一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法及系统，该方法包括：步骤1，进行直流偏磁耐受能力试验接线：变压器一侧开路，变压器另一侧依次串接可控方波电源和电流传感器，电流传感器信号传递到电源控制单元，电源控制单元控制可控方波电源输出；步骤2，变压器铁心磁通归零初始化；步骤3，进行变压器直流偏磁耐受能力检测：电源控制单元控制可控方波源输出+U电压，电流传感器检测电流，通过采集数据实时处理，形成变压器铁心实时励磁曲线；对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率达到预设值，停止加压；并计算此时变压器直流偏磁耐受值。本发明专利技术解决了变压器现场无直流偏磁耐受能力试验方法的问题。直流偏磁耐受能力试验方法的问题。直流偏磁耐受能力试验方法的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法及系统


[0001]本专利技术涉及高电压试验方法
，具体涉及一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，正大力建设特高压直流工程、铁路轨道交通，特高压直流的单极大地运行和铁路轨道交通的轨道直流泄露电流都将造成变压器直流偏磁。变压器励磁回路因直流偏磁影响会趋于饱和，变压器励磁阻抗将大幅度下降，励磁电流增大，加剧变压器损耗、震动和发热，造成变压器损坏。
[0003]为避免直流偏磁对变压器影响，有直流偏磁情况区域变压器要求具备直流偏磁耐受能力。现有的变压器直流偏磁耐受能力校核方法是采用工频注入直流方式进行测试，需要两台容量等性能一致的变压器被试品，且试验电源容量要远大于变压器的空载容量，试验条件要求较高，在现场校核中不具备可行性。目前，缺少一种易于现场实施的变压器直流偏磁耐受能力校核试验方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有的变压器直流偏磁耐受能力校核方法是采用工频注入直流方式进行测试，需要两台容量等性能一致的变压器被试品，且试验电源容量要远大于变压器的空载容量，试验条件要求较高，在现场校核中不具备可行性。
[0005]本专利技术目的在于提供一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法及系统，本专利技术通过可控方波电压源注入和电流检测，现场检测变压器直流偏磁耐受能力。本专利技术解决了变压器现场无直流偏磁耐受能力试验方法的问题，使变压器励磁偏磁耐受能力要求得到可靠执行，提升变压器的运行可靠性。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1，进行直流偏磁耐受能力试验接线：变压器一侧开路，变压器另一侧依次串接可控方波电源和电流传感器，电流传感器信号传递到电源控制单元，电源控制单元控制可控方波电源输出；
[0009]步骤2，变压器铁心磁通归零初始化；
[0010]步骤3，进行变压器直流偏磁耐受能力检测：电源控制单元控制可控方波源输出+U电压，电流传感器检测电流i，通过采集数据实时处理，形成变压器铁心实时励磁曲线；对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率k达到预设值，停止加压；并计算此时变压器直流偏磁耐受值。
[0011]工作原理是：基于现有的变压器直流偏磁耐受能力校核方法是采用工频注入直流方式进行测试，需要两台容量等性能一致的变压器被试品，且试验电源容量要远大于变压
器的空载容量，试验条件要求较高，在现场校核中不具备可行性。本专利技术设计了一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，该方法易于现场实施，通过可控方波电压源注入和电流检测，现场检测变压器直流偏磁耐受能力。本专利技术解决了变压器现场无直流偏磁耐受能力试验方法的问题，使变压器励磁偏磁耐受能力要求得到可靠执行，提升变压器的运行可靠性。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)现有实验室直流叠加工频技术校核变压器直流偏磁耐受能力方法，所需设备极为庞大，本专利技术提出的方法，简化了试验设备。(2)目前，电网均对变压器提出了直流偏磁耐受能力要求，现场没有方法执行此项能力要求的检验，本专利技术方法可改变这个现状。(3)使用本专利技术方法，在变压器直流偏磁耐受电流值检测前后，均需对变压器铁心磁通进行归零，可降低变压器在投运时的励磁涌流。
[0013]进一步地，步骤2中变压器铁心磁通归零初始化，具体包括：
[0014]控制可控方波电源输出+U电压，电流传感器检测电流达到5A(或10A)时，变压器铁心磁通量Ψ
m
达到正磁饱和状态；
[0015]控制可控方波电源输出
‑
U电压，电流传感器检测电流达到
‑
5A(或
‑
10A)时，变压器铁心磁通量Ψ
m
达到负磁饱和状态；
[0016]记录变压器磁通量Ψ
m
达到正磁饱和状态到负磁饱和状态的时间2T；
[0017]以1.5T时间开始逐渐衰减50％施加
±
U，即实现变压器铁心磁通归零。
[0018]方波可控源电压施加过程如图4所示，变压器铁心磁通变化如图5所示；以1.5T时间开始逐渐衰减50％施加
±
U的过程包括四步，如下：
