[發明專利]大型油浸式變壓器空、負載綜合試驗設備及方法

在審

• 申請號: 201510048654.6
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN105044479A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 王偉;付剛;鄭含博;王立楠;李予全;李曉綱
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;河南恩湃高科集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才;薛雁超

技術領域

本發明涉及高壓電氣設備試驗技術領域，尤其涉及110kV和220kV電壓等級油浸式變壓器空載和負載試驗的現場應用裝置。

背景技術

變壓器空載和負載試驗是油浸式電力變壓器的重要試驗項目。空載試驗一般從電壓較低的繞組施加額定電壓、額定頻率的正弦波，其他繞組開路，在此條件下測量變壓器損耗和勵磁電流。通過空載試驗可以檢驗變壓器磁路上是否存在缺陷。負載試驗一般在變壓器高壓繞組施加額定頻率的交流電壓，使該繞組內的電流達到額定值，低壓側繞組短路，其他繞組（如果有）開路，測量變壓器的負載損耗和短路阻抗。負載試驗可以確定變壓器的運行指標是否滿足標準、技術協議的要求，同時，負載試驗也為變壓器的溫升試驗奠定基礎。

但在實際現場中，由于被試變壓器容量較大，尤其對大型油浸式電力變壓器來說，所需現場試驗電源的容量很大，因此每次試驗都需要龐大的試驗設備投入，不僅占地面積大，而且運輸、搬運、接線都很不方便，同時也增大了試驗測量和計算的誤差。近幾年國內外有研究機構對油浸式變壓器空負載試驗成套設備進行了嘗試性研究，但由于試驗設備容量不夠、測量精度不高以及控制系統不完善等原因，未見廣泛推廣于實際生產中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大型油浸式變壓器空、負載綜合試驗設備及方法，能夠對110kV和220kV電壓等級電力變壓器現場進行空、負載損耗測量試驗，具有空、負載損耗測量試驗試驗結果自動計算功能，以及補償電容器組投入電壓組合及容量組合的自動計算、控制功能。

本發明的技術方案是：

大型油浸式變壓器空、負載綜合試驗設備，大型油浸式變壓器空、負載綜合試驗設備分為試驗電源部分和測量系統；試驗電源部分包括通過線路依次連接的感應調壓器、中間變壓器、油浸式密集型補償電容器組及試驗控制系統；測量系統包括精密測量電流互感器、電壓互感器及功率分析儀。

采用所述的大型油浸式變壓器空、負載綜合試驗設備的綜合試驗方法：

采用油浸式密集型補償電容器組進行感性無功補償，降低試驗電源的容量；負載試驗電容器組補償方案步驟如下：

1、確定被試品的短路阻抗及試驗額定電流；

2、根據試驗額定電流的百分數來確定要施加的電壓及電流，即，；

3、根據的值選擇中間變壓器的檔位、PT的檔位、電容器電壓檔位，根據的值選擇CT的檔位；

4、選擇調壓器容量=電源容量/1.1（本發明方案考慮10%的容量裕度），則調壓器容量百分數=選擇調壓器容量/調壓器額定容量；

5、調壓器輸出電流=調壓器額定電流×調壓器容量百分數；

6、中間變壓器輸出電流=調壓器輸出電流/中間變壓器變比；

7、電容器需要補償的電流=–中間變壓器輸出的電流；

8、選擇電容器的補償容量=×電容器需要補償的電流×步驟3中選擇的電容器檔位下額定電壓。

通過空載試驗，測量變壓器的空載損耗和空載電流百分比，同時可以求取：變壓器的變比、變壓器的勵磁參數、和；空載試驗可以在變壓器的任何一側進行；把電流表串聯在變壓器線圈側；

空載試驗時，調節外加電壓為額定值，讀取電壓表讀數、；電流表讀數；功率表讀數；在忽略相對較小的空載直流電阻損耗和絕緣介質損耗條件下，變壓器的空載損耗等于鐵心損耗，即；在忽略相對較小的漏阻抗壓降條件下，空載阻抗即為勵磁阻抗；

因此，根據空載測量結果可以得到：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

對于三相變壓器，根據試驗測得的三相功率、線電壓和線電流，分別求出每相的數值后，再用式(1)~(6)來計算變壓器的勵磁參數，變壓器變比用相電壓來計算。

空載試驗在低壓側進行，即低壓側加電壓，高壓側開路。

通過負載試驗求取變壓器的負載損耗和短路阻抗，即變壓器的短路電壓百分值比，同時可以得到變壓器的短路參數和；負載試驗也可以在變壓器的任何一側進行，為了減小電壓的測量誤差，接線時把電壓表和功率表的電壓線圈并聯在變壓器線圈側；

負載試驗時，緩慢升高外加電壓，直到短路電流達到額定值即，立即讀取電壓表讀數、電流表讀數和功率表讀數，然后切斷電源；測得的稱為負載損耗，又稱為短路損耗，它等于一、二次繞組電阻上的銅損耗，即；測得的一次側電壓稱為短路電壓，又稱為阻抗電壓，它等于額定電流在短路阻抗上產生的壓降，即，則短路電壓百分值比為

(7)

根據測量結果可以計算出短路參數為