一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，涉及变压器技术领域，包括以下步骤：将换流变压器的载流端子与测量装置连接；对换流变压器的绕组进行直流电阻测试；切换换流变压器的绕组档位并进行有载分接开关动态电流测量；切换完成后对切换后的换流变压器的绕组进行直流电阻测量；依次完成换流变压器的绕组档位测试后，对换流变压器退磁。本发明专利技术还公开一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量装置。本发明专利技术使用所有绕组串联助磁接线，实现网侧绕组和阀侧绕组直流电阻的同步测量，在档位切换时通过动态电阻测量完成有载分接开关的测量，最后完成铁心退磁；本发明专利技术对降低现场作业量，提高测试装置集成化和自动化程度有较高借鉴价值。有较高借鉴价值。有较高借鉴价值。

【技术实现步骤摘要】
一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及变压器测试
，具体涉及一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法及装置。

技术介绍

[0002]换流变压器是国家跨区电力输送通道的关键节点，其绕组载流性能的优劣直接影响跨区能源输送的稳定。换流变压器载流部件包括套管、分接开关、绕组、引线等，部件之间的连接是载流性能劣化的重灾区。
[0003]据统计，2017至2022共5年时间内，累计发现特高压换流变压器载流性能下降缺陷起，占总缺陷的16.3％，昭通换流站、复龙换流站、宜宾换流站等均发生过接触不良引起的发热缺陷。直流电阻测量是探查接触不良的有效手段之一，已经列入国家、行业和企业规范，成为了逢停必测的项目。JB/T 501
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2021,电力变压器试验导则详尽的规定了直流电阻测试的条件、接线和计算诊断方法，是直流电阻测试的纲领性文件，但是文献没有解决换流变压器直流电阻测量工作中引线拆解数量大、基准温度选择难度大、电阻稳定时间长的问题。
[0004]温度测量方法的差异对换流变压器直流电阻测量结果的影响一文中在换流变压器实际测量过程中发现，受阳光直射影响顶部油面温度与绕组实际温度差异大，导致直流电阻初值差超过告警值。在此基础上，影响换流变压器预试的因素分析及对策一文中，通过计算和实测发现，实测温度与实际温度相差5℃时，直流电阻差异会大于2％，并且这一规律不受物理结构的影响。同时发现换流变压器饱和电流大以及档位数量多的实际难题。换流变绕组直流电阻测量改进方法探讨一文中通过理论推算提出在引线完全拆解情况下使用2台同型号测量装置进行双侧同步测量，可以有效缩短工作用时。大型电力变压器低压侧绕组直流电阻测试新方法一文中提出使用双侧绕组串联助磁降低饱和电流，使用高压激励降低并联绕组寄生电感的测试新方法，可以实现大型变压器角形连接绕组电阻的快速测量；“助磁法”在大型变压器低压侧直流电阻测试中的运用一文中实际使用高低压绕组串联同向施加激励的方法完成了一台三相共体变压器的直流电阻测试，铁心的磁通密度可以在10分钟内快速饱和，缩短了测试时间。大型有载调压变压器直流电阻测试方法的改进、变压器绕组直流电阻测试方法的优化、基于助磁法的变压器低压绕组直流电阻测试以三相共体变压器为研究对象，通过磁通计算和实际测试，证明了改变中间相激磁方向可以降低20％的磁通变化量，从而节约50％的测试时间，为变压器及变压器组在角形连接不拆除条件下直流电阻测量提供了参考。IEC60076
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2011中为解决快速获取220千伏三相变压器绕组热态电阻的问题，提供了一种串联助磁接线下双绕组同步测量的接线方法，双通道助磁法电阻测量在温升试验中的应用在变压器制造厂内对这一方法进行了验证，在3分钟内完成了三相三柱低压角接绕组直流电阻的测量，但是使用40分钟内才完成三相五柱变压器的测量。
[0005]电力变压器铁心剩磁测量方法研究综述中指出，变压器在进行直流电阻测量后铁心中会残留有剩磁，引起变压器在空载合闸期间经历巨大励磁涌流的冲击。电力变压器现
场退磁技术和退磁效果分析一文中使用倍频高压交流激励对换流变压器进行退磁，退磁后空载电流与出厂值偏差依然大于30％，表明倍频退磁效果并不理想。
[0006]变压器退磁方面的研究集中在退磁方法，退磁接线和直流电阻测试后剩磁大小鲜有研究。直流电阻测量方面专家学者集中研究的对象是引线完全拆除的单台变压器，尚没有人对角形连接三相变压器组的测试开展研究。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法及装置。
[0008]本专利技术提出的技术方案为：
[0009]一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，包括以下步骤：
[0010]将换流变压器的载流端子与测量装置连接；
[0011]对换流变压器的绕组进行直流电阻测试；
[0012]切换换流变压器的绕组档位并进行有载分接开关动态电流测量；
[0013]切换完成后对切换后的换流变压器的绕组进行直流电阻测量；
[0014]依次完成换流变压器的绕组档位测试后，对换流变压器进行退磁。
[0015]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述将换流变压器的载流端子与测量装置连接；具体包括：所述测量装置上设置若干接线端口；
[0016]将换流变压器的网侧绕组和阀侧绕组的载流端子与测量装置上的接线端口连接。
[0017]将全部变压器载流端子一次性接入测量装置，测量装置具有足够的测量接口，可以一次性完成各个绕组电压电流的独立测量；
[0018]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述对换流变压器的绕组进行直流电阻测试；具体包括：
