一种变压器剩磁检测及消磁装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力设备技术领域，具体地涉及一种变压器剩磁检测及消磁装 置。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的快速发展，电力系统规模不断扩大，对电力设备的安全可靠性提 出了更高的要求。电力变压器作为整个电网的"心脏"，是电力系统中安全稳定运行的关键 设备。
[0003] 在现场变压器交接、大修及故障后都会测量直流电阻，而大容量变压器绕组直流 电阻测试时，由于变压器的容量和电感值大、等效电阻小使其时间常数变大，因此直流电阻 试验过程需要很长的时间。电力变压器铁芯使用的硅钢片磁感应强度B并非与磁场强度H 一一对应，而与所经历的磁状态有关。变压器磁路中的磁通是恒定的，为了缩短测试时间需 强制通入很大的稳定的直流电流，这使得硅钢片产生顺磁场效应，在变压器中产生剩磁。
[0004] 长期以来，变压器铁芯剩磁对变压器正常运行及保护有巨大的影响，常出现励磁 涌流现象造成继电保护误动作，从而导致投切过程中跳闸现象；此外磁饱和会使励磁电流 中出现大量谐波，谐波的产生会对电网电能质量造成严重的污染，使变压器无功损耗增加、 寿命缩短。
[0005] 综上所述，剩磁已成为变压器不稳定运行的潜在因数，而变压器剩磁一旦产生，不 会自动消失，它将在正常情况下长期存在，所以我们应设法对变压器的剩磁进行检测与消 除。现阶段，在国内外还没有成熟可靠的方法对变压器铁芯剩磁进行精确检测。目前国内 外使用的方法主要有交流消磁法和直流消磁法，在现场试验中交流消磁法由于采用的是交 流电源设备，设备笨重不便于运输，且交流消磁法无法准确判断消磁的最终结果。而直流消 磁法很难最优化的控制正反向直流衰减档位的时间及消磁程序，导致不能彻底消磁。这两 种方法都是大概判断消磁的最终结果，而没从剩磁检测角度来考虑剩磁的大小，从而无法 准确断定变压器消磁的最终结果，因此有必要设计一种能精确检测剩磁的最终大小且便于 现场运输的消磁装置，即剩磁检测和低频消磁一体装置。
【发明内容】
[0006] 针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种变压器剩磁检测及消磁装 置，该装置即能准确判断消磁最终结果，并达到彻底消磁的目的，又能满足试验现场空间条 件和通道对设备体积和电源容量不宜过大的要求。
[0007] 本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：
[0008] -种变压器剩磁检测及消磁装置，包括交流电源模块、电源转换模块、直流电源模 块、控制采集模块、变频调压单元、人机交互单元、数据采集模块、智能分析系统及试验变压 器；
[0009] 所述交流电源模块通过电源转换模块为所述直流电源模块、变频调压单元、人机 交互单元及智能分析系统供电，所述直流电源模块为所述控制采集模块和数据采集单元供 电，人机交互单元输出端与控制采集模块输入端连接，控制采集模块输出端与变频调压单 元输入端连接，变频调压单元输出端与试验变压器的初级绕组输入端连接，数据采集模块 输入端与试验变压器初级绕组输出端连接，数据采集模块输出端与智能分析系统输入端连 接，智能分析系统输出端与人机交互单元输入端连接。
[0010] 剩磁的消除与频率关系不大，而与磁感应强度B密切相关。现场试验中硅钢片剩 磁一般在0. 75-1. 4T之间，而正常运行时变压器磁感应强度队在I. 7T左右，当变压器运行 时的磁感应强度大于剩磁量时去磁效果明显，但这需要在工频下达到额定电压。根据励磁 电流公式I=U/WL可知，当频率f越小W就越小，达到消磁试验所需的励磁电流时电压就越 小，所需的电源容量亦越小，因此降低频率可利用小电源容量消磁设备得到与高频同样的 消磁效果。
[0011] 在进行变压器剩磁检测与消磁试验时，试验变压器的剩磁量经数据采集模块传入 智能分析系统，操作人员可在人机交互单元读取来自智通分析系统的试验变压器剩磁量， 并根据此剩磁量在人机交互单元输入控制指令，该控制指令在一定范围内连续可调，控制 指令经控制采集模块转换为电信号并传入变频调压单元，控制变频调压单元输出消磁所需 低频电压，从而对试验变压器进行消磁。在试验过程中，智能分析系统不断通过数据采集模 块采集试验变压器的剩磁余量，并将分析结果传送至人机交互界面，操作人员通过人机交 互界面读取剩磁余量，并判断消磁是否完成，待消磁余量达至目标值时，输入结束消磁控制 指令，消磁试验完毕。
