特高压大型变压器空载试验的变频调压装置制造方法
【专利摘要】一种特高压大型变压器空载试验的变频调压装置，包括依次连接的试验电源和输出端接被试变压器（4）的升压变压器（3），其特征是：所述被试变压器（4）的输入端并联连接有一组或多组高压滤波器（3），所述试验电源是高压变频调压电源（1）。本实用新型相比现有技术的优点是，充分利用大功率高压变频调压电源频率电压能独立调节的优势，实时采集试验电流、电压波形，进行变频调压，有效减小所需的试验装置容量，改善试验电压波形，为特高压大型变压器现场试验提供新的有效的试验技术。
【专利说明】特高压大型变压器空载试验的变频调压装置
【技术领域】
[0001]本实用新型提供一种变压器现场试验装置，具体说是一种特高压大型变压器空载试验的变频调压装置。
【背景技术】
[0002]大型电力变压器是输变电系统中最重要、最昂贵的设备之一，其可靠性直接关系到电力系统安全稳定运行。尤其是在特高压交直流工程中，大型变压器作为输变电系统的核心，地位尤为重要。
[0003]变压器出厂或大修投运前，需进行现场空载试验。空载试验能有效检验变压器铁芯和内部缺陷，是评价变压器安全、经济、稳定运行的重要技术手段。由于特高压变压器体积重量庞大，不易运输，为节省运输成本，大型变压器现场组装现场试验将逐渐取代传统的厂内组装成品运输的模式。
[0004]但现场组装现场试验也带来新的问题，特高压变压器容量大，电压等级高，现场试验困难。尤其是变压器空载试验中，电压升高铁芯饱和后，空载电流急剧增加，极易导致试验电压降低和电压波形畸变，难以升压完成试验。试验装置容量增大，可减小电压波形的畸变；但试验装置容量增大，则体积重量成倍增加，难以现场应用。
[0005]目前，大型变压器的空载试验主要采用两种方案:同步发电机组和调压器。发电机组投资庞大，重复使用困难，难以现场应用。调压器受电网波动影响较大，一般需补偿才能完成空载升压；常用的补偿办法是在铁芯饱和后投切高压电容，以补偿空载电流中急剧增加的感性分量。对于特高压变压器，空载试验中投切高压电容容易产生暂态过电压，危及设备。对于特高压大型变压器，这些试验方法难以解决试验装置容量和试验电压波形之间的矛盾需求，均不适合特高压变压器现场试验。
[0006]因此，需研究实际可行的特高压大型变压器现场试验方法，为完成特高压变压器现场试验尤其是空载升压试验提供一种新的解决途径，为特高压设备现场组装现场试验的建设模式提供技术支持。
【发明内容】
[0007]为解决现有技术存在的上述问题，提出了一种特高压大型变压器空载试验的变频调压装置。
[0008]所述特高压大型变压器空载试验的变频调压装置，包括依次连接的试验电源和输出端接被试变压器的升压变压器，其特征在于:所述被试变压器的输入端并联连接有一组或多组高压滤波器，所述试验电源是高压变频调压电源，所述高压滤波器是RLC串联滤波器，作为并联在被试变压器输入端的唯一滤波形式，用于滤除高次谐波。
[0009]本方案中明确，在被试变压器的输入端不含RLC串联滤波器以外的电容补偿，免除了电容补偿的阶段性投切带来的暂态过电压的风险。
[0010]国家电网发布的新版电力行业强制性标准《电业安全工作规程》规定:电压等级在IOOOV及以上为高压电气设备。
[0011]作为优化方案，所述被试变压器的输入端连接有电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别通过电压分析比较模块和电流分析比较模块连接到所述高压变频调压电源的调压控制端和调频控制端。
[0012]在这个试验回路中，高压变频调压电源产生试验所需的电压，经过中间变压器升压后，加在被试变压器两端；被试变压器两端并联高压滤波器，以补偿空载电流，改善电压波形。
[0013]本实用新型可实时采集被试变压器的空载试验电压和试验电流，并对采集得到的空载试验电压、电流进行实时比较，并控制高压大功率变频调压电源的输出电压与频率上升。当输出电压升至试验所需电压时，再将频率调节至50Hz进行各类参数的测量。整个过程即为“变频调压”。
[0014]在由电源装置、高压滤波器构成的特高压大型变压器现场空载试验回路中，铁芯未饱和时滤波器作为回路阻抗消耗电源容量；铁芯饱和时滤波器补偿空载电流减小电源容量。所述电源装置由高压大功率变频调压电源连接中间变压器构成。为充分减小电源容量，提出变频调压思想，从较低的起始频率开始升压，在升压的过程中逐步增加频率，使得回路处于铁芯将要饱和但未饱和的最佳补偿状态。
