一种低频变压器直流偏磁试验装置及方法与流程

本发明属于变压器，具体涉及一种低频变压器直流偏磁试验装置及方法。

背景技术：

1、柔性低频输电技术是一种借助电力电子技术，灵活选择低于50hz范围内的合适频率(一般为1/3工频或20hz)的输电技术，相对于工频输电，可增大输电线缆的对地容抗，降低充电功率，从而提升电网输送容量和柔性调控能力；同时，海上风电低频输电不需要建设海上换流站，因此，该技术能较好地弥补交、直流输电的技术缺陷，在中远海风电等新能源送出场景具有广阔的应用前景。

2、低频变压器是低频输电系统中重要的设备，起着升降压、电能交换等作用，由于新能源电源以及电力电子装置的接入，直流偏磁导致的低频变压器饱和引发的设备振动、发热、噪声等现象不容忽视，因此，开展低频变压器直流偏磁试验对掌握直流偏磁下变压器设备性能和运行状态具有重要意义。

3、现有的变压器直流偏磁试验方法多针对工频电力变压器和换流变压器，不具备普适性。

技术实现思路

1、由于海上风电用低频变压器大多是通过模块化多电平换流器进行交直交变换，从而输出低频电压，其低频侧(通常为阀侧)一般为星形连接，为了给低频侧提供一个地电压钳制点，并且限制变压器两侧的零序电流，变压器低频侧的中性点通常经过一个高阻值电阻接地。因此，针对低频变压器的结构特点，本发明旨在提供一种适用低频变压器的直流偏磁试验装置及方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种低频变压器直流偏磁试验装置，包括：低频电压输出模块、低频变压器模块、低频电抗器模块和直流电源模块；

4、低频电压输出模块与低频变压器模块的网侧相连，用于向低频变压器模块输出低频交流电压；

5、低频变压器模块设置有待试验的低频变压器，低频变压器网侧中性点直接接地；

6、低频变压器模块的阀侧输出端与低频电抗器模块的一端相连，阀侧中性点电阻短接，阀侧中性点端通过电容接地；

7、低频电抗器模块的另一端与直流电源模块的一端相接，直流电源模块的另一端与低频变压器模块的阀侧中性点相连。

8、进一步的，低频电压输出模块具体为：低频发电机或变频器。

9、进一步的，低频变压器模块的阀侧中性点端具体通过低频电容器接地。

10、进一步的，低频变压器模块和低频电压输出模块以及低频电抗器模块之间的接线方式根据低频变压器模块中待试验的低频变压器的结构和相数确定。

11、进一步的，低频电抗器模块中设置有低频电抗器，低频电抗器的电感大小至少为确保低频变压器阀侧等效为空载状态时的电感大小。

12、进一步的，直流电源模块用于输出连续可调的直流电流。

13、进一步的，低频电压输出模块和低频变压器模块之间设置有电压互感器和电流互感器。

14、进一步的，低频电抗器模块和直流电源模块之间设置有电流互感器。

15、第二方面，本发明提供了一种低频变压器直流偏磁试验方法，基于如第一方面的一种低频变压器直流偏磁试验装置实现，包括如下步骤：

16、利用低频电压输出模块向待试验的低频变压器网侧施加不同幅值的交流电压；

17、保持交流电压稳定在特定幅值下，改变低频变压器阀侧的直流电源输出的直流电流幅值；

18、在每一个直流电流工况下，测试稳态时低频变压器网侧的励磁电压和励磁电流，并记录相应波形和数据；

19、按照预先设定的程序，改变施加的交流电压的幅值，重复记录相关数据，直到试验全部完成。

20、综上，本发明提供了一种低频变压器直流偏磁试验装置及方法，包括低频电压输出模块、低频变压器模块、低频电抗器模块和直流电源模块；低频电压输出模块与低频变压器模块的网侧相连，用于向低频变压器模块输出低频交流电压；变压器模块设置有待试验的低频变压器，低频变压器网侧中性点直接接地；低频变压器模块的阀侧输出端与低频电抗器模块的一端相连，阀侧中性点电阻短接，阀侧中性点端通过电容接地；低频电抗器模块的另一端与直流电源模块的一端相接，直流电源模块的另一端与低频变压器模块的阀侧中性点相连。本发明针对海上风电用低频变压器的结构特点，可提供低频变压器直流偏磁试验的解决方案，具有针对性强、安全性高、方法简单、可操作性高等优点。

技术特征：

1.一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，包括：低频电压输出模块、低频变压器模块、低频电抗器模块和直流电源模块；

2.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频电压输出模块具体为：低频发电机或变频器。

3.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频变压器模块的阀侧中性点端具体通过低频电容器接地。

4.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频变压器模块和所述低频电压输出模块以及所述低频电抗器模块之间的接线方式根据所述低频变压器模块中所述待试验的低频变压器的结构和相数确定。

5.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频电抗器模块中设置有低频电抗器，所述低频电抗器的电感大小至少为确保所述低频变压器阀侧等效为空载状态时的电感大小。

6.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述直流电源模块用于输出连续可调的直流电流。

7.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频电压输出模块和所述低频变压器模块之间设置有电压互感器和电流互感器。

8.根据权利要求1所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置，其特征在于，所述低频电抗器模块和所述直流电源模块之间设置有电流互感器。

9.一种低频变压器直流偏磁试验方法，基于如权利要求1-8中任一项所述的一种低频变压器直流偏磁试验装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种低频变压器直流偏磁试验装置及方法，包括低频电压输出模块、低频变压器模块、低频电抗器模块和直流电源模块；低频电压输出模块与低频变压器模块的网侧相连，用于输出低频交流电压；变压器模块设置有待试验的低频变压器，低频变压器网侧中性点直接接地；低频变压器模块的阀侧输出端与低频电抗器模块的一端相连，阀侧中性点电阻短接，阀侧中性点端通过电容接地；低频电抗器模块的另一端与直流电源模块的一端相接，直流电源模块的另一端与低频变压器模块的阀侧中性点相连。本发明针对海上风电用低频变压器的结构特点，可提供低频变压器直流偏磁试验的解决方案，具有针对性强、安全性高、方法简单、可操作性高等优点。

技术研发人员：吴宏远,雷园园,裴星宇,王颂,陈建福,王帅兵,唐捷,赵林杰,陈勇,罗日平,李建标,张曦,杨锐雄,彭发喜,程旭,袁智勇,邹国惠,赵晓斌,李振聪,刘涛,张帆,黄伟煌,刘尧,顾温国,魏焱,刘振国,曹彦朝
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司珠海供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29