[發明專利]一種電力變壓器低頻加熱臨界頻率計算及自動控制方法

有效

• 申請號: 202010467449.4
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111638738B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張曉東;劉博;鄭博謙;姜秉梁
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司技能培訓中心;保定電力職業技術學院;國家電網有限公司
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電力變壓器低頻加熱臨界頻率計算及自動控制方法，所述自動控制方法包括以下步驟：被試變壓器低壓側短路，被試變壓器高壓側通入低頻電流；預先設定變壓器鐵芯飽和臨界頻率f_g；通過調節低頻加熱電源輸出電壓U₁來控制被試變壓器繞組電流，進而實現變壓器油箱溫度控制。本發明采用預先設定變壓器鐵芯飽和臨界頻率f_g的方法有效防止了變壓器鐵芯飽和，延長了鐵芯的使用壽命，達到了變壓器高效干燥的目的。

技術領域

本發明涉及變壓器設備技術領域，更具體涉及一種電力變壓器低頻加熱臨界頻率計算及自動控制方法。

背景技術

變壓器作為電力系統運行的核心部件之一，其良好的絕緣性能是電力系統安全運行的重要保障。絕緣材料中的水分對電力變壓器，尤其是高壓電力變壓器的絕緣影響非常大。由于直流電壓的分布由材料電阻率決定，含水量的變化直接導致絕緣材料的電阻率變化，從而導致電場局部畸變，嚴重時還有可能導致放電擊穿事故，嚴重影響變壓器的運行安全。

大型變壓器現場安裝過程中，防止受潮是最關鍵的環節。目前現場干燥處理的方法為濾油機熱油循環法，處理時間長、效率低，尤其在環境溫度較低時，無法加熱到工藝要求溫度，從而難以達到理想的干燥效果。

變壓器低頻短路加熱干燥法是在傳統工頻短路法的基礎上發展起來的一種絕緣干燥方法，采用低頻短路加熱法進行變壓器絕緣加熱處理，可以明顯減小所需電源容量，降低施壓端所加電壓，并無需專門無功補償裝置，克服了工頻條件下短路加熱存在的主要問題。

變壓器采用低頻短路法加熱干燥器身時，施加在變壓器繞組電源頻率越低，電源功率因數越高，設備體積越小，試驗越經濟。但低頻下變壓器鐵芯很容易飽和，當鐵芯飽和時變壓器鐵芯將過熱，導致硅鋼片間絕緣損壞，甚至造成鐵芯融化等嚴重故障。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種電力變壓器低頻加熱臨界頻率計算及自動控制方法，以解決采用低頻短路法加熱干燥變壓器時，當鐵芯飽和時變壓器鐵芯將過熱，導致硅鋼片間絕緣損壞，甚至造成鐵芯融化等嚴重故障的問題，以防止變壓器鐵芯飽和，以延長鐵芯的使用壽命，以達到變壓器高效干燥的目的。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

一種電力變壓器低頻加熱臨界頻率計算方法，包括以下具體步驟：

S1、根據變壓器主磁通φ_m計算公式，確定施加在變壓器高壓側的電壓與頻率應滿足的約束條件；

S2、由變壓器等效短路電路，得到施加在變壓器高壓側繞組端電壓；

S3、將所述步驟S2中施加在變壓器高壓側繞組端電壓帶入到所述步驟S1中變壓器高壓側的電壓與頻率應滿足的約束條件內，得到變壓器鐵芯飽和臨界頻率f_g表達式。

進一步優化技術方案，所述變壓器主磁通φ_m計算公式為：

式中：E₁—高壓側空載感應電勢；U_1N—高壓側額定電壓；f_N—額定頻率；N₁—高壓側繞組匝數；

施加在變壓器高壓側的電壓與頻率應滿足的約束條件為：

聯立得：

低頻加熱時，當變壓器高壓側電壓與頻率的變化滿足上式時，能夠保證變壓器鐵芯處于非飽和狀態。

進一步優化技術方案，所述步驟S2中，施加在變壓器高壓側繞組端電壓為：

式中：