[发明专利]一种机车变压器谐振频率检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及高铁机车牵引系统的安全防范，具体涉及影响牵引系统的安全运行的变压器谐振频率检测的方法及装置。

背景技术

机车变压器是用于高铁牵引系统的核心部件，变压器后端接滤波电抗器、变流器等负载。来自牵引变流器的谐波激励，变压器产生的谐振效应，改变了变压器的输入、输出阻抗特性和带负载能力，造成整个牵引系统对变流器的不匹配，危害整个牵引系统的安全运行。

针对上述情况，研制出的机车变压器，出厂前试验验证，确定其谐振频率点。整体牵引系统工作频率范围必须避开变压器、电抗器、变流器等核心部件的谐振点，从而避免变压器运行过程中产生谐振，确保机车牵引系统的安全运行。

由以上所述，如何提供一种检测方法和装置，以实现对机车变压器谐振频率点的测量，从而避免变压器运行过程中产生谐振的，确保机车牵引系统的安全运行。成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处：

申请号为201410282756.X，名称为“交流电气化铁道牵引网阻抗频率特性测试装置”的发明。此发明提供了一种交流电气化铁道牵引网阻抗频率特性测试装置，由降压变压器TP、谐波源HS、监控装置MC、电压传感器TV、电流传感器TA构成。监控装置MC控制谐波源HS发出谐波电流，通过降压变压器TP原边绕组注入到牵引网中；电压传感器TV、电流传感器TA分别检测接触网T和钢轨G之间谐波电压和向牵引网注入的谐波电流，监控装置MC接收电压传感器TV和电流传感器TA的输出信号，完成谐波阻抗计算。在接触网通电情况下即可通过调整谐波源发出电流的频率和幅值，获得牵引网的阻抗频率特性，进而得到谐振频率。此发明可用于新建电气化铁路的联调联试，也可用于既有线路，为解决谐振问题、保障供电安全提供技术支持。

申请号为201310219729.3，名称为“工频调感谐振装置及其调频判断工频串联谐振状态的方法”的发明。此发明公开了一种工频调感谐振装置及其调频判断工频串联谐振状态的方法，包括变频控制电源，为励磁变压器一次侧提供电压，励磁变压器二次侧通过一高压可调电抗器连接至被检测试品；还包含一与变频控制电源连接的电压采集单元，变频控制电源根据采集到的电压信号，给出信号驱动电感电动调节机构调节高压可调电抗器，使整个系统在工频下谐振。此方法采用变频电源，当电抗器调节好以后，通过在低压下自动谐振的方式来寻找谐振点，比较谐振频率点与频率点50Hz的差异来判断谐振情况，指出电抗器气隙的调节量和方向，能快速判断谐振状态和快速实现工频谐振，便于实现电压互感器现场校验时的工频谐振升压，提高了劳动生产效率，具有良好的应用前景。

虽然以上2个专利都是寻找谐振频率的方法及装置但在结构和原理上都与本发明有较大的不同。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何针对变压器产生的谐振效应会影响到牵引系统的安全运行，提出一种有效的变压器谐振频率检测的方法及装置，以实现对变压器谐振点的检测。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种机车变压器谐振频率检测的方法及装置，包括扫频分析仪、取样电阻、电脑，其中扫频分析仪包括信号发生器，高速采集卡，扫频分析仪的输出端口Vs直接与输入端口Va连接，高速采集卡采集输入端口Va的频率、电压和相位信号作为第一个参考信号；取样电阻与扫频分析仪的输入端口Vb连接，高速采集卡采集输入端口Vb的频率、电压和相位信号作为第二个参考信号，扫频分析仪与电脑连接，将高速采集卡采集的第一个参考信号和第二个参考信号都输入到电脑中，通过电脑中的软件找出变压器的谐振频率。

进一步地，扫频分析仪中的信号发生器与输出端口Vs相连，使得输出端口Vs能输出0.05kHz-1MHz的频率及10Vp-p的电压。

进一步地，扫频分析仪输出端口Vs直接与输入端口Va连接，使得输入端口Va的频率、电压和相位总是与输出端口Vs的频率、电压和相位相同，将输入端口Va的频率、电压和相位信号作为第一个参考信号输入到电脑中。

进一步地，取样电阻有2个，根据变压器的阻抗大小来选择将取样电阻a或取样电阻b连接到电路中。

进一步地，变压器次级线圈与取样电阻连接，取样电阻与扫频分析仪的输入端口Vb连接，高速采集卡采集输入端口Vb的频率、电压和相位信号作为第二个参考信号输入到电脑中。

进一步地，扫频分析仪与电脑连接，扫频分析仪的高速采集卡从输入端口Va和输入端口Vb采集到的频率、电压和相位信息传输到电脑中进行处理。