本发明专利技术公开了一种线圈内部铁芯磁场强度非接触式测量方法，其包括以下步骤：施加交流试验电压到待测量的铁芯绕组线圈上，使用绕组线圈两端的电压和线圈中的电流数据重构铁芯的BH曲线并计算BH曲线的不对称度，根据计算出的不对称度在参考曲线上检索，获得铁芯的磁场强度大小和方向信息。本发明专利技术不仅能够测量线圈中铁芯剩磁的大小，还能测量出剩磁的方向，具有普遍适用性，可以广泛应用于线圈内置铁芯的电力设备剩磁的测量中，是有效测量电力设备铁芯剩磁所不可缺少的基础技术。可以快速进行剩磁测量，在剩磁测量结束后不会改变原剩磁状态，可以应用在对剩磁状态有特殊要求的应用场合。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及电力系统技术，特别是涉及一种。
技术介绍
铁磁材料具有磁滞特性，表现在外加磁场突然撤去时，铁磁材料中的磁通先迅速降到一个中间值，经过弛豫过程降到稳态剩磁，稳态剩磁即为撤除点对应的磁滞回线上的剩磁。变压器、电抗器、CT (电流互感器)等具有铁芯的感性设备通过的电流经常突然被切断，内部铁芯会留下剩磁。电磁式电流互感器剩磁一旦产生就不会自动消失，并在正常运行条件下长期存在，剩磁的存在将使电流互感器在励磁曲线上的起始工作点发生变化，缩短铁芯进入饱和的时间，加重铁芯饱和的程度，导致二次电流波形发生畸变，影响保护动作正确性，对电磁式电流互感器的稳态和暂态测量误差带来严重影响，要求在故障后进行CT剩磁检测以及进行退磁处理。变压器铁芯有剩磁的情况也很普遍，在线圈直流电阻测量项目中为了缩短试验的时间和提高测量精度，通常采用快速测量仪器，该类仪器输出的直流电流为5A到20A，超过正常励磁电流的10倍以上，使变压器铁芯严重磁饱和而产生剩磁。运行中空载变压器拉闸则由于不可能将断路器三相分断时间都选在磁通为零的瞬间，这样造成变压器三相铁芯中的剩磁程度不一致。剩磁会影响变压器、电抗器的励磁涌流大小，巨大的励磁涌流电流电磁力不仅对内部结构强度造成冲击，同时由于冲击导致的油位波动影响重瓦斯继电器的错误动作，对电网的安全运行造成影响，现在电网要求大型变压器在并入电网前需要进行剩磁测量并作退磁处理。另外，变压器铁芯剩磁对线圈绕组的直流电阻和局放试验结果均存在影响，在试验前为了数据的准确性，也需进行进行剩磁测量和退磁处理。对于PT、CT、变压器、电抗器等电气元件，其组成结构为线圈缠绕在铁芯上，线圈在外层，铁芯在线圈的内部，并且由于结构等因素所限制，有些电气元件铁芯的剩磁无法通过直接接触方式获得，只能通过间接方式获取，目前针对铁芯的非接触式剩磁测量存在如下方法: 《电力变压器铁芯剩磁检测方法研究》(四川电力技术2009年第6期)中提供了一种利用检测励磁电流的偶次谐波来判断有无剩磁的检测方法。《变压器铁芯剩磁估量》(电网技术2011年第2期)，提出了一种变压器铁芯剩磁估量方法，依据变压器空载合闸后在变压器一次侧检测到的电压电流数据和空载合闸角，寻找变压器的铁芯饱和时刻，估量变压器分闸后铁芯中的剩磁。《电流互感器剩磁测量系统及测量方法》(CN103176147A)公开了电流互感器剩磁测量系统及测量方法，该方法的结果并没有测量出剩磁，仅仅考虑了剩磁系数对电流互感器的运行情况的分析，而且并不适用于大型电力设备的剩磁检测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，其不仅能够测量线圈中铁芯剩磁的大小，还能测量出剩磁的方向。通过根据预先测量获得的不同剩磁状态时某一试验电压下的BH曲线不对称度曲线，使用相同的试验电压在进行剩磁测量，获得此时重构的BH曲线的不对称度，通过查找不对称度-剩磁曲线，获得当前铁芯的剩磁场强度大小，不对称度的正负表示剩磁的方向。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种，其特征在于，所述包括以下步骤:施加交流试验电压到待测量的铁芯绕组线圈上，使用绕组线圈两端的电压和线圈中的电流数据重构铁芯的BH曲线并计算BH曲线的不对称度，根据计算出的不对称度在参考曲线上检索，获得铁芯的磁场强度大小和方向信息。