[0015]本实用新型相比现有技术的优点是，充分利用大功率高压变频调压电源频率电压能独立调节的优势，实时采集试验电流、电压波形，进行变频调压，有效减小所需的试验装置容量，改善试验电压波形，为特高压大型变压器现场试验提供新的有效的试验技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是特高压大型变压器现场试验主回路结构图，
[0017]图2是试验装置频率f随试验电压U的变化关系图。
[0018]图中:I一高压变频调压电源，2—升压变压器，3—高压滤波器，4一被试变压器，
5—电流互感器，6 —电压互感器，7 —电流分析比较模块，8 —电压分析比较模块，9一试验电源装置。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:如图1中所示，所述特高压大型变压器空载试验的变频调压装置，包括依次连接的试验电源和输出端接被试变压器4的升压变压器3，所述被试变压器4的输入端并联连接有一组或多组高压滤波器3，所述试验电源是高压变频调压电源I。作为优化方案，所述高压滤波器3是RLC串联滤波器。
[0020]作为优化方案，所述被试变压器4的输入端连接有电压互感器6和电流互感器5，所述电压互感器6和电流互感器5分别通过电压分析比较模块8和电流分析比较模块7连接到所述高压变频调压电源I的调压控制端和调频控制端。
[0021]变频调压装置采集被试变压器4的信号，控制高压变频调压电源I的输出电压和频率，使输出电压与频率呈“阶梯型”上升，“阶梯型”变化关系如图2所示。
[0022]升压变压器为大容量变压器，在回路中起升高电压的作用，与高压大功率变频调压电源一起共同构成试验所需的高电压。[0023]高压滤波器为无源滤波器，由电阻、电容、电感元件构成。滤波器的主要功能是在铁芯饱和空载电流畸变时，补偿感性基波电流，滤除谐波电流，进而改善试验电压波形。
[0024]变频调压装置由信号采集单元和控制输出单元两部分构成，信号采集模块包括电压互感器和电流互感器，电压互感器并联在被试变压器加压绕组两端，用于实时监测被试变压器上的试验电压；电流互感器串联在回路中，用于监测空载电流。控制输出单元包括电压分析比较模块8和电流分析比较模块7，对采集得到的空载试验电压是否达到最高试验电压，和采集到的电流是否出现大幅上升进行实时比较分析，并控制高压大功率变频调压电源的输出电压与频率呈“阶梯型”上升。具体为:1)在起始频率fo下，控制输出电压匀速上升；2)当电流分析比较模块7监测到空载电流急剧上升时，保持电压不变，控制输出频率使之增加一个递增频率Λ f ;3)在频率为f# Δ f时，继续升压，并实时监测空载电流，电流再次急剧上升时，重复2)和3)。最后，当电压分析比较模块8判断输出电压升至试验所需电压时，再将频率调节至50Hz进行各类参数的测量。整个过程即为“变频调压”，输出电压与频率呈“阶梯型”上升变化关系。
[0025]本实用新型的优势在于采取“阶梯型”变频调压的方法，在保证升压过程顺利完成的情况下，显著减小特高压大型变压器空载试验所需的试验电源容量，进而有效推动特高压变压器现场试验技术及装置向集成化、小型化、现场实用化方向发展。
【权利要求】
1.一种特高压大型变压器空载试验的变频调压装置，包括依次连接的试验电源和输出端接被试变压器(4)的升压变压器(3)，其特征是:所述被试变压器(4)的输入端并联连接有一组或多组高压滤波器(3)，所述试验电源是高压变频调压电源(I )，所述高压滤波器(3)是RLC串联滤波器，作为并联在被试变压器输入端的唯一滤波形式，用于滤除高次谐波。
2.根据权利要求1所述的特高压大型变压器空载试验的变频调压装置，其特征是:所述被试变压器(4 )的输入端连接有电压互感器(6 )和电流互感器(5 )，所述电压互感器(6 )和电流互感器(5)分别通过电压分析比较模块(8)和电流分析比较模块(7)连接到所述高压变频调压电源(I)的调压控制端和调频控制端。
【文档编号】G01R31/00GK203519749SQ201320684569
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】汪发明, 汪涛, 罗维, 谢齐家, 高得力, 贺家慧 申请人:国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院