[發明專利]基于分布式交流和直流電的變壓器鐵芯飽和電感測量方法

在審

• 申請號: 201910525442.0
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110244146A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 牛唯;司馬文霞;曾華榮;劉永來;張迅;鄒濱陽;文屹;楊鳴;謝榮斌;劉宇;李欣;馬曉紅;陳沛龍;劉君;馬春雷;曾鵬;田承越
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/26
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于分布式交流和直流電的變壓器鐵芯飽和電感測量方法，它包括：將交流電源接入變壓器一次側繞組兩端，直流電源接入二次側繞組兩端；分別調節交流電源和直流電源輸出以調節變壓器的工作狀態；記錄交流側電壓、電流以及直流側電流；采用快速傅里葉變換提取一次側基頻電流幅值I_1f和基頻電壓幅值U_2f得出變壓器一次側看進去的電感L₁；調換變壓器一次側和二次側電源位置，得出從變壓器二次側看進去的飽和電感L₂；解決了對大容量電力變壓器采用交直流混合電源測試變壓器的飽和特性，以函數信號發生器和功率放大器組合得到交直流混合電源，輸出的直流和交流信號仍難以滿足大容量電力變壓器的測試需要等技術問題。

技術領域

本發明屬于變壓器勵磁特性測量技術領域，尤其涉及一種基于分布式交流和直流電的變壓器鐵芯飽和電感測量方法。

背景技術

變壓器作為一種重要的電力設備，在電力系統中發揮著重要作用，其運行條件極其復雜。鐵芯是變壓器的重要部件之一，其具有非線性特性。變壓器在過電壓、暫態沖擊等影響下極易進入飽和狀態甚至深度飽和狀態，此時變壓器的鐵芯工作在非線性區。變壓器鐵芯進入飽和后，因飽和產生的漏磁將使箱殼等金屬構件產生渦流損耗，使變壓器過熱，絕緣老化，影響變壓器壽命，嚴重時會損傷周圍的絕緣介質，甚至燒毀變壓器。因此，研究變壓器鐵芯的非線性特性，測量其電感對變壓器建模、結構設計、運行和維護十分重要。

國內外研究團隊對變壓器鐵芯飽和特性的研究主要集中在軟件仿真方面，對實際測量變壓器飽和參數的研究較少，其主要原因在于采用傳統的交流電源使變壓器進入飽和甚至深度飽和在方案上有缺陷。交流電源必須能夠輸出大電流，這要求其容量遠遠超過變壓器的額定容量，對于大容量電力變壓器，該方法難以應用。若采用交直流混合電源測試變壓器的飽和特性，可以大幅減小電源容量，實際試驗時通常以函數信號發生器和功率放大器組合得到交直流混合電源，其輸出的直流和交流信號仍難以滿足大容量電力變壓器的測試需要

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于分布式交流和直流電的變壓器鐵芯飽和電感測量方法，以解決現有技術對大容量電力變壓器采用交直流混合電源測試變壓器的飽和特性，實際試驗時通常以函數信號發生器和功率放大器組合得到交直流混合電源，其輸出的直流和交流信號仍難以滿足大容量電力變壓器的測試需要等技術問題。

本發明的技術方案是：

一種基于分布式交流和直流電的變壓器鐵芯飽和電感測量方法，它包括：

步驟1、將交流電源接入變壓器一次側繞組兩端，直流電源接入二次側繞組兩端；分別調節交流電源和直流電源輸出以調節變壓器的工作狀態；記錄交流側電壓、電流以及直流側電流；

步驟2、采用快速傅里葉變換提取一次側基頻電流幅值I_1f和基頻電壓幅值U_2f，進而計算出從變壓器一次側看進去的電感L₁；

步驟3、調換變壓器一次側和二次側電源位置，得出從變壓器二次側看進去的飽和電感L₂。

步驟2所述電感L₁的計算公式為：

式中：L₁為從變壓器一次側看進去的電感，單位為H；U_2f為一次側基頻電壓的幅值，單位V；I_1f為一次側基頻電流幅值，單位A；n為變壓器一二次側匝數比；f為電源頻率，單位Hz。

步驟1所述在分別調節交流電源和直流電源輸出以調節變壓器的工作狀態；

記錄交流側電壓、電流以及直流側電流時，重復3-5次。

本發明有益效果：