[发明专利]测试铁心片间短路与磁通关联性的变压器试验平台及方法

说明书

本发明公开了一种测试铁心片间短路与磁通关联性的试验平台及试验方法，主要包括计算机、变压器卷铁心试验平台、故障模拟与测量装置、调压器、数据采集单元与数字示波器；计算机与故障模拟与测量装置、数据采集单元以及数字示波器通过RS485进行通讯，故障模拟与测量装置固定在卷铁心的上铁轭处；本发明的系统能够有效地测定片间短路故障与主磁通幅值、主磁通谐波以及局部磁通大小之间的关联性。

技术领域

本发明属于变压器故障试验技术领域，更具体说涉及一种测试片间短路故障与磁通关联性的变压器系统，还涉及片间短路故障与磁通关联性的变压器系统的测试方法，能够有效地测定片间短路故障与主磁通幅值、主磁通谐波以及局部磁通大小之间的关联性。

背景技术

在电力系统中，变压器是的最重要设备之一，也是故障频发的设备。一旦发生故障，变电所将被迫停运，直接影响到电力系统的安全可靠运行。有关资料表明，变压器的铁心故障发生概率在全部故障中仅次于绕组故障，居于第二位，片间短路故障就是其中一种典型故障。铁心发生片间短路时，在主磁通的感应下会短路硅钢片间形成故障环流，影响局部磁通和主磁通的分布以及幅值，严重时破坏铁心及绕组绝缘，烧毁铁心。因此有必要通过变压器铁心片间短路故障模拟试验来探究片间短路故障与磁通的关联性，研究故障的发生机理及影响，为实际工程的优化设计等提供参考。

以前的试验方法主要是：一种是对硅钢片进行片间短路试验；这种方法无法真实地反映变压器铁心不同位置上发生片间短路时的工况，可参考度较低；另一种方法对真实变压器铁心表面焊锡实现片间短路进行试验，这种做法的问题是无法重复进行试验，且焊锡会对试验结果造成较大影响。

目前针对变压器铁心片间短路故障及其诊断工作，大多是基于叠铁心变压器，但是随着大容量卷铁心开始在电力系统与牵引供电系统中的应用，急需开发一种卷铁心变压器平台及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试变压器片间短路故障与磁通关联性的系统，能够有效地测定片间短路故障与主磁通幅值、主磁通谐波以及局部磁通大小之间的关联性。

本发明的另一个目的是基于测试变压器片间短路故障与磁通关联性的系统的测试方法。

为实现上述目的，本发明的一种测试铁心片间短路故障与磁通关联性的试验平台，主要包括计算机、变压器卷铁心试验平台、故障模拟与测量装置、调压器、数据采集单元与数字示波器；其中，变压器卷铁心试验平台包括：卷铁心，高压线圈、低压线圈和测量线圈；高压线圈位于卷铁心的左侧心柱上，与调压器相连接，低压线圈位于卷铁心的右侧心柱上，呈空载状态，测量线圈位于卷铁心的下铁轭上，与数字示波器相连接；计算机与故障模拟与测量装置、数据采集单元以及数字示波器通过RS485进行通讯，故障模拟与测量装置固定在卷铁心的上铁轭处；故障模拟与测量装置包括：夹板、支撑螺杆、螺帽、绝缘块、铜片、电磁继电器、单片机、霍尔探头以及整流器；故障模拟与测量装置的夹板内部均匀地设置有七排二十一个霍尔探头，探头末端和夹板的内侧表面相齐，所有的霍尔探头都与数据采集单元的对应通道相连接；七排霍尔探头的空隙处总共设置有六排十八个绝缘块；每块绝缘块一端覆盖一片铜片，另一端与电磁继电器相连接，电磁继电器与单片机以及整流器相连接，单片机与计算机相连接。

本发明的测试变压器片间短路故障与磁通关联性的系统的试验方法：步骤如下：

第一步：按照接线示意图将实验装置接线连接好，将故障模拟与测量装置夹持在卷铁心的上铁轭处；

第二步：调节调压器，使变压器卷铁心一次侧电压达到额定值；

第三步：测量所有霍尔探头所在位置的局部磁通密度值，并将测量数据由数据采集单元上传至计算机；

第四步：利用数字示波器测量测量线圈的电压波形，将实时数据上传至计算机；

第五步：通过计算机指令智能模拟夹件自动完成设定位置a，30片短路片数下的铁心片间短路；