一种变压器直流偏磁试验用电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源，具体讲涉及一种大型变压器直流偏磁试验用电源。
【背景技术】
[0002]随着超、特高压直流输电工程的持续建设，越来越多的电力变压器受到了直流偏磁的影响。对于变压器中性点接地的交流系统，单极大地回线直流运行方式会导致两个处于不同直流电位的变电站经输电线路构成回路，并有直流电流进入变压器中性点和变压器绕组，使变压器出现直流偏磁现象。当变压器出现直流偏磁后，会对变压器产生励磁电流畸变、噪声增大、振动加剧、铁心局部过热等方面的影响，严重威胁电力变压器的安全运行。
[0003]近年来，大量超、特高压大型电力变压器装备投入运行，迫切需要掌握大型电力变压器的直流偏磁耐受能力，为电网的直流偏磁治理措施提供参考依据。对电力变压器施加直流电流开展直流偏磁试验，是研究大型电力变压器直流偏磁耐受能力最直接和有效的手段。
[0004]然而，目前国内外没有一项针对大型电力变压器直流偏磁试验的电源，大多采用多组蓄电池串并联来产生直流电流，输出电流不仅小而且电流波形不稳定，无法完成长时的变压器直流偏磁试验，同时缺乏试验回路保护装置，导致变压器直流偏磁试验存在巨大的安全隐患。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种变压器直流偏磁试验用电源。
[0006]本发明提供的技术方案是:一种变压器直流偏磁试验用电源，其改进之处在于:所述电源包括:
[0007]直流电流支路:串联在中间变压器和被试变压器的高压绕组之间，用于产生直流电流，并注入到所述中间变压器和被试变压器的高压绕组中；
[0008]交流电流支路:与所述直流电流支路并联，用于为所述中间变压器和被试变压器提供交流负载电流通路，防止中间变压器和被试变压器的交流负载电流流入所述直流电流支路；
[0009]保护支路:与所述直流电流支路并联，用于保护所述直流电流支路，防止所述交流电流支路发生故障时，所述中间变压器和被试变压器的高电压施加在所述直流电流支路上，损坏所述直流电流支路。
[0010]优选的，所述直流电流支路包括直流发生器单元，所述直流发生器单元包括:
[0011]交流电压源:其输出端与隔离变压器的输入端相连，用于输出交流电至所述隔离变压器；
[0012]隔离变压器:其输出端与整流电路输入端相连，用于对交流电压源输出的交流电进行隔离变压后输出至整流电路；
[0013]整流电路:其输出端与滤波电路输入端相连，用于将隔离变压器输出的交流电转换为直流电后输出至滤波电路；
[0014]滤波电路:其输出端与直流放大电路输入端相连，用于对整流电路输出的直流电进行滤波后输出至直流放大电路；
[0015]直流放大电路:其输出端与二次滤波电容C2相连，用于放大滤波电路输出的直流电，并将放大后的直流电输出至二次滤波电容C2 ；
[0016]二次滤波电容C2:与中间变压器和被试变压器的高压绕组相连，用于对直流放大电路输出的直流电进行二次滤波后输出平滑直流电流至中间变压器和被试变压器的高压绕组。
[0017]进一步，所述交流电压源的输出端与所述隔离变压器的输入端之间还串联有控制开关和熔断器。
[0018]进一步，所述整流电路为由二极管组成的全桥整流电路；
[0019]所述滤波电路包括电感L和电容C1;所述直流放大电路包括三极管T;
[0020]所述电感L的一端分别连接所述电容C1的一端和所三极管T的集电极，其另一端与整流电路的输出端相连;所述电容C1的另一端分别连接所述整流电路的另一输出端和所述二次滤波电容C2的一端;所述二次滤波电容C2的另一端与所述三极管T的发射极相连；
[0021 ]所述三极管T的基极通过485连接电缆与便携式计算机相连;所述便携式计算机通过控制所述三极管T的电流基准调节直流电流支路的输出电流。
[0022]进一步，所述直流电流支路还包括与所述直流发生器单元串联的电感单元，用于减小流入直流电流支路的交流负载电流;所述电感单元的一端与二次滤波电容C2的一端相连，其另一端与被试变压器的高压绕组相连;所述二次滤波电容C2的另一端与中间变压器的高压绕组相连。
[0023]进一步，所述电感单元为干式电抗器，所述干式电抗器由硅钢片铁心和绕制在所述硅钢片铁心上的绕组组成;所述电感单元的允许通流电流为所述直流电流支路最大输出电流的1.2倍。
[0024]优选的，所述交流电流支路为由若干个薄膜电容串并联组成的电容柜;所述电容柜的电压和电流用精度为0.5级的电子型电压表和电流表测量，以实时监测所述电容柜是否发生故障;所述电容柜的允许通流电流大于被试变压器的1.5倍额定负载电流。
[0025]优选的，所述保护支路包括电源，开关控制器、快速开关、氧化锌阀片组、电流互感器;所述氧化锌阀片组与所述快速开关两端并联;所述电源连接并提供动力给所述开关控制器，所述电流互感器检测流经所述氧化锌阀片组的电流，并将检测到的电流值发送给所述开关控制器，所述开关控制器根据所述电流值控制所述快速开关的导通或关断。
