一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置制造方法及图纸

本发明专利技术专利公开了一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，包括

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置


[0001]本专利技术涉及到高压电气设备介电响应测试
，特别涉及一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置
。

技术介绍

[0002]变压器作为电力系统中的重要设备，负责电能转换任务，其稳定运行对于保障电力系统的可靠性和稳定性至关重要
。
近年来，随着电网建设的飞速发展，电力设备老化问题逐渐凸显，尤其是变压器老化问题已成为电力系统运行中的重要问题
。
针对变压器的绝缘诊断算法或装置虽然已有种类繁多，但至今尚未出现统一的测试标准，这给对变压器老化状态进行评估带来了不便
。
传统的经验评估归纳总结也难以确保变压器评估结果的可靠性
。
据事故记录表明，由于变压器老化而导致的故障占全部变压器故障的
85
％以上，这使得变压器老化问题更加紧迫
。
此外，目前已经运行超过
30
年的变压器数量也不在少数，这需要综合考虑变压器运行的可靠性
。
因此，研究绝缘诊断装置用于评估变压器的老化状态和运行寿命，具有重要意义和应用价值
。
通过建立可靠的测试标准和完善的评估方法，可以及早发现变压器老化的异常情况，避免潜在的安全隐患，提高电力系统的可靠性和稳定性
。
[0003]变压器的绝缘诊断方法包括化学法，机械法，电气法
。
化学法中代表性的有绝缘纸聚合度测试，其原理为：通过对变压器内部的油纸进行取样进行聚合度分析
。
其检测结果准确，但需要对变压器进行停电和吊芯，工作量较大，耗时费力，且该试验会对主绝缘结构造成破坏，常用于实验室研究，不用于现场检测
。
机械检测方法是指用机械对绝缘纸板进行拉伸，看纸板所能承受强度
。
由于纸板在实际运行中老化，纸板聚合物大分子断裂，分子链之间作用力减小，通过对纸板拉伸强度进行分级来推测其老化寿命
。
但方法已得到公认，但仍属于破坏性试验，常用于实验室研究不利于现场检测
。
电气法以绝缘材料的介电响应为研究依据，包括时域和频域两个方面
。
时域可分为回复电压法
(RVM)
和极化去极化电流法
(PDC)
，频域为介电谱法
(FDS)。
在实际测试过程中，上述两种方法可以测得油纸绝缘的老化状态，但对外界环境较为敏感，抗干扰能力差
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有的测试方案的不足，提供一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，实现变压器油纸绝缘的无损检测及解决现场测试中易受外界干扰导致测试不准确的问题
。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：所述自变频高压交流电源模块包括级联供电电源模块和高压差分放大模块
。
该级联供电电源模块能够提供
±
100v
的直流电
。
信号发生器作为信号激励源，信号通过光耦后实现高压侧和低压侧隔离，后通过高压运放构成的放大倍数为
100
的同相放大电路和反向放大电路，在其两端取输出，输入激励电压被放大为
200
倍
。
最高输出电压峰峰值
1200v
，频率为
0.001HZ
至
10Khz
，输出波形总失真度低于
0.1
％输出电流能够达到
100mA。
[0005]进一步，所述输出电压加在变压器一段，电流流经油纸后被多路
I/V
自动切换量程微电流模块采集，其内部包含两个静电级运算放大器及仪表运算放大器构成的采集电路，能够消除信号的共模误差
。
[0006]进一步，流过油纸绝缘的微弱电流经过内部调理电路模块，将电压调整在0‑
3V
的区间内，后通过
DSP28335
内置
AD
采样芯片将模拟量换为数字量存储在单片机内部
。
数据采集使用定时器中断对不同频率段的信号实现精准采集，通过对采集的数据做判断来确定继电器档位是否匹配
。
[0007]进一步，将数据发送至上位机后，上位机通过傅里叶模块计算得出损耗角，再将其转化为损耗因数，实时显示介电损耗曲线
。
[0008]如上所述，本专利技术提供的一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置具有如下效果：
[0009]1、
本专利技术提供了一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置采用频域介电响应测试方法，无需破坏变压器内部绝缘结构，区别于传统化学
、
机械检测方法，能够做到对变压器油纸绝缘试样的无损检测
。
[0010]2、
该电源模块能够通过上位机进行控制，实现电压变频，同时输出电压能够达到
1200Vpp
，能够提升信号的信噪比，适用于绝缘介质测试
。
解决了现有功放电源存在的开关噪声干扰大
、
交越失真严重
、
线性度差
、
发热严重
、
电压低的问题
。
[0011]3、
多路
I/V
自动切换量程微电流模块的测量微电流范围
1pA
～
1mA
，该电路可有效的抑制共模干扰带来的测量误差，能够对不同阻抗的试样进行自动匹配调整跨阻值来满足测试
。
[0012]4、
将测试数据进行傅里叶变换后读取损耗角，在上位机端口进行显示，自动生成测试曲线并记录历史数据，便于实时观测测试结果
。
[0013]5、
电源模块和微电流测试模块分别封装在两个箱体之类，实现强弱电的隔离，抗电磁干扰能力强
、
结构简单
、
成本低
、
安装和拆卸方便，稳定性好
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术具体实施例的结构框图
。
[0015]图2为本专利技术具体实施例的电源模块拓扑示意图
。
[0016]图3为本专利技术具体实施例的电源模块外部供电原理图
。
[0017]图4为本专利技术具体实施例的电源模块内部原理图
。
[0018]图5为本专利技术具体实施例的多路
I/V
自动切换量程微电流模块内部原理图
。
[0019]图6为本专利技术具体实施例的多路
I/V
自动切换量程微电流模块内部继电器切换电路原理图
。
[0020]图7为本专利技术具体实施例的测试箱体前面板示意图
。
[0021]图8为本专利技术具体实施例的上位机实际测试曲线图
。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，其特征是：包括
DDS
信号发生器模块，自变频高压交流电源模块，多路
I/V
自动切换量程微电流模块，
DSPF28335
控制器模块及上位机数据分析系统
。
所述专利用光耦为前端隔离，采用级联的方法设计了高压线性级联放大器作为绝缘类介质的激励源；设计了新型的
pA
级交流微电流测量模块，能够抑制测量过程中产生的共模干扰
。
通过
DSP28335
控制档位的自动切换来针对不同量级的电流；在完成硬件电路的基础上，利用
LABVIEW
软件编写的界面作为上位机，可将接收到的下位机采集的数据进行分析处理，将
DSP
处理完的数据进行实时刷新显示，包括电压
、
电流的波形及损耗角和功率角的转换及介电曲线的生成
、
历史测试数据的保留
。2.
如权利要求1所述的测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，其特征在于：所述的高压电源模块中供电电源模块与市电完全隔离，使用到的变压器型号为
Bingzi:T70/B。
其中整流芯片型号为
KBP206
，稳压芯片型号分别为
L7815、L7915、TL783C。3.
如权利要求1所述的测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，其特征在于高压电源模块中所用线性光耦为
HCR201。4.
如权利要求1所述的测试变压器油纸绝缘介电响应的装置，其特征在于高压电源模块中光电隔离电路所用运算放大器型号为
LM358。5.
如权利要求1所述的测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骥，黄峻，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：