铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法与流程

本发明属于变压器故障模拟技术领域，具体涉及铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法。

背景技术：

变压器作为电力系统以及牵引供电系统中的核心设备之一，其稳定性和可靠性关系到整个系统的正常运行，随着用电量的增加，关于变压器故障的诊断及防护成为运行检修工作的重点。

绕组和铁心是变压器最为重要的部件，当这两个部位发生故障而不及时修复，往往会导致变压器遭到进一步破坏，频率响应法是目前应用较为广泛的绕组变形离线诊断方法，其通过分析频率响应曲线变化规律来诊断绕组变形，大量研究表明，变压器铁心的状态对变压器绕组频率响应具有一定程度的影响，如铁心是否接地、剩磁大小、片间短路等故障，即绕组频率响应一定程度上反映了铁心的状态。

目前，绕组频率响应装置大多研究不同的变形类型与频率响应曲线变化的关联性及频率响应曲线分析方法，或者单独研究铁心片间短路对铁心励磁电流的影响，能针对铁心片间短路故障与绕组频率响应的关联性的研究装置还没有。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提出铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法，以探究变压器铁心发生不同短路片数以及不同位置片间短路故障与铁心绕组频率响应方面的关联性并使之具有操作方便、灵敏度高的特点。

本发明采用的技术解决方案是：铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台。变压器器身1内设置有卷铁心2，卷铁心心柱上绕制有绕组3；上铁轭设置有故障模拟夹件8，绕组3通过套管4与频率响应测试仪5连接，频率响应测试仪5与故障模拟夹件8通过传输线与计算机6连接。

故障模拟夹件8为一“口”形部件，对称设置的两个夹件箱通过四个支撑螺杆固定在铁心上铁轭上；各夹件箱具有三层，各层内平行设置有六个短路接触单元；短路接触单元具有电磁继电器10，电磁继电器10端口固定有绝缘块11，绝缘块11另一端覆盖有铜片12；受计算机6控制的接线分配单元9置于夹件箱内，接线分配单元9与夹件箱内各短路接触单元电气连接，接受计算机指令实现故障模拟夹件8中不同短路接触单元电磁继电器电路的通断控制。

按本发明的方案，故障模拟夹件8的每一夹件箱具有三层总共设置有六排十八个绝缘块11，每块绝缘块11表面覆盖有10mm×10mm的铜片12，夹板内部与绝缘块11相连接的是电磁继电器10，电磁继电器10与接线分配单元9连接，接线分配单元9与计算机6相连接，通过计算机6向接线分配单元9发送指令，即可使电磁继电器10动作控制绝缘块11的弹出与收回，当夹件对应位置的绝缘块11弹出，其上面的铜片12与卷铁心2侧面接触即可实现铁心片间短路；同一排绝缘块11中的一块可以实现10mm(30片硅钢片厚度)的片间短路，通过控制同一排不同绝缘块11伸出可以实现10mm(30片硅钢片)、20mm(60片硅钢片)以及30mm(90片硅钢片)的片间短路，通过控制不同排绝缘块11弹出可实现不同短路位置的片间短路故障。

本发明的目的还在于，为上述测试平台提供一种测试方法，其具体措施为：

铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试方法，采用权利要求1所述的测试平台进行铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试，其特征在于，包括以下主要步骤：

第一步：将频响测试仪5与套管4连接，频响测试仪5通过数据线与计算机6连接，将故障模拟夹件8通过数据线与计算机6连接；

第二步：通过计算机6发送指令到故障模拟夹件8中的接线分配单元9，接线分配单元9控制夹件两侧对应的两个电磁继电器10断开，与其相连的绝缘块11弹出，其上的铜片12与卷铁心侧面贴合，当两侧对应的铜片都与铁心贴合，则实现铁心片间短路；

第三步：在第二步的情况下，计算机6控制频响测试仪5测量变压器绕组3的频率响应，并将测量数据上传至计算机1，并记录对应的铁心片间短路状况；

第四步：重复第二、三步，对接线分配单元9发送不同指令，实现不同位置及不同程度的卷铁心片间短路故障，然后测量30～90片短路片数下的绕组频率响应并记录数据；

第五步：统计得到不同的片间短路片数及位置，并得到对应情况下的绕组频率响应，计算曲线相关系数进行比较分析。

采用本发明方案铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法，可探究变压器铁心发生不同短路片数以及不同位置片间短路故障与铁心绕组频率响应方面的关联性，并具有操作方便、灵敏度高等特点。

附图说明

图1为本发明所涉及的整体结构侧视图。

图2为本发明所涉及的通讯原理图。

图3为本发明所涉及的故障模拟夹件俯视图。

具体实施方式

本发明为铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法，能够模拟卷铁心变压器不同短路位置以及不同短路片数的片间短路故障，能够实现铁心故障与绕组频率响应间的关联性研究。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细解释说明：

如图1所示，铁心片间短路故障下的绕组频率响应测试平台与方法，其主要包括：变压器器身1、卷铁心2、绕组3、故障模拟夹件8、套管4、频率响应测试仪5、计算机6。变压器器身1内设置有卷铁心2，卷铁心2心柱上绕制有绕组3，上铁轭设置有故障模拟夹件8，所述的绕组2通过套管4与频率响应测试仪5连接，所述的频率响应测试仪5与故障模拟夹件8通过传输线与计算机6连接。

图3为故障模拟夹件俯视图，所述的故障模拟夹件8，其内部设置有接线分配单元9，接线分配单元9控制电磁继电器10，电磁继电器10端口固定有绝缘块11，绝缘块11另一端覆盖有铜片12，故障模拟夹件8通过支撑螺杆13和螺母14固定在铁心上铁轭。接线分配单元9实际起到对多路继电器分时控制作用，在实际实施中，接线分配单元9可以采用多种具体器件，比如常规的多路电子开关模块予以实现。

图2为整个系统通讯原理图，计算机6通过发送指令至接线分配单元9可使电磁继电器10动作控制绝缘块11的弹出与收回，故障模拟夹件8一侧夹板上总共设置有6排18个绝缘块11，当对应位置的绝缘块11弹出，其上面的铜片12与卷铁心侧面接触即可实现铁心片间短路；同一排绝缘块11中的一块可以实现10mm(30片硅钢片厚度)的片间短路，通过控制同一排不同绝缘块11弹出可以实现10mm(30片硅钢片)、20mm(60片硅钢片)以及30mm(90片硅钢片)的片间短路，通过控制不同排绝缘块11弹出可实现不同短路位置的片间短路故障，当铁心发生片间短路故障之后，计算机6控制频响测试仪5进行绕组频率响应测试。

所涉及的具体测试方法如下：

第一步：将频响测试仪5与套管4连接，频响测试仪5通过数据线与计算机6连接，将故障模拟夹件8通过接线分配单元9与计算机6连接。

第二步：通过计算机6发送指令到故障模拟夹件8中的接线分配单元9，接线分配单元9控制夹件两侧对应的两个电磁继电器10断开，与其相连的绝缘块11弹出，其上的铜片12与卷铁心侧面贴合，当两侧对应的铜片都与铁心贴合，则实现铁心片间短路；

第三步：在第二步的情况下，计算机6控制频响测试仪5测量变压器绕组3的频率响应，并将测量数据上传至计算机，并记录对应的铁心片间短路状况；

第四步：重复第二、三步，对接线分配单元9发送不同指令，实现不同位置及不同程度的卷铁心片间短路故障，然后测量30～90片短路片数下的绕组频率响应并记录数据。

第五步：统计得到不同的片间短路片数及位置，并得到对应情况下的绕组频率响应，计算曲线相关系数进行比较分析。