电力变压器电气试验智能切换线装置的制作方法

本发明涉及电力变压器测量技术领域,特别涉及电力变压器电气试验智能切换线装置。

背景技术：

为了保证电力系统的正常运行，必须对各类电气设备进行定期检测，电力变压器作为核心的供电设备，其性能好坏直接影响到电网的安全运行。传统方式检测电力变压器需要使用多台专用测试仪器，根据不同的测量项目和检测部位，由人工选择不同的仪器，更换各种测试线及测试部位进行试验。现场试验存在工作量大、操作繁琐、容易出错、可靠性差、试验时间长等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有检测电力变压器所存在的上述不足而提供一种电力变压器电气试验智能切换线装置。该电力变压器电气试验智能切换线装置可以在测量过程中，一次性接线，自动切换相关仪器和仪器的测试线到变压器不同的测量部位进行测量，无需人工参与，提高测试效率。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

电力变压器电气试验智能切换线装置，包括一总控单元、介质损耗测试单元、绝缘电阻测试单元、直流电阻测试单元、有载分接开关特性测试单元以及一切换线装置，所述总控单元通过控制总线与所述介质损耗测试单元、绝缘电阻测试单元、直流电阻测试单元、有载分接开关特性测试单元、切换线装置控制连接；所述切换线装置与被试变压器通过测试线连接；依据试验项目不同，所述总控单元控制切换线装置将连接被试变压器的测试线切换至分别与所述介质损耗测试单元、绝缘电阻测试单元、直流电阻测试单元、有载分接开关特性测试单元连接，进行高压套管的介损及电容量测量、中压套管的介损及电容量测量、高压绕组对地介损及电容量测量、中压绕组对地介损及电容量测量、低压绕组对地介损及电容量测量、高中压绕组对地介损及电容量测量、高中低压绕组对地介损及电容量测量、高压绕组对地绝缘电阻测量、中压绕组对地绝缘电阻测量、低压绕组对地绝缘电阻测量、高压套管末屏对地绝缘电阻测量、中压套管末屏对地绝缘电阻测量、高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量、高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述切换线装置包括通过所述控制总线与所述总控单元连接且分别控制高压侧、中压侧、低压侧各部位、项目测量切换动作的高压侧控制单元、中压侧控制单元、低压侧控制单元和由高压侧控制单元、中压侧控制单元、低压侧控制单元共同控制的高低压切换单元、末屏部位切换单元、介质和绝缘电阻出线切换单元、直流电阻和有载分接开关测试线切换单元，所述高低压切换单元、末屏部位切换单元、介质和绝缘电阻出线切换单元、直流电阻和有载分接开关测试线切换单元将连接被试变压器的测试线切换至分别与所述介质损耗测试单元、绝缘电阻测试单元、直流电阻测试单元、有载分接开关特性测试单元连接，进行高压套管的介损及电容量测量、中压套管的介损及电容量测量、高压绕组对地介损及电容量测量、中压绕组对地介损及电容量测量、低压绕组对地介损及电容量测量、高中压绕组对地介损及电容量测量、高中低压绕组对地介损及电容量测量、高压绕组对地绝缘电阻测量、中压绕组对地绝缘电阻测量、低压绕组对地绝缘电阻测量、高压套管末屏对地绝缘电阻测量、中压套管末屏对地绝缘电阻测量、高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量、高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述高低压切换单元中用以切换的机构为一由步进电机驱动的丝杆传动机构，在所述丝杆传动机构中的丝母上设置有滑台，所述步进电机通过丝杆传动机构驱动所述滑台在低压出线、变压器出线和高压hv出线之间切换。

在本发明的一个优选实施例中，所述末屏部位切换单元包括一末屏部位切换电路板和安装在所述末屏部位切换电路板上的8个单刀双掷得继电器组成，8个单刀双掷得继电器分别将四个高压侧末屏、四个中压末屏在高压与高压屏蔽之间切换。

在本发明的一个优选实施例中，所述介质和绝缘电阻出线切换单元中用以切换的机构为一由步进电机驱动的丝杆传动机构，在所述丝杆传动机构中的丝母上设置有滑台，所述步进电机通过丝杆传动机构驱动所述滑台在兆欧出线、介损出线和高压hv出线之间切换。

在本发明的一个优选实施例中，所述直流电阻和有载分接开关测试线切换单元包括一切换电路板和安装在所述切换电路板上的若干继电器组成，若干继电器分别实现高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量与高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量的切换。

由于采用了如上的技术方案，本发明将介质损耗、绝缘电阻、直流电阻及有载分接开关特性测试功能集成到一台仪器内，在切换线装置的配合下，完成变压器各个检测部位的所有检测项目的试验工作。试验时，仪器根据用户选定的检测项目、检测部位自动切换线，试验人员只需一次性将专用测试线连接到被试变压器的测试部位上，仪器自动按照设定的试验流程自动逐项目进行测量，整个过程无需人工干预，直至所有项目测量完成，输出试验结果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.相比传统方式，仪器数量少，总重量轻，体积小，方便搬运至现场试验。