优选地，所述BH曲线的重构及不对称度的计算步骤如下:对电压和电流进行高速数字采样，以电流变化表示外部磁场强度H的变化，以电压的积分表示磁感应强度B的变化，以水平方向为磁场强度H轴、垂直方向为磁感应强度B轴逐点绘制重构出等效BH曲线，分别找出BH曲线的B、H轴方向的极大值、极小值以及新的中心点，以新的中心点为原点构建新的参考坐标系将BH曲线分割为四个象限，然后分别求出在新坐标系中第一、第三两个象限内极值点与坐标轴形成的矩形面积S1、S3，BH曲线的不对称度1^_&#=( S1- S3 ) /(SI + S3 )ο优选地，所述BH曲线的不对称度的正负表示当前剩磁的方向。优选地，所述参考曲线为不对称度-剩磁曲线，参考曲线制作步骤如下:将试验电压固定为某一数值保持不变，改变铁芯中剩磁的大小，获得该电压下不同剩磁状态时的BH曲线的不对称度，绘出表征剩磁和BH曲线不对称度之间变化关系的不对称度-剩磁曲线。优选地，所述测量剩磁时的交流试验电压为本次测量所使用的不对称度-剩磁曲线所对应的电压，在剩磁测量时先用100%试验电压进行测量，当发现不对称度较大时，降低试验电压重新进行测量，通过灵活的选择使用试验电压及其对应的不对称度-剩磁曲线，更加精确的测量获得剩磁数据。优选地，所述不对称度-剩磁曲线制作过程中改变试验电压大小，能够获得不同试验电压下的多组不对称度-剩磁曲线。优选地，所述应用在包括但不限于CT、变压器、电抗器以及其他内置铁芯的电气设备的剩磁测量上。优选地，所述根据产品结构不同，不对称度-剩磁曲线的获得方法具体包括直接测量法和饱和点等效变换法。优选地，所述不对称度-剩磁曲线制作的直接测量法步骤如下: A:在设备绕组线圈的两端接入交流电压，将电压增大，直到铁芯进入双向饱和的过励磁状态，然后逐步调低电压，将铁芯完全退磁； B:调整施加在绕组线圈两端的直流电压大小，控制通过绕组线圈的直流电流，直流电流的磁通将在铁芯上产生大小和方向满足要求的剩磁； C:为了形成稳定的剩磁，将直流电流保持一段时间后，逐渐降低两端直流电压，当电流足够小时撤除直流电压，将其放置一段时间； D:使用可接触式的磁场强度测试仪器，测量此时铁芯的剩磁并记录； E:对绕组线圈施加试验电压，重构BH曲线计算不对称度并记录； F:回到步骤A，增大步骤B中的直流电流幅值，从而增大铁芯的剩磁，重复进行上述的步骤A到E ; G:将上述测量所得的剩磁和不对称度各点曲线绘出，即得到不对称度-剩磁曲线； 上述步骤F中直流电流增大到一定程度后，铁芯进入严重饱和区，剩磁不再随着直流电流的增大而增大，不对称度也不再出现明显变化，此时进入步骤G绘制曲线。优选地，所述不对称度-剩磁曲线制作的饱和点等效变换法步骤如下: 第一步:将内置铁芯设备的绕组线圈连接到一个能够调整电压大小的交流电源上；第二步:将交流电源电压增大，直到铁芯进入双向饱和的过励磁状态，然后逐步调低电压，将铁芯完全退磁； 第三步:将交流电源电压调整到一个初始值上； 第四步:采集当前电压下的线圈流过的励磁电流，使用电压电流重构出当前电压下的BH曲线； 第四步:增大交流电源电压，回到第四步，重复进行第四步，直到由于电压的增大，BH曲线出现进入饱和区域的水平段； 第五步:将每个电压下的BH曲线在同一个坐标中显示，构成一组BH曲线簇，根据硅钢片产品手册中的BH曲线查找出饱和时的磁感应强度数值，将此饱和值与曲线簇最外侧曲线饱和点的坐标比较，求出坐标变换系数，由于曲线簇在同一坐标内，通过坐标变换，即可查找出获得曲线簇中各个不同励磁电流下的剩磁值； 第六步:查找第五步中获得的曲线簇，找到最小剩磁电流时对应的BH曲线，获得该BH曲线励磁电流的峰值，作为模拟剩磁产生的直流电流初始值； 第七步:将交流电源电压增大，直到铁芯进入双向饱和的过励磁状态，然后逐步调低电压，将铁芯完全本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种线圈内部铁芯磁场强度非接触式测量方法，其特征在于，所述线圈内部铁芯磁场强度非接触式测量方法包括以下步骤：施加交流试验电压到待测量的铁芯绕组线圈上，使用绕组线圈两端的电压和线圈中的电流数据重构铁芯的BH曲线并计算BH曲线的不对称度，根据计算出的不对称度在参考曲线上检索，获得铁芯的磁场强度大小和方向信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：乐晓蓉，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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