[发明专利]一种电力变压器损耗的带电检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力变压器技术领域，特别涉及一种电力变压器损耗的带电检测系统。

背景技术

电力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备，根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压，以满足各种电力设备的不同需求，因此电力变压器在电力工业中有着举足轻重的地位。随着电力事业的发展，变压器种类日益增多，从低电压、小容量发展到现在的高电压、大容量，如今，变压器的电压等级和容量甚至达到了百万伏级、百万千伏安级。作为电力系统中不可缺少的输配电设备，担负着电力系统中功率传输及电压、电流变换的任务，其性能好坏直接影响电网的安全、可靠、经济、高效的运行。

电力变压器的损耗可以分为空载损耗和负载损耗。空载损耗是指变压器空载的状态下电力变压器铁芯所产生的损耗，主要由磁滞损耗和涡流损耗造成，与电压、频率、铁芯材质等因素有关。负载损耗是指电力变压器在负载的条件下由在内部绕组上产生的损耗，主要与负载大小相关。变压器内的损耗状态在是决定变压器工作温度的重要因素。当电力变压器的损耗较高时，其工作温度会逐步上升，降低电力变压器的可靠性，并影响变压器的正常工作状态及其工作寿命。而当温度上升时，电力变压器的空载损耗及负载损耗会受到影响并进一步增大，形成正反馈促进温度的进一步增长，加速变压器内部绝缘结构的老化速率，影响变压器的工作状态，最终减少变压器的使用寿命。当前世界能源日益紧张，节能已经成为全社会共同关注与研究的课题，所以研究变压器的谐波损耗对节约能源、优化环境、辅助实现电网的降损节能具有重要意义。

目前针对电力变压器损耗的检测一般采用离线测试的方法，即在检测时将电力变压器从电网侧切断，在其低压侧加额定电压并将高压侧开路测试电力变压器的空载损耗，在其高压侧加额定电流并将低压侧短路测试电力变压器的负载损耗。离线测试的方法操作复杂，且需将电力变压器从投运状态下切除，只能在轻负载且能由备用电力变压器提供相应负荷使才能完成，具有较大的局限性。为此，提出了电力变压器空载损耗和负载损耗的带电测试方法，通过分别测试电力变压器高压侧及低压侧电流及电压的大小，推导得到电力变压器的空载损耗及负载损耗。但是受一次侧及二次侧测量设备的测量精度的限制，以及测量过程各电子器件带来的系统误差，对电力变压器空载损耗和负载损耗的测试结果有一定影响。

中国专利申请公开第CN104502738A号，公开“一种变压器损耗监测装置”利用高压表和低压表测量变压器内部损耗，并通过无线信号通讯的方式传输测试结果。这种方法只适用于低电压等级电力变压器的测试，且无线信号通讯的方式在强电磁干扰环境下存在信号质量差、无用信号耦合等问题，从而影响最终的测试结果。

中国专利申请第CN201410438533.8号，公开“一种三绕组变压器损耗在线测量系统”利用电压互感器和电流互感器对三绕组电力变压器损耗进行测试。此专利申请中电压互感器及电流互感器未经隔离，易对信号采集系统造成破坏。在信号分析时采用傅里叶变换叠加各次谐波损耗的方法计算得到最终的损耗结果，易耦合电压互感器和电流互感器上的各次谐波，对最终的计算结果造成干扰。

综上所述，还没有一种方法可以实现电力变压器的空载损耗及负载损耗的高精度在线测量，亟需一种新型的测试手段及检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力变压器损耗的带电检测系统，以解决上述技术问题。本发明适用于高电压等级电力变压器的空载损耗及负载损耗的带电检测，能够准确判断电力变压器的损耗状态，具有实时计算及带电测试的特点，且具备较高的测试准确度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力变压器损耗的带电检测系统，包括一次侧电压互感器、一次侧电流互感器、隔离变压器、二次侧电流互感器、二次侧电压互感器、光耦隔离模块、信号采集系统和上位机系统；一次侧电压互感器输入端与电力变压器高压侧及低压侧分别连接，其输出端接入隔离变压器；一次侧电流互感器输入端通过钳口与电力变压器高压侧及低压侧端口相接，其输出端接入二次侧电流互感器；隔离变压器输出端与二次侧电压互感器输入端相连；二次侧电流互感器输出端与光耦隔离模块输入端相连；光耦模块输出端和二次侧电压互感器输出端与信号采集系统输入端相连，信号采集系统输出端连接上位机系统；上位机系统用于对采集得到的电压及电流信号提取分析并最终得到电力变压器的空载损耗及负载损耗。