2.传统方式下需要不停地更换不同的检测仪器，人工接线并根据不同试验仪器及试验部位进行人工换线。本发明只需一次接线，测量过程中不需再进行人工换线，自动完成所有检测项目。从而减少了劳动力，降低劳动强度、出错概率和提高了安全系数。

3.自动记录测量结果，分析结果并作出结果判断，出具检测报告。解决了传统方式下手工记录测试结果，人工统计分析，人工制作检测报告效率低的问题。

附图说明

图1为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置的组成框图。

图2为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置中的高低压切换单元中的切换机构及示意图。

图3为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置中的高低压切换单元进行高压部位切换的原理示意图。

图4为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置中的末屏部位切换单元的原理示意图。

图5为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置中的介质和绝缘电阻出线切换单元前切换原理图。

图6为本发明电力变压器电气试验智能切换线装置中的直流电阻和有载分接开关测试线切换单元的切换原理图。

具体实施方式

本发明整合了介质损耗、绝缘电阻、直流电阻、有载分接特性4种传统仪器的检测功能。仪器模块化设计，总控模块通过控制总线控制4个测量模块的工作，测量模块的输入输出接入测量总线，由切换线装置根据总控模块的指令按照检测项目及检测部位选择测量模块到被试变压器的测试端子上。在测控软件的控制下自动完成所需的试验项目。

本发明的性能要求如下：

1.针对变压器不同绕组及末屏的介损电容量测量时，试验电源最高电压为10kv(45hz-55hz)信号，切换装置必须满足10kv高压的切换并需防止由于切换装置带来的测量误差，因此需要保证足够的绝缘距离，测量信号必须做好屏蔽。

2.针对变压器绕组及末屏绝缘电阻测量，试验电源最高为5000v直流高压，切换线装置除了要保证足够的安全距离，还需防止测量端表面泄漏对测量结果的影响。

3.直阻和有载分接开关测量使用的测试电源为低压大电流直流信号，切换线装置需满足＞10a以上直流电流的通流能力。并且电流、电压测试信号分别进行切换。

参见图1，图中所示的电力变压器电气试验智能切换线装置，包括一总控单元10、介质损耗测试单元20、绝缘电阻测试单元30、直流电阻测试单元40、有载分接开关特性测试单元50以及一切换线装置60，总控单元10通过控制总线70与介质损耗测试单元20、绝缘电阻测试单元30、直流电阻测试单元40、有载分接开关特性测试单元50、切换线装置60控制连接；切换线装置60与被试变压器80通过测试线连接；依据试验项目不同，总控单元10控制切换线装置60将连接被试变压器80的测试线切换至分别与介质损耗测试单元20、绝缘电阻测试单元30、直流电阻测试单元40、有载分接开关特性测试单元50连接，进行高压套管的介损及电容量测量、中压套管的介损及电容量测量、高压绕组对地介损及电容量测量、中压绕组对地介损及电容量测量、低压绕组对地介损及电容量测量、高中压绕组对地介损及电容量测量、高中低压绕组对地介损及电容量测量、高压绕组对地绝缘电阻测量、中压绕组对地绝缘电阻测量、低压绕组对地绝缘电阻测量、高压套管末屏对地绝缘电阻测量、中压套管末屏对地绝缘电阻测量、高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量、高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量。

切换线装置60包括通过控制总线70与总控单元10连接且分别控制高压侧、中压侧、低压侧各部位、项目测量切换动作的高压侧控制单元、中压侧控制单元、低压侧控制单元和由高压侧控制单元、中压侧控制单元、低压侧控制单元共同控制的高低压切换单元、末屏部位切换单元、介质和绝缘电阻出线切换单元、直流电阻和有载分接开关测试线切换单元，所述高低压切换单元、末屏部位切换单元、介质和绝缘电阻出线切换单元、直流电阻和有载分接开关测试线切换单元将连接被试变压器的测试线切换至分别与所述介质损耗测试单元、绝缘电阻测试单元、直流电阻测试单元、有载分接开关特性测试单元连接，进行高压套管的介损及电容量测量、中压套管的介损及电容量测量、高压绕组对地介损及电容量测量、中压绕组对地介损及电容量测量、低压绕组对地介损及电容量测量、高中压绕组对地介损及电容量测量、高中低压绕组对地介损及电容量测量、高压绕组对地绝缘电阻测量、中压绕组对地绝缘电阻测量、低压绕组对地绝缘电阻测量、高压套管末屏对地绝缘电阻测量、中压套管末屏对地绝缘电阻测量、高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量、高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量。