[0012] 本实用新型通过控制变频调压单元输出交流低频进行消磁，缩小了消磁试难设备 的体积和电源容量，并通过智能分析系统和人机界面实时检测试验变压器的剩磁余量，从 而能够精确判断试验变压器的剩磁余量，并最终实现变压器彻底消磁的目的。
[0013] 进一步的，所述变频调压单元包括主电路和控制电路，所述主电路包括电力调压 器和电力调频器，所述控制电路包括电压电流检测通道和频率检测通道。通过主电路为电 力调频器提供电源电压，控制电路接收控制采集模块传递的控制指令、并根据控制指令控 制变频调压单元的输出电压和频率，使满足现场试验所需的低频交流需求，保障使用体积 较小、电源容量较小的消磁装置能很好的进行消磁试验。
[0014] 进一步的，所述电压电流检测通道包括电压采样回路和电流采样回路，所述电压 采样回路和电流采样回路均包括运算放大器、双光耦合以及单片机。通过电压采样回路和 电流采样回路来检测变压调频模块输出的电压和频率是否满足消磁试验要求，利用运算放 大器和双光耦合将采样所得电流和电压稳定的、等比例的传入单片机A/D采样通道，且因 光耦合的电气隔离特性，传入单片机的信号所受干扰较小，提高了电流电压检测通道的精 确性，从而保证变频调压单元输出的电压和频率能更准确的满足消磁试验的需求。
[0015] 进一步的，所述智能分析系统包括实时参数数据库，所述实时参数数据库包含来 自所述数据采集模块的试验变压器初级绕组电流的二次谐波含量、波形偏移量及剩余磁通 含量。变压器剩磁的存在会使其磁通曲线发生偏移，从而影响励磁电流产生二次谐波，二次 谐波含量使励磁电流的正半周期变成尖顶波，正负半周期电流波形不在对称，且剩磁含量 越大，励磁电流畸变越严重，因此从二次谐波含量和波形偏移量可以准确判断变压器剩磁 含量，并据此输入控制指令，控制变频调压单元的输出电压和频率，从而实现变压器彻底消 磁。
[0016] 进一步的，所述人机交互单元包括接口模块、显示模块和键盘模块。智能分析系统 通过接口模块将变压器实时剩磁含量输入人机交互单元，该实时剩磁含量通过显示模块为 操作人员直观、及时的读取，操作人员根据所读取的变压器实时剩磁含量通过键盘模块输 入控制指令，从而控制变频调压单元的输出电压及频率。整个消磁试验过程中，操作人员能 过人机交互单无准确、直观、例捷的对变压器进行消磁处理，最终达到变压器彻底消磁的目 的。
[0017] 本实用新型的有益效果：
[0018] 本实用新型通过控制变频调压单元输出低频交流，对试验变压器进行消磁处理， 在取得较好消磁效果的同时，缩小了消磁装置的电源容量和体积，使消磁装置能满足现场 试验条件的空间要求，且便于现场移动；通过智通分析系统将变压器实时剩磁余量传递至 人机交互单元，操作人员可准确、直观的获知消磁处理进程，并以此输入相应的控制指令， 以达到最终对试验变压器的彻底消磁处理。
【附图说明】
[0019] 附图1为本实用新型一种实施方式的结构框图；
[0020] 附图2为本实用新型一种实施方式的波形偏移量测剩磁原理图；
[0021] 附图3为本实用新型一种实施方式中变频调压单元的电路结构原理图；
[0022] 附图4为本实用新型一种实施方式中电压采样电路；
[0023] 附图5为本实用新型一种实施方式中电流采样电路；
[0024] 附图6为本实用新型一种实施方式中变压器剩磁检测及消磁装置与试验变压器 接线图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不 限于此。
[0026] 实施例1 :
[0027] 如图1所示，一种变压器剩磁检测及消磁装置，包括交流电源模块、电源转换模 块、直流电源模块、控制采集模块、变频调压单元、人机交互单元、数据采集模块、智能分析 系统及试验变压器；
[0028] 所述交流电源模块通过电源转换模块为所述直流电源模块、变频调压单元、人机 交互单元及智能分析系统供电，所述直流电源模块为所述控制采集模块和数据采集单元供 电，人机交互单元输出端与控制采集模块输入端连接，控制采集模块输出端与变频调压单 元输入端连接，变频调压单元输出端与试验变压器的初级绕组输入端连接，数据采集模块 输入端与试验变压器初级绕组输出端连接，数据采集模块输出端与智能分析系统输入端连 接，智能分析系统输出端与人机交互单元输入端连接。
[0029] 剩磁的消除与频率关系不大，而与磁感应强度B密切相关， U产4. 44€\〇111=4. AAfN1B1S,在变压器中变压器绕组匝数&是一定值，不能改变。B i为变 压器实际运行的磁感应强度，现场试验中硅钢片剩磁一般