[0019]第一步：从变压器负磁饱和状态开始施加正电压1.5T，变压器磁通点到达+0.5Ψ
m
；
[0020]第二步：从变压器磁通+0.5Ψ
m
开始施加负电压0.75T，变压器磁通点到达
‑
0.25Ψ
m
；
[0021]第三步：从变压器磁通
‑
0.25Ψ
m
开始施加正电压0.375T，变压器磁通点到达+0.125Ψ
m
；
[0022]第四步：从变压器磁通+0.125Ψ
m
开始施加负电压0.1875T，变压器磁通点到达
‑
0.0625Ψ
m
，变压器磁归零结束。
[0023]进一步地，步骤3中所述变压器铁心曲线实时斜率k的计算公式为：
[0024]∫Udt＝Ψ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0025]k＝dΨ/di
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0026]式中，Ψ指磁链，通过可控方波电源输出电压+U对时间t的积分计算得到；k表示变压器铁心曲线实时斜率，通过磁链Ψ对电流传感器检测电流i的导数计算得到。
[0027]进一步地，步骤3中所述变压器直流偏磁耐受值I
p
的计算公式为：
[0028][0029]式中，I
p
表示变压器直流偏磁耐受值；I表示对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率k达到预设值时电流传感器测得的电流值；I0表示变压器额定空载电流值。
[0030]进一步地，变压器额定空载电流值I0通过查询变压器铭牌参数得到。
[0031]进一步地，步骤3中的预设值为k0/3，其中，k0表示变压器铁心实时励磁曲线的斜率初始值。
[0032]进一步地，该方法的步骤3后还包括步骤4，进行变压器铁心磁通归零。
[0033]第二方面，本专利技术又提供了一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验系统，该系统支持所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，该系统包括一台变压器、可控方波电源、电流传感器和电源控制单元；所述变压器的一侧开路，变压器另一侧依次串接可控方波电源和电流传感器，电流传感器信号传递到电源控制单元，电源控制单元控制可控方波电源输出；
[0034]电源控制单元控制可控方波源输出+U电压，电流传感器检测电流i，通过采集数据实时处理，形成变压器铁心实时励磁曲线；对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率k达到预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，进行直流偏磁耐受能力试验接线：变压器一侧开路，变压器另一侧依次串接可控方波电源和电流传感器，电流传感器信号传递到电源控制单元，电源控制单元控制可控方波电源输出；步骤2，变压器铁心磁通归零初始化；步骤3，进行变压器直流偏磁耐受能力检测：电源控制单元控制可控方波源输出+U电压，电流传感器检测电流，通过采集数据实时处理，形成变压器铁心实时励磁曲线；对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率达到预设值，停止加压；并计算此时变压器直流偏磁耐受值。2.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，其特征在于，步骤2中变压器铁心磁通归零初始化，具体包括：控制可控方波电源输出+U电压，电流传感器检测电流达到5A或10A时，变压器铁心磁通量达到正磁饱和状态；控制可控方波电源输出
‑
U电压，电流传感器检测电流达到
‑
5A或
‑
10A时，变压器铁心磁通量达到负磁饱和状态；记录变压器磁通量达到正磁饱和状态到负磁饱和状态的时间2T；以1.5T时间开始逐渐衰减50％施加
±
U，即实现变压器铁心磁通归零。3.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，其特征在于，步骤3中所述变压器铁心曲线实时斜率k的计算公式为：∫Udt＝Ψk＝dΨ/di式中，Ψ指磁链，通过可控方波电源输出电压+U对时间t的积分计算得到；k表示变压器铁心曲线实时斜率，通过磁链Ψ对电流传感器检测电流i的导数计算得到。4.根据权利要求3所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，其特征在于，步骤3中所述变压器直流偏磁耐受值I
p
的计算公式为：式中，I
p
表示变压器直流偏磁耐受值；I表示对变压器进行加压，使变压器铁心曲线实时斜率k达到预设值时电流传感器测得的电流值；I0表示变压器额定空载电流值。5.根据权利要求4所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核现场试验方法，其特征在于，变压器额定空载电流值I0通过查询变压器铭牌参数得到。6.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁耐受能力校核...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文慧，邹斌，张榆，罗宁，倪江，王涵宇，李宇，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：