分为以下几种：一种是感应耐压试验法，该方法对电抗器首尾端直接施加工频电压，与电抗器实际运行状况最为接近，可有效考核电抗器匝间绝缘耐受过电压的能力，但该方法所需无功功率很大，很难有试验装置能满足试验时的容量要求，从而使此方法受到极大限制。一种是雷电冲击电压试验法，由于感应耐压试验方法的局限性，该方法被替代用作考核电抗器匝间绝缘的耐受能力，但是该方法作用时间比较短，能量较低，外观检查难辨别，且匝间短路引 起的电参数变化量小，从雷电冲击波形也难以辨别。

还有一种是高频脉冲振荡法，该方法的研究基于电抗器在匝间绝缘出现击穿短路时电抗器参数变化现象，在电抗器上施加高频电压，对比正常电抗器和故障电抗器对施加电压呈现不同的衰减常数，从而判断电抗器的匝间绝缘状态，该方法仅对已经出现匝间绝缘缺陷的电抗器有效果，而对存在匝间绝缘隐患而又未发生绝缘击穿的电抗器则无法实现检测功能。公开号为CN105445630的一种干式空心电抗器匝间绝缘测试装置，包括输入模块、干式空心电抗器、监测电路、MCU系统、过流保护电路、总线模块、显示模块、信号转换开关、数/转换电路、输入操作模块；监测电路包括电压监测电路、无功电流监测电路、有功电流监测电路、功率因素监测电路，输入模块包括调压器、高压脉冲电路、高频振荡电路，干式空心电抗器输入端连接高频振荡电路，输出端连接无功电流监测电路、有功电流监测电路、功率因素监测电路。

因此，对不同使用条件下的干式空心电抗器匝间绝缘进行试验研究，实现干式空心电抗器匝间绝缘的现场检测，就显得愈发重要。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统，能够对35千伏干式空心电抗器现场进行感应耐压试验，完成现场对电抗器的升压操作。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统，其中，包括高压开关柜、变频试验电源、试验变压器、无功功率补偿单元、局部放电监测单元和被试品单元，所述高压开关柜接入380V三相交流电流，所述高压开关柜、变频试验电源、试验变压器、无功功率补偿单元、局部放电监测单元、被试品单元依次连接；所述局部放电监测单元包括耦合电容、测量阻抗和局部放电测试仪，所述被试品单元包括干式空心电抗器和交流电压测量单元，所述干式空心电抗器和交流电压测量单元并联。

优选的，所述试验变压器的高压回路中串联电流表。

优选的，所述无功功率补偿单元采用油浸式密集型补偿电容器组。

优选的，所述无功功率补偿单元由多个电容器组串联组成，所述的电容器组由多支电容器并联组成。

优选的，所述试验变压器为励磁变压器。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型能够对干式空心电抗器现场进行感应耐压试验，完成现场对电抗器匝间绝缘的考核；

2)本实用新型所需升压试验变压器额定电压低，降低了试验变压器的制造难度；

3)本实用新型自带局部放电监测单元，可以对试验过程中局部放电情况进行测量。

4)本实用新型自带无功补偿电容器，所需有功电源容量小，可以实现现场试验的要求。

5)本实用新型的方法清晰，突破了传统干式空心电抗器无法在现场进行匝间绝缘有效的瓶颈，使干式空心电抗器现场进行感应耐压成为可能，同时在试验过程中对局部放电量水平进行监测，填补了国内现场考核干式空心电抗器匝间绝缘性能的空白，有效干式空心电抗器的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统的原理框图。

图2是本实用新型干式空心电抗器匝间绝缘性能试验系统局部放电监测单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型技术方案进一步说明：

实施例1：

如图1所示，本实用新型包括高压开关柜1、变频试验电源2、励磁变压 器3、无功功率补偿单元4、局部放电监测单元5和被试品单元6，高压开关柜1接入380V三相交流电流，高压开关柜1、变频试验电源2与励磁变压器3依次电连接，励磁变压器3将变频试验电源2的输出电压U₁升压为U₂，励磁变压器3的高压回路中串联电流表。局部放电监测单元5由耦合电容器C_K、检测阻抗Z_M和局放测试仪M组成。无功功率补偿单元4由3个相同的电容器组C1～C3组成，其中，电容器组C1-C3均由三支电容器并联而成，这三组电容器组并联在一起用以增加无功补偿的容量。被试品单元6包括干式空心电抗器和交流电压测量单元，所述干式空心电抗器和交流电压测量单元并联。

试验变压器激发谐振回路，通过变频试验电源输出频率使得回路中的无功功率补偿单元与被试品单元产生并联谐振。励磁变压器3激发谐振回路，通过变频试验电源2输出频率使得回路中的无功功率补偿单元4与被试品单元6产生并联谐振，实现无功功率的完全补偿。高压开关柜1对励磁变压器3起到保护的作用，防止电流过大损坏设备。局部放电监测单元5通过耦合电容器C_K、检测阻抗Z_M和局放测试仪M，利用脉冲电流法的原理，对整个加压系统的局部放电水平进行监测和考核。

本实用新型在试验时通过励磁变压器3将变频试验电源2的输出电压升到合适的电压值，以激发整个试验回路，动态调节变频试验电源2的输出频率和无功功率补偿单元4的电容器组投切组数，使无功功率补偿单元和被测电抗器在变频试验电源频率范围内(30Hz-300Hz)实现并联谐振，从而实现无功功率的完全补偿，此时变频试验电源2的输出频率即为试验频率，被试品6所加电压即为谐振电压。根据并联谐振原理，该试验系统利用高压电抗器和和补偿电容器谐振产生高电压和大电流，电源仅需提供系统中有功消耗的部分，所需的电源容量大幅减小，实验设备的体积和重量也大幅减小。并且试验系统中引入脉冲电流法的局部放电监测单元，从而实现了对整个试验回路，特别是被试品6局部放电水平的检测和考核。

实施例2：

如图2所示，由于本实用新型在局部放电监测单元5中使用了脉冲电流法进行局部放电量的监测，因此需要在加压试验开始前，对整个试验系统进行局放量(局部放电量)的校准，利用标准电容器和方波发生器，对整个试验回路进行校准，其中方波发生器输出一端接地，另一端利用信号线输出方波信号，并施加在耦合电容器的首端，以500pC为例，此时调整方波输出使其输出为500pC，同时在局部放电检测仪上应能读出方波信号，按照局部放电检测仪的使用说明进行方波校准即可。

本实用新型的方法清晰，突破了传统干式空心电抗器无法在现场进行匝间绝缘有效的瓶颈，使干式空心电抗器现场进行感应耐压成为可能，同时在试验过程中对局部放电量水平进行监测，填补了国内现场考核干式空心电抗器匝间绝缘性能的空白，有效干式空心电抗器的安全运行。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。