[发明专利]基于分布式交流和直流电的变压器铁芯饱和电感测量方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式交流和直流电的变压器铁芯饱和电感测量方法，它包括：将交流电源接入变压器一次侧绕组两端，直流电源接入二次侧绕组两端；分别调节交流电源和直流电源输出以调节变压器的工作状态；记录交流侧电压、电流以及直流侧电流；采用快速傅里叶变换提取一次侧基频电流幅值I_1f和基频电压幅值U_2f得出变压器一次侧看进去的电感L₁；调换变压器一次侧和二次侧电源位置，得出从变压器二次侧看进去的饱和电感L₂；解决了对大容量电力变压器采用交直流混合电源测试变压器的饱和特性，以函数信号发生器和功率放大器组合得到交直流混合电源，输出的直流和交流信号仍难以满足大容量电力变压器的测试需要等技术问题。

技术领域

本发明属于变压器励磁特性测量技术领域，尤其涉及一种基于分布式交流和直流电的变压器铁芯饱和电感测量方法。

背景技术

变压器作为一种重要的电力设备，在电力系统中发挥着重要作用，其运行条件极其复杂。铁芯是变压器的重要部件之一，其具有非线性特性。变压器在过电压、暂态冲击等影响下极易进入饱和状态甚至深度饱和状态，此时变压器的铁芯工作在非线性区。变压器铁芯进入饱和后，因饱和产生的漏磁将使箱壳等金属构件产生涡流损耗，使变压器过热，绝缘老化，影响变压器寿命，严重时会损伤周围的绝缘介质，甚至烧毁变压器。因此，研究变压器铁芯的非线性特性，测量其电感对变压器建模、结构设计、运行和维护十分重要。

国内外研究团队对变压器铁芯饱和特性的研究主要集中在软件仿真方面，对实际测量变压器饱和参数的研究较少，其主要原因在于采用传统的交流电源使变压器进入饱和甚至深度饱和在方案上有缺陷。交流电源必须能够输出大电流，这要求其容量远远超过变压器的额定容量，对于大容量电力变压器，该方法难以应用。若采用交直流混合电源测试变压器的饱和特性，可以大幅减小电源容量，实际试验时通常以函数信号发生器和功率放大器组合得到交直流混合电源，其输出的直流和交流信号仍难以满足大容量电力变压器的测试需要

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于分布式交流和直流电的变压器铁芯饱和电感测量方法，以解决现有技术对大容量电力变压器采用交直流混合电源测试变压器的饱和特性，实际试验时通常以函数信号发生器和功率放大器组合得到交直流混合电源，其输出的直流和交流信号仍难以满足大容量电力变压器的测试需要等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于分布式交流和直流电的变压器铁芯饱和电感测量方法，它包括：

步骤1、将交流电源接入变压器一次侧绕组两端，直流电源接入二次侧绕组两端；分别调节交流电源和直流电源输出以调节变压器的工作状态；记录交流侧电压、电流以及直流侧电流；

步骤2、采用快速傅里叶变换提取一次侧基频电流幅值I_1f和基频电压幅值U_2f，进而计算出从变压器一次侧看进去的电感L₁；

步骤3、调换变压器一次侧和二次侧电源位置，得出从变压器二次侧看进去的饱和电感L₂。

步骤2所述电感L₁的计算公式为：

式中：L₁为从变压器一次侧看进去的电感，单位为H；U_2f为一次侧基频电压的幅值，单位V；I_1f为一次侧基频电流幅值，单位A；n为变压器一二次侧匝数比；f为电源频率，单位Hz。

步骤1所述在分别调节交流电源和直流电源输出以调节变压器的工作状态；

记录交流侧电压、电流以及直流侧电流时，重复3-5次。

本发明有益效果：