[發明專利]一種電力變壓器鐵心磁特性測量和分析裝置

在審

• 申請號: 201811200875.0
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109541506A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 張書琦;汪可;李剛;李金忠;丁國成;吳興旺;孫建濤;王健一;遇心如;王琳;楊海濤;尹睿涵;趙志剛;劉雪麗;趙曉宇;徐征宇;湯浩;楊帆
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發明公開了一種電力變壓器鐵心磁特性測量和分析裝置，包括：電壓采集模塊、電流采集模塊、磁通采集模塊、頻率發生器模塊、電氣隔離模塊、中央處理模塊，以及故障保護模塊；頻率發生器模塊根據采集的信號，產生同步采樣的脈沖信號，采樣后的數據經過A/D轉換后，將模擬信號轉變為數字信號，數字信號傳輸到中央處理模塊中，對電壓信號進行帶基線修正的自動積分計算得到磁通信號，對電流信號進行數據轉換計算得到磁場強度，對磁通信號通過數值轉換計算得到磁感應強度，解決了現有技術對電力變壓器鐵心剩磁測試和分析中存在的問題。

技術領域

本申請涉及一種電力變壓器測試領域，具體涉及一種電力變壓器鐵心磁特性測試量和分析裝置，同時涉及一種電力變壓器鐵心磁特性測試和分析方法。

背景技術

變壓器是基于電磁感應原理的一種靜止電機，用于不同電壓等級的電壓轉換或隔離交流電源，電力變壓器是電力系統中極其重要的電氣主設備，它是否能正常工作直接關系到電力系統的連續穩定運行。如果變壓器由于故障造成損壞，檢修難度大、周期長，不但影響電力系統的正常運行，甚至會造成不可估量的經濟損失和社會影響。鐵磁材料作為電力變壓器的重要組成部分，在電能傳輸、轉換中起到重要的作用，直接影響著電氣設備的性能和可靠性。

電力變壓器在故障后隨機分閘、直阻測試、電壓比測量、空載試驗以及多次投切操作等條件下，均會在變壓器鐵心中產生剩磁，其中直阻測試以及故障后隨機分閘為鐵心剩磁的主要來源，剩磁量的大小與變壓器的容量，分閘角度、直流大小等均有關。如果不對剩磁進行處理，可能會對電力變壓器的繼電保護裝置以及一次設備帶來諸多不利影響。例如：(1)電力變壓器輕載或者空載的情況下合閘通電，鐵芯中的剩磁的存在可加速電力變壓器鐵芯飽和，使電力變壓器鐵芯半周飽和，產生的勵磁電流中存在大量諧波，即剩磁的存在將導致電力變壓器勵磁涌流的出現，涌流的值可達額定電流的幾倍或者十幾倍；(2)不對稱的勵磁涌流，在鐵芯，繞組和金屬結構件中增加附加損耗，產生額外熱量，也增加了電力變壓器的無功消耗，同時鐵芯的高度飽和使漏磁增加，引起油箱過熱，局部過熱將使絕緣紙老化，影響電力變壓器的壽命甚至對其造成永久性損害；(3)較高的涌流會產生過電壓造成斷路器跳閘甚至燒毀器件，給電力變壓器和電網的帶來諸多不利影響；(4)勵磁涌流使得在電力系統中含有奇數和偶次諧波，這些諧波可導致電力變壓器內的雜散損耗的增加，引發發電機和電容濾波器組中繼電器的不正確跳閘等等。目前，對變壓器的剩磁的研究，主要是剩磁產生的勵磁涌流的鑒別以及剩磁消除技術，兩者均缺少一個可供參考的剩磁值，存在一定的盲目性，通過分析不同條件下變壓器的鐵心的剩磁特性，可以為變壓器退磁以及故障后選相合閘提供一個基準參考，簡化操作過程。

針對變壓器剩磁的測量與評估，常見的有以下三種：(1)經驗值法，一般認為試驗運行后剩磁為20％到80％飽和磁通值范圍；(2)預充磁法，給鐵芯加載激勵至一個較大的已知的磁通值，使得原有剩磁被覆蓋，然后以新的已知剩磁為基礎進行分析；(3)換向直流法，通過施加正負向的直流，分別使得磁通達到正向、負向飽和，分析剩磁特性。鑒于經驗值法具有很大的隨機性，預充磁法以及換向直流法對于大容量變壓器來說，存在充磁電流大、達到磁飽和時間長、可操作性不強的缺點，現有技術對電力變壓器鐵心剩磁測量和分析存在不足，有待改進提升。

發明內容

本申請提供一種電力變壓器鐵心磁特性測試量和分析裝置，能有效解決現有技術對電力變壓器鐵心剩磁測試和分析中存在的問題。

本申請提供一種電力變壓器鐵心磁特性測量和分析裝置，其特征在于，包括：