[0026]优选的，所述中间变压器的低压绕组与发电机的输出端相连，其高压绕组与所述被试变压器的高压绕组并联;所述被试变压器的低压绕组开路;所述电源串联在所述中间变压器与所述被试变压器的高压绕组并联回路中。
[0027]优选的，所述中间变压器的低压绕组与所述被试变压器的低压绕组并联后与发电机的输出端相连，其高压绕组与所述被试变压器的高压绕组并联后一端接地;所述电源串联在所述中间变压器的接地高压绕组与被试变压器的接地高压绕组之间。
[0028]与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步:
[0029]本发明采用直流电流支路、交流电流支路和保护支路共同组成变压器直流偏磁直流用电源系统，可达到分离直流电流和变压器交流负载电流的目的，并对直流电流发生器单元进行有效保护。能够实现直流试验电流的精确调节、变压器直流偏磁试验的长时间稳定开展，能够在单相或三相大型变压器空载和负载条件下向大型变压器绕组注入稳定直流，可靠完成大型电力变压器的直流偏磁试验。
【附图说明】
[0030]图1为本发明提供的变压器直流偏磁试验用电源的整体结构示意图；
[0031 ]图2为直流发生器单元的电路原理图；
[0032]图3为保护支路的电路原理图；
[0033]图4为单相变压器空载条件下的直流偏磁试验回路示意图；
[0034]图6为三相变压器空载条件下的直流偏磁试验回路示意图；
[0035]图5为单相变压器负载条件下的直流偏磁试验回路示意图；
[0036]图7为三相变压器负载条件下的直流偏磁试验回路示意图。
[0037]其中1-直流发生器单元;2-电感单元;3-电容单元;4-回路保护单元;5-直流电流支路;6-交流电流支路;7-保护支路;8-控制开关;9-熔断器;10-隔离变压器;11-整流电路；12-电感L; 13-三极管T; 14-电容C1; 15-485连接电缆；16-便携式计算机；17-滤波电容C2;18-电压表;19-电流表;20-开关控制器;21-快速开关;22-电流互感器;23-单片高能氧化锌阀片;24-氧化锌阀片组;25-发电机;26-发电机回路保护单元;27-中间变压器;28-被试变压器;29-电源。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0039]为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0040]本发明提供的变压器直流偏磁试验用电源的整体结构如图1所示:所述电源29包括:
[0041]直流电流支路5:与中间变压器27和被试变压器28的高压绕组串联，用于产生直流电流，并注入到所述中间变压器27和被试变压器28的高压绕组中；
[0042]交流电流支路6:与所述直流电流支路5并联，用于为所述中间变压器27和被试变压器28提供交流负载电流通路，防止中间变压器27和被试变压器28的交流负载电流流入所述直流电流支路5;
[0043]保护支路7:与所述直流电流支路5并联，用于保护所述直流电流支路5，防止所述交流电流支路6发生故障时，所述中间变压器27和被试变压器28的高电压施加在所述直流电流支路5上，损坏所述直流电流支路5。
[0044]所述直流电流支路5包括直流发生器单元1，所述直流发生器单元1包括:
[0045]交流电压源:为330V交流电压源，为直流发生器单元1提供功率，其输出端与隔离变压器10的输入端相连，用于输出交流电至所述隔离变压器10;
[0046]隔离变压器10:其输出端与整流电路11输入端相连，用于对交流电压源输出的交流电进行隔离变压后输出至整流电路11;
[0047]整流电路11:其输出端与滤波电路输入端相连，用于将隔离变压器10输出的交流电转换为直流电后输出至滤波电路；
[0048]滤波电路:其输出端与直流放大电路输入端相连，用于对整流电路11输出的直流电进行滤波后输出至直流放大电路；
[0049]直流放大电路:其输出端与二次滤波电容C217相连，用于放大滤波电路输出的直流电，并将放大后的直流电输出至二次滤波电容C217;
[0050]二次滤波电容C217:与中间变压器27和被试变压器28的高压绕组相连，用于对直流放大电路输出的直流电进行二次滤波后输出平滑直流电流至中间变压器27和被试变压器28的高压绕组。
[0051]所述交流电压源的输出端与所述隔离变压器10的输入端之间还串联有控制开关8和熔断器9。所述交流电压源输出330V交流电经所述控制开关8和所述熔断器9输入隔离变压器10。
[0052]所述整流电路11为由二极管组成的全桥整流电路11;
[0053]所述滤波电路包括电感L12和电容C114;所述直流放大电路包括三极管T 13;
[0054]所述电感L12的一端分别连接所述电容C114的一端和所三极管T 13的集电极，其另一端与整流电路11的输出端相