一种便携式配变能效检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式配变能效检测方法与装置，主要应用于配电变压器(简称：配变)的空载损耗与负载损耗等能效指标的测量。装置主要由供电电源模块、试验电源模块、电参数测试模块、中央处理器等组成。本装置利用220V市电或电池组供电，其工作过程为：被测配变连接本设备后，试验电源在中央控处理器的控制下产生测试所需的三相电信号并送给被测配变；电参数测试模块获取送给被测配变的电压、电流、功率等相关数据并返回给中央处理器；中央处理器经过自动计算和分析得到被测配变的空载损耗、负载损耗等参数，从而实现对配变的能效检测。从而实现对配变的能效检测。从而实现对配变的能效检测。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式配变能效检测方法与装置


[0001]本专利技术涉及变压器
，特别涉及一种便携式配变能效检测方法与装置。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统中重要的输配电设备，担负着电压、电流转换以及功率传输的任务，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。配电变压器通常是指运行在配电网中电压等级为6kV
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35kV、容量为6300kVA及以下直接向终端用户供电的电力变压器。配电变压器广泛应用于工业、农业、城市社区等终端用能领域。未来几年，电网建设和城乡配电网改造仍是我国电力工业的首要任务。从行业的发展角度来看，配电变压器的市场规模巨大并且呈高速增长的态势。随着超高压电网建设规模及输电容量增大，相应变压器的安全运行将极为重要。
[0003]20世纪90年代中期，由哈尔滨理工大学研制开发了一种电力变压器综合测试设备，该设备由单片机构成，能够完成三相电力信号的采集与测试，该套设备不能满足当今测试精度和可靠性的要求；20世纪90年代后期，由渭河发电公司、西北电力研究院一起开发出变压器参数测试系统，该系统测试的变压器参数比较单一，仅对变压器的绕组变形进行测试；2006年，可对大型变压器的一些参数进行微机测试的系统由北京电力研究中心研制开发，该系统能够测试变压器的参数有电压、电流、功率、频率等其它参数，可见，该装置的测试功能比较齐全，这是该装置优点所在，当然该装置也存在不足之处价格昂贵，体积庞大，不能满足便携式的现场测试的实际需求。
[0004]变压器能效试验装置是用来进行变压器产品能效等级和节能评价的综合试验设备，市场上现有的变压器综合试验系统使用交流电网供电的发电机组或变频电源做试验电源，配套的试验设备数量多、重量体积大，只能固定且试验自动化程度不一，不适用于现场轻便携带和高效测试，缺少一款现场移动应用型的能效试验装置。
[0005]变压器的损耗主要包括空载损耗和负载损耗，因此对损耗的测量也主要包括这两方面。采用额定电流进行负载损耗试验，所需要的试验电源容量要求很高，一般需要60kVA以上，如果要采用便携设备实现试验几乎不可能，但是通过降电流试验的方式可以实现，对于负载损耗主要由于铜损引起，降功率试验是可能带来一定的误差，但可以对试验数据进行分析，并通过建模计算来修正误差。
[0006]开发设计便携式节能配变能效试验检测装置，可以实现对大量变压器的现场检测，并能做到安全快速检测，解决配变能效全检难以普及的痛点，确保每台入网配变的能效指标。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种便携式配变能效检测方法与装置，以解决上述背景中提出的问题，它可以有效地对配电变压器进行能效检测，因其具有便携的特点而支持户外使用，并支持可视化界面交互及检测数据报表的生成并导出，比较符合配电变压器能效检测
作业。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种便携式配变能效检测方法与装置，装置由供电电源模块、试验电源模块、电参数测试模块和中央处理器组成。其中供电电源模块，可以由220V市电或电池组供电；试验电源模块与被测配电变压器相连，用于输出测试所需的三相电源；电参数测试模块的输入端与被测配变的测试连接线相连，用于获取其电压、电流、功率等相关参数并送至中央处理器；中央处理器，又由微型计算机及触摸显示屏构成，用于实现对整个系统的控制、数据分析与计算及人机交互。
[0009]其中供电电源模块可以接入220V市电，经整流滤波后给试验电源和系统供电，同时可给电池组充电；当测试现场没有220V市电时，可采用电池组直接给试验电源和系统供电。
[0010]其中试验电源模块主要由三相逆变器、隔离变压器、滤波器构成，其中三相逆变器用于生成测试所需的三相电信号，隔离变压器用于电源隔离与调整电压值，滤波器用于消除波形畸变，提高电源纯净度。
[0011]其中电参数测试模块主要由互感器及三相电参数测试仪构成，其中互感器将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便连接电参数测试仪，三相电参数测试仪通过互感器接入测试电路，从而获取电压、电流、功率等相关数据，最终把数据送至中央处理器。
