基于方波调制的变压器低频加热频率的选择方法技术

本发明专利技术提供一种基于方波调制的变压器低频加热频率的选择方法，其应用于电力变压器低频加热装置中。在基于方波调制的变压器低频加热时，交流-交流变频装置的输出电流频率根据下式计算：f＝78.54I2R2/UN，其中，I2为被加热变压器短路侧电流，R2为被加热变压器短路侧绕组直流电阻，UN为被加热变压器额定电压。本发明专利技术提供的计算低频加热频率最小值的理论计算公式，为大型电力变压器现场低频加热提供了最优的实施方案，实现了低频加热经济效益的最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器试验
，具体是一种基于方波调制的变压器低频加热频 率的选择方法。
技术介绍
随着输变电工程的进步和发展，大型电力变压器在现场组装、解体大修、完工投运 等某些工况下，需要进行加热干燥。 中国专利技术专利（申请号201410101817. 8) 一种大型电力变压器低频加热装置和 实现方法中公布了一种低频加热方法。这种方法基于短路法实现，将变压器一侧绕组短 路，另一侧绕组施加低频的电流，利用短路侧绕组流过的低频短路电流对变压器进行加热。 其具体电路如图1所示，包括移相变压器2和交流-交流变频装置3,所述移相变压器2的 输入端连接三相交流电源1，移相变压器2的输出端连接所述交流-交流变频装置3的输入 端，交流-交流变频装置3的输出端与被加热变压器4的一侧端口连接，所述被加热变压器 4的另一侧端口短接；所述交流-交流变频装置3包括两个反向并联连接的三相整流桥。 该专利在上述装置的基础上，利用低频电流加热，与工频加热相比，输出同等加热 电流时，所需加热装置的容量会大幅减少；且低频加热无需进行无功补偿。低频交流电源作 为变压器现场加热电源，其输入端由380V站用电供电；被加热变压器绕组中流过低频短路 电流发热，进而加热变压器绝缘介质，达到去潮干燥的效果。进一步的，改变低频交流电源 的输出电压和频率，可以调节变压器绕组的发热功率；通过测量变压器绕组温度和变压器 顶层油温，可以实时监测被加热变压器的温升。这种基于短路法实现的低频加热加热效率 高、装置体积小，对缩短变压器的安装工期、提高变压器现场加热干燥效果、改善变压器绝 缘状态、保障变压器安全运行具有重要意义，能带来巨大经济效益。 但是低频加热过程中，如何选择加热频率是需要重点解决的关键问题。频率越低， 加热效率越高，与此同时，变压器铁芯磁饱和的风险越大；而频率亦不能过高，若加热频率 接近工频50Hz，则低频加热相比工频加热的高效、时短的优势将不复存在。
技术实现思路
本专利技术提供一种，其结合电源方 波调制的特性，可提供一种最佳加热频率的计算方法。 本专利技术的技术方案是： -种，其应用于电力变压器低频 加热装置中，所述电力变压器低频加热装置包括移相变压器和交流-交流变频装置，所述 移相变压器的输入端连接三相交流电源，移相变压器的输出端连接所述交流-交流变频装 置的输入端，交流-交流变频装置的输出端与被加热变压器的一侧端口连接，所述被加热 变压器的另一侧端口短接；所述交流-交流变频装置包括两个反向并联连接的三相整流 桥，在基于方波调制的变压器低频加热时，交流-交流变频装置的输出电流频率根据下式 计算： f = 78. 54I2R2/Un (I) 其中，I2为被加热变压器短路侧电流，R2为被加热变压器短路侧绕组直流电阻，Un 为被加热变压器额定电压。 本专利技术在基于短路法的大型电力变压器低频加热时，结合电源方波调制的特性， 提供一种最佳加热频率的计算方法，可直接应用于基于方波调制的变压器低频加热试验中 电源频率的计算。 本专利技术根据低频加热时变压器磁势平衡方程，巧妙利用变压器在额定工况下磁芯 接近饱和这一设计特点，经推导获得变压器利用方波调制电源进行低频加热过程中频率极 小值的计算公式。本专利技术确定低频加热频率极小值的理论依据是在进行低频加热时，磁芯 不会出现饱和状态。从理论分析，低频加热过程中频率越低，则加热效率越高，经济效益越 好。因此，本专利技术提供的计算低频加热频率最小值的理论计算公式，为大型电力变压器现场 低频加热提供了最优的实施方案，实现了低频加热经济效益的最大化。 【附图说明】 图1是现有短路法变压器低频加热装置的结构示意图。 图中：1 一三相交流电源，2-移相变压器，3-交流-交流变频装置，4一被加热变 压器。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明： 基于方波调制的变压器进行低频加热时，变压器原边绕组输入调制后的方波，副 边绕组短路，通过绕组中流过的短路电流，实现对变压器的加热。短路侧的电路方程如下： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于方波调制的变压器低频加热频率的选择方法，其应用于电力变压器低频加热装置中，所述电力变压器低频加热装置包括移相变压器(2)和交流‑交流变频装置(3)，所述移相变压器(2)的输入端连接三相交流电源(1)，移相变压器(2)的输出端连接所述交流‑交流变频装置(3)的输入端，交流‑交流变频装置(3)的输出端与被加热变压器(4)的一侧端口连接，所述被加热变压器(4)的另一侧端口短接；所述交流‑交流变频装置(3)包括两个反向并联连接的三相整流桥，其特征在于：在基于方波调制的变压器低频加热时，交流‑交流变频装置(3)的输出电流频率根据下式计算：f＝78.54I2R2/UN     (1)其中，I2为被加热变压器(4)短路侧电流，R2为被加热变压器(4)短路侧绕组直流电阻，UN为被加热变压器(4)额定电压。

【技术特征摘要】
1. 一种基于方波调制的变压器低频加热频率的选择方法，其应用于电力变压器低频加 热装置中，所述电力变压器低频加热装置包括移相变压器（2)和交流-交流变频装置（3)， 所述移相变压器（2)的输入端连接三相交流电源（1)，移相变压器（2)的输出端连接所述交 流-交流变频装置（3)的输入端，交流-交流变频装置（3)的输出端与被加热变压器（4) 的一侧端口连接，所述被...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，阮羚，周友斌，金涛，谢齐家，贺家慧，高得力，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11