高压侧控制单元、中压侧控制单元、低压侧控制单元的电路完全相同，分别控制高压侧、中压侧、低压侧的各部位、各项目测量的切线动作。

为了满足高压测量项目(介损、绝缘电阻)对绝缘及屏蔽的要求，传统继电器切换方式无法满足要求，因此高压切换线采用高低压切换单元，实现高压试验信号在高压、中压、低压绕组不同的部位进行切换。

参见图2，高低压切换单元用以切换的机构为一由步进电机100驱动的丝杆传动机构200，在丝杆传动机构200中的丝母210上设置有滑台300，步进电机100通过丝杆传动机构200驱动滑台300在低压出线g1、变压器出线g2和高压hv出线g3之间切换。

参见图3，高低压切换单元应用于高压部位切换，其中各出线接口定义如下：

g1：低压出线

接各电压侧的低压部位切换板，出4根电流线，4根电压线。

g2：变压器出线

接变压器对应绕组侧(高中低压)的出线，出4根电流线，4根电压线。

g3：高压hv出线

接高压部位hv的相应出线，出4根电流线。

工作原理如下：

当某电压侧需要测试低压项目时，滑台300走到a位，让低压出线g1和变压器出线g2短接到一起，把低压仪器的测试线接到变压器的绕组上，4根电压线，电流线，分别对应此绕组的0、a、b、c。此时在高压部位切换单元中，要保证和g2相连的g3与高压断开。

当需要测量高压项目时，滑台300走到b位，让低压出线g1脱离g2和g3。g2通过与之短路的g3出线高压给到变压器绕组端，来完成高压项目的测量。

此高低压切换单元进行高压项目测量时(兆欧和介损)各部位的切换功能，工作原理如下：

步进电机100通过丝杆传动机构200驱动滑台300分别可以走到高压位、中压位、低压位、高中压位、高中低压位、末屏位、空位7个位置。它上面有e1、e2、e3、e4四个触点，本体为导体，让这四个触点短接到一起。

hv高压横条接至介损和兆欧引出的高压源，所出的高压触点如图有a1、a2、a3、a4。

其功能动作如下

1.高压侧施加高压：

滑台300走至高压侧，如图触点e1-a1，e2-b2接触，导致f1、f7出线高压，f7为高压侧绕阻出线，这样高压侧0、a、b、c的四个绕阻就出现了高压，此时高压侧的高低压切换单元的滑台300一定要滑至b位，让切换板与高压脱离。

2.中压施加高压

通过触点e1-a2，e3-c1；

3.低压施加高压

通过触点e1-a3，e4-d1；

4.高中压施加高压

通过触点e1-a4，e2-b2，e3-c2；

5.高中低压施加高压

通过触点e1-a5，e2-b3，e3-c3，e4-d2；

6.末屏施加高压

通过触点e1-a6，e2-b4；

7.空位

滑台300走至空位，如图可见所有部位都和高压脱离了。

其中f7、f8、f9分别为高中低压的测试线出线，接到各电压测的绕组上(0、a、b、c)。

f4、f5、f6分别接到各电压侧的切换板上，完成和直阻、有载分接测试线的切换。

参见图4，末屏部位切换单元包括一末屏部位切换电路板和安装在所述末屏部位切换电路板上的8个单刀双掷得继电器组成，8个单刀双掷得继电器分别将四个高压侧末屏、四个中压末屏在高压与高压屏蔽之间切换。其中h9接至高压切换图中的f10，当高压切换切换切至末屏时，h9上就通过f10出现了高压。h10接高压屏蔽，它与高压之间电压差很小，所以这8个继电器使用普通继电器即可。h1-h8分别对应高压侧末屏0、高压侧末屏a、高压侧末屏b、高压侧末屏c、中压侧末屏0、中压侧末屏a、中压侧末屏b、中压侧末屏c。它们的长闭端接h10高压屏蔽，通过控制可以让每个部位接到h9出现高压。

参见图5，介质和绝缘电阻出线切换单元中用以切换的机构为一由步进电机400驱动的丝杆传动机构500，在丝杆传动机构500中的丝母上设置有滑台600，步进电机400通过丝杆传动机构500驱动滑台600在兆欧出线、介损出线和高压hv出线之间切换。通过滑台600来控制介损和绝缘电阻哪个项目的高压出现在高压hv上。

其中g5和图3的hv高压相连，g6和兆欧出线相连，g7和介损出线相连。

参见图6，直流电阻和有载分接开关测试线切换单元包括一切换电路板和安装在所述切换电路板上的若干继电器组成，若干继电器分别实现高压绕组直流电阻测量、中压绕组直流电阻测量、低压绕组直流电阻测量与高压绕组有载分接开关特性测量和中压绕组有载分接开关特性测量的切换。三个一样的直流电阻和有载分接开关测试线切换单元对应各电压侧绕组。它们完成各绕组侧和直阻、有载测试线的连接。有载和直阻都是四端测量法，就是说需要把2根电压线，2根电流线同时切到测量的部位上。其中g4是接到图3中的f4，f5，f6上的。