[發明專利]一種鐵心電抗器匝間絕緣測試用間歇式感應耐壓試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201710282737.0
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107045097A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 朱東柏;王震;湯曉先;王法恒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209
• 代理人: 張月

技術領域：

本發明涉及鐵心電抗器匝間絕緣測試技術領域，具體涉及一種鐵心電抗器匝間絕緣測試用間歇式感應耐壓試驗裝置及試驗方法。

背景技術：

隨著電力系統的發展，單線圈的應用越發廣泛，其中單線圈主要為電抗器。無論是鐵心電抗器還是干式空心電抗器，在所有的運行事故中，其線圈匝間絕緣損壞事故占大多數。為了保證匝間絕緣的可靠性，除了運行部門采取一定的防護措施，把過電壓限制在一定的幅值以下外，更重要的是電抗器制造部門要提高匝間絕緣的制造質量，并采取合理有效的試驗方法、試驗標準和試驗設備，將有礙電抗器安全運行的具有缺陷的線圈剔除，保證新電抗器有足夠的匝間絕緣水平，減少電抗器燒毀事故的發生。傳統的鐵心電抗器匝間絕緣試驗方法主要為雷電沖擊法，此方法沖擊起始電壓分布不均勻，影響匝間絕緣試驗的有效性，一旦有匝間絕緣在試驗時出現故障，電抗器總阻抗變化很小，難以及時發現缺陷。

發明內容：

為克服上述技術問題，本發明提供了一種鐵心電抗器匝間絕緣測試用間歇式感應耐壓試驗裝置和試驗方法，其是基于DSP和CPLD作為主控制器，以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作為開關器件的變頻系統，能夠自由輸出頻率在50-400Hz之間實時可調、電壓幅值穩定50kV、試驗電壓分布均勻、初始相位角實時可控的交流電，并可實現對被試品電壓與電流的實時采樣，分析電壓和電流的相角關系，可實時對被試品優劣狀況作出評估。

本發明的鐵心電抗器匝間絕緣測試用間歇式感應耐壓試驗裝置，為實現上述目的所采用的技術方案在于：包括主控單元、驅動單元及采樣單元，所述主控單元包括CPLD和DSP，CPLD和DSP由雙口RAM進行連接，所述DSP連接顯示屏；所述驅動單元包括逆變電路和全控整流電路，所述CPLD分別連接信號多分模塊和全控整流電路，信號多分模塊經驅動電路連接逆變電路，所述采樣單元包括電流檢測電路和電壓檢測電路，電壓檢測電路和電流檢測電路均經調理電路和外部A/D轉換電路連接CPLD。

作為本發明的進一步改進，所述逆變電路連接有濾波電路，濾波電路連接升壓電路。由濾波電路對逆變電路輸出的電壓脈沖進行濾波，再由升壓電路對電壓脈沖進行升壓后施加到被試電抗器上。

作為本發明的進一步改進，所述逆變電路是采用IGBT作為開關器件的單相橋式PWM脈寬調制電路。

作為本發明的進一步改進，所述升壓電路為變壓器T。

作為本發明的進一步改進，所述電壓檢測電路為阻容分壓電路，方便得到較低電壓。

作為本發明的進一步改進，所述電流檢測電路為電流互感器。

本發明的鐵心電抗器匝間絕緣測試用間歇式感應耐壓試驗方法，采用的技術方案在于包括以下步驟：

一、通過顯示屏向DSP內輸入試驗電抗器所需的試驗電壓，DSP將此試驗電壓的數據寫入雙口RAM內；

二、CPLD讀取雙口RAM內的試驗電壓數據，并根據該數據給定試驗電壓，輸出特定幅值和頻率的電壓信號施加在被試電抗器的兩端；

三、由電壓檢測電路和電流檢測電路對被試電抗器的實際電壓和實際電流進行采樣后輸送給CPLD，CPLD將采樣數據寫到雙口RAM的不同地址中；

四、DSP從雙口RAM的另一側讀取電壓采樣數據和電流采樣數據，并計算采樣電壓和采樣電流之間的相位關系，即兩者的相位差，再將此相位差寫回雙口RAM內；

五、將試驗電壓的大小加壓到30％-50％后由顯示屏向DSP內輸入，CPLD讀取加壓后的試驗電壓并再次施加到被試電抗器的兩端，同樣由電壓檢測電路和電流檢測電路對加壓后被試電抗器的實際電壓和實際電流進行采用并輸送給CPLD，CPLD再將該采樣數據寫到雙口RAM的不同地址中，然后DSP再次從雙口RAM的另一側讀取加壓后的電壓采樣數據和電流采樣數據，并計算加壓后的采樣電壓和采樣電流的相位差，再將此相位差作為標準相位差并寫回雙口RAM內；

六、將步驟四的相位差和步驟五的標準相位差進行比較以判斷被試電抗器絕緣的優劣情況。

進一步地，所述相位差的計算過程為：

控制器DPLD對采集到的電壓信號和電流信號進行離散化處理，形成一個由500個離散點組成的標準正弦函數數值組SIN[500]，離散點間隔為5us，則500個點正好為8倍頻正弦函數，以第一個點為起點對得到的電壓、電流離散點進行數點操作，得到兩者由負值到正值過零點時的數目，分別記為N與n，則兩者的相位差為