[发明专利]一种电力变压器铁心磁特性测量和分析装置

说明书

本发明公开了一种电力变压器铁心磁特性测量和分析装置，包括：电压采集模块、电流采集模块、磁通采集模块、频率发生器模块、电气隔离模块、中央处理模块，以及故障保护模块；频率发生器模块根据采集的信号，产生同步采样的脉冲信号，采样后的数据经过A/D转换后，将模拟信号转变为数字信号，数字信号传输到中央处理模块中，对电压信号进行带基线修正的自动积分计算得到磁通信号，对电流信号进行数据转换计算得到磁场强度，对磁通信号通过数值转换计算得到磁感应强度，解决了现有技术对电力变压器铁心剩磁测试和分析中存在的问题。

技术领域

本申请涉及一种电力变压器测试领域，具体涉及一种电力变压器铁心磁特性测试量和分析装置，同时涉及一种电力变压器铁心磁特性测试和分析方法。

背景技术

变压器是基于电磁感应原理的一种静止电机，用于不同电压等级的电压转换或隔离交流电源，电力变压器是电力系统中极其重要的电气主设备，它是否能正常工作直接关系到电力系统的连续稳定运行。如果变压器由于故障造成损坏，检修难度大、周期长，不但影响电力系统的正常运行，甚至会造成不可估量的经济损失和社会影响。铁磁材料作为电力变压器的重要组成部分，在电能传输、转换中起到重要的作用，直接影响着电气设备的性能和可靠性。

电力变压器在故障后随机分闸、直阻测试、电压比测量、空载试验以及多次投切操作等条件下，均会在变压器铁心中产生剩磁，其中直阻测试以及故障后随机分闸为铁心剩磁的主要来源，剩磁量的大小与变压器的容量，分闸角度、直流大小等均有关。如果不对剩磁进行处理，可能会对电力变压器的继电保护装置以及一次设备带来诸多不利影响。例如：(1)电力变压器轻载或者空载的情况下合闸通电，铁芯中的剩磁的存在可加速电力变压器铁芯饱和，使电力变压器铁芯半周饱和，产生的励磁电流中存在大量谐波，即剩磁的存在将导致电力变压器励磁涌流的出现，涌流的值可达额定电流的几倍或者十几倍；(2)不对称的励磁涌流，在铁芯，绕组和金属结构件中增加附加损耗，产生额外热量，也增加了电力变压器的无功消耗，同时铁芯的高度饱和使漏磁增加，引起油箱过热，局部过热将使绝缘纸老化，影响电力变压器的寿命甚至对其造成永久性损害；(3)较高的涌流会产生过电压造成断路器跳闸甚至烧毁器件，给电力变压器和电网的带来诸多不利影响；(4)励磁涌流使得在电力系统中含有奇数和偶次谐波，这些谐波可导致电力变压器内的杂散损耗的增加，引发发电机和电容滤波器组中继电器的不正确跳闸等等。目前，对变压器的剩磁的研究，主要是剩磁产生的励磁涌流的鉴别以及剩磁消除技术，两者均缺少一个可供参考的剩磁值，存在一定的盲目性，通过分析不同条件下变压器的铁心的剩磁特性，可以为变压器退磁以及故障后选相合闸提供一个基准参考，简化操作过程。

针对变压器剩磁的测量与评估，常见的有以下三种：(1)经验值法，一般认为试验运行后剩磁为20％到80％饱和磁通值范围；(2)预充磁法，给铁芯加载激励至一个较大的已知的磁通值，使得原有剩磁被覆盖，然后以新的已知剩磁为基础进行分析；(3)换向直流法，通过施加正负向的直流，分别使得磁通达到正向、负向饱和，分析剩磁特性。鉴于经验值法具有很大的随机性，预充磁法以及换向直流法对于大容量变压器来说，存在充磁电流大、达到磁饱和时间长、可操作性不强的缺点，现有技术对电力变压器铁心剩磁测量和分析存在不足，有待改进提升。

发明内容

本申请提供一种电力变压器铁心磁特性测试量和分析装置，能有效解决现有技术对电力变压器铁心剩磁测试和分析中存在的问题。

本申请提供一种电力变压器铁心磁特性测量和分析装置，其特征在于，包括：