[0012]其中中央处理器主要由微型计算机和触摸显示屏构成，运行于微型计算机系统中的配变能效检测软件用于实现对整个系统的控制与数据获取，对测试结果的分析与计算；触摸显示屏用于人机交互或展示数据。运行于中央处理器的配变能效检测软件，可依据设定参数和模式控制试验电源输出测试电压给被测变压器，并通过电参数测试模块采集配电变压器的试验数据，经内部的分析与计算得到最总的能效数据，测试软件还具备数据的储存、管理以及报表生成与导出功能。
[0013]为了降低试验电源的容量，负载损耗检测时采用降电流的检测方法，由于在降电流的试验条件下没有直接可用的能效数据计算公式，为确保降电流后的测试精度，对常见规格型号的配变进行不同电流下损耗的大量测试；基于大量的测试数据，通过多项式数据拟合从而构建对应数据计算模型，并应用于本装置。
[0014]模型的构建方法和步骤如下：
[0015]S1：首先将实际试验电流额定电流的比值定义为归一化试验电流(x＝I/IN)，将实际损耗功率与额定损耗功率的比值定义为归一化损耗功率(y＝P/PN)；
[0016]S2：采用多项式建立应变量y与自变量x之间的关系，以4次多项式为例，可表示为：y＝a*x4+b*x3+c*x2+d*x+e；
[0017]S3：以对常见规格型号的配变进行不同电流下损耗的大量测试数据为数据集，采用最小二乘法曲线拟合的方式确定多项式的各个系数，从而得到完整的拟合多项式；
[0018]模型的使用：
[0019]设负载试验电流为I，依据配电变压器的额定电流IN，可得到归一化试验电流x；
[0020]依据模型多项式y＝a*x4+b*x3+c*x2+d*x+e，即可得到归一化损耗功率y；
[0021]再由实测的损耗功率P，并可依据归一化损耗功率的定义计算得到额定损耗功率：PN＝P/y。
[0022]所述检测方法如下：
[0023]步骤一：通过软件的设置界面设定空载损耗试验和负载损耗试验的工作参数，空载试验由于对试验电源容量要求不高，试验电压采用额定电压；负载试验，便携的试验电源难以输出额定电流，因此采用降电流方式；
[0024]步骤二：依据空载损耗试验的接线方式连接被测配电变压器，在空载测试界面启动试验电源并进行变压器的空载试验，通过电参数测试模块获取电压、电流和功率等数据并传送至中央处理器，中央处理器直接计算获得额定空载损耗；
[0025]步骤三：依据负载损耗试验的接线方式连接被测配电变压器，在负载测试界面启动试验电源并进行变压器的负载试验，通过电参数测试模块获取电压、电流和功率等数据并传送至中央处理器，由于采用降电流检测方法，利用基于大数据的数据拟合模型计算获得额定负载损耗。
[0026]步骤四：中央处理器通过内置软件进行数据汇总、数据展示及生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式配变能效检测装置，其特征在于：装置由供电电源模块、试验电源模块、电参数测试模块和中央处理器组成；其中供电电源模块，可以接入220V市电或电池组，用于系统供电；试验电源模块，输出端与被测配电变压器相连，用于输出测试所需的三相电源；电参数测试模块的输入端与被测配变的测试连接线相连，用于获取其电压、电流、功率等相关参数并送至中央处理器；中央处理器，又由微型计算机及触摸显示屏构成，用于实现对整个系统的控制、数据分析与计算及人机交互。2.如权利要求1所述的便携式配变能效检测装置，其特征在于：供电电源模块可以接入220V市电，经整流滤波后给试验电源和系统供电，同时可给电池组充电；当测试现场没有220V市电时，可采用电池组直接给试验电源和系统供电。3.如权利要求1所述的便携式配变能效检测装置，其特征在于：试验电源模块主要由三相逆变器、隔离变压器、滤波器构成，其中三相逆变器用于生成测试所需的三相电信号，隔离变压器用于电源隔离与调整电压值，滤波器用于消除波形畸变，提高电源纯净度。4.如权利要求1所述的便携式配变能效检测装置，其特征在于：电参数测试模块主要由互感器及三相电参数测试仪构成，其中互感器将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便连接电参数测试仪，三相电参数测试仪通过互感器接入测试电路，从而获取电压、电流、功率等相关数据，最终把数据送至中央处理器。5.如权利要求1所述的便携式配变能效检测装置，其特征在于：中央处理器主要由微型计算机和触摸显示屏构成，运行于微型计算机系统中的配变能效检测软件用于实现对整个系统的控制与数据获取，对测试结果的分析与计算；触摸显示屏用于人机交互或展示数据。6.如权利要求1所述的便携式配变能效检测装置，其特征在于：运行于计算机系统中的配变能效检测软件，可依据设定参数和模式控制试验电源输出测试电压给被测变压器，并通过电参数测试模块采集配电变压器的试验数据，经内部的分析与计算得到最总的能效数据，测试软件还具备数据的储存、管理以及报表生成与导出功能。7.如权利要求6所述的便携式配变能效检测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，陈枫，洪文明，杜亮，郭威，李均毅，金雅婷，翁慧颖，张家庆，马春晖，
申请(专利权)人：国网浙江浙电招标咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：