[0019]采用双侧绕组串联接线方式进行网侧电阻与阀侧电阻的同步测量，使网侧绕组和阀侧绕组中流经完全相同的电流，独立测量网侧绕组和阀侧绕组的电压降落，计算并输出网侧绕组和阀侧绕组电压降落的比值。
[0020]作为本专利技术的进一步技术方案为，根据采用双侧绕组串联接线方式进行网侧电阻与阀侧电阻的同步测量，变压器绕组直流电阻测试的试验回路电流与时间的关系，利用双侧绕组串联接线方式可以增大试验回路电阻，实现降低电阻测量稳定时间；具体包括：
[0021]变压器绕组直流电阻测试期间的等效电路是一个RL串联电路，其中激磁电感为非线性电感，回路电压方程为式(1)：
[0022][0023]式(1)中：u(t)为激励电压，i(t)为试验回路的电流，Lm为激磁电感；Rm为激磁电阻；Rk为绕组直流电阻；t为时间；
[0024]电流i与时间t的函数关系可由式(2)表示：
[0025][0026]式(2)中：U为激励电压峰值，I为激励电流峰值，τ为时间常数；
[0027]变压器铁心未饱和状态下试验电流需要一定时间到达稳定，其中一定时间是试验电路时间常数和铁心饱和时间中的最大值；
[0028]电感值和回路时间常数之间的函数关系可由公式(3)表示，由稳态电流I与饱和磁通Φ
m
之间的函数关系可知，稳态电流达到一定数值使铁心达到饱和状态，其中一定数值为空载电流的峰值；
[0029][0030]式(3)中：μ0为真空导磁率；N
l
为网侧绕组匝数；Nv是阀侧绕组匝数；S为铁心截面积；L回路综合电感；R
l
为网侧绕组的直流电阻，Rv是阀侧绕组的直流电阻，l为铁心回路长度；k为导磁系数；Φ
m
为铁心磁通量最大值。
[0031]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述切换换流变压器的绕组档位并进行有载分接开关动态电流测量，具体包括：
[0032]换流变压器有载分开关的过渡特性测量模式：通过检测电流波形的上升沿和下降沿实现动静触头切换时序的测量，通过电流波形的平稳阶段实现过渡电阻的测量；
[0033]换流变压器有载分开关的动态电流测量模式：通过检测电流波形的高频分量实现动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，其特征在于，包括：将换流变压器的载流端子与测量装置连接；对换流变压器的绕组进行直流电阻测试；切换换流变压器的绕组档位并进行有载分接开关动态电流测量；切换完成后对切换后的换流变压器的绕组进行直流电阻测量；依次完成换流变压器的绕组档位测试后，对换流变压器进行退磁。2.根据权利要求1所述的一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，其特征在于，所述将换流变压器的载流端子与测量装置连接；具体包括：所述测量装置上设置若干接线端口；将换流变压器的网侧绕组和阀侧绕组的载流端子与测量装置上的接线端口连接。3.根据权利要求1所述的一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，其特征在于，所述对换流变压器的绕组进行直流电阻测试；具体包括：采用双侧绕组串联接线方式进行网侧电阻与阀侧电阻的同步测量，使网侧绕组和阀侧绕组中流经完全相同的电流，独立测量网侧绕组和阀侧绕组的电压降落，计算并输出网侧绕组和阀侧绕组电压降落的比值。4.根据权利要求3所述的一种基于换流变压器直流电阻测量方法，其特征在于，根据采用双侧绕组串联接线方式进行网侧电阻与阀侧电阻的同步测量，变压器绕组直流电阻测试的试验回路电流与时间的关系，利用双侧绕组串联接线方式可以增大试验回路电阻，实现降低电阻测量稳定时间；具体包括：变压器绕组直流电阻测试期间的等效电路是一个RL串联电路，其中激磁电感为非线性电感，回路电压方程为式(1)：式(1)中：u(t)为激励电压，i(t)为试验回路的电流，Lm为激磁电感；Rm为激磁电阻；Rk为绕组直流电阻；t为时间；电流i与时间t的函数关系可由式(2)表示：式(2)中：U为激励电压峰值，I为激励电流峰值，τ为时间常数；变压器铁心未饱和状态下试验电流需要一定时间到达稳定，其中一定时间是试验电路时间常数和铁心饱和时间中的最大值；电感值和回路时间常数之间的函数关系可由公式(3)表示，由稳态电流I与饱和磁通Φ
m
之间的函数关系可知，稳态电流达到一定数值使铁心达到饱和状态，其中一定数值为空载电流的峰值；
式(3)中：μ0为真空导磁率；N
l
为网侧绕组匝数；Nv是阀侧绕组匝数；S为铁心截面积；L回路综合电感；R
l
为网侧绕组的直流电阻，Rv是阀侧绕组的直流电阻，l为铁心回路长度；k为导磁系数；Φ
m
为铁心磁通量最大值。5.根据权利要求1所述的一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，其特征在于，所述切换换流变压器的绕组档位并进行有载分接开关动态电流测量，具体包括：换流变压器有载分开关的过渡特性测量模式：通过检测电流波形的上升沿和下降沿实现动静触头切换时序的测量，通过电流波形的平稳阶段实现过渡电阻的测量；换流变压器有载分开关的动态电流测量模式：通过检测电流波形的高频分量实现动静触头切换时刻的捕捉，通过电流波形的极值拐点实现过渡电阻的表征。6.根据权利要求5所述的一种换流变压器多绕组直流电阻同步测量方法，其特征在于，所述换流变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨定乾，郝建，宋通，张维宁，何平，杜嘉宝，冯煜轩，许广虎，沈杰鑫，赵普志，李山，岳云凯，张清川，王学鹏，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司重庆大学保定天威新域科技发展有限公司西安亚能电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：