[發明專利]一種模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障的裝置及方法

在審

• 申請號: 202310598115.4
• 申請日: 2023-05-25
• 公開（公告）號: CN116500498A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 趙啟承;陳軍潮;馬文皓;張波;詹江楊;董捷;柴衛健;孫翔;韓嘉佳;周金輝
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;西安欣東源電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/56;G01R31/72;G01R31/14
• 代理公司: 西安科果果知識產權代理事務所(普通合伙) 61233
• 代理人: 李英俊

本發明公開了一種模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障的裝置及方法，包括設置在圍欄內的放電裝置，其包括設置在滑軌上的滑動石墨電極和設置在滑軌末端的固定石墨電極，絲杠與滑動石墨電極固定連接并穿過設置在滑軌始端的絲杠螺母，絲杠末端與穿出圍欄的絕緣桿相連接；固定石墨電極通過限流電阻與干式電抗器待測匝間抽頭相連接，滑動石墨電極與干式電抗器對應匝間抽頭相連接。本發明能夠將真實電抗器故障時的不穩定燃弧轉變成試驗時長時間穩定燃弧，模擬故障與真實故障狀態相似程度很高；而且所有試驗數據都具有明顯的周期性，分析試驗數據時，很容易發現故障特征。

技術領域

本發明屬于電抗器短路故障技術領域，涉及一種模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障的裝置及方法。

背景技術

干式電抗器是電力系統的重要設備，但是干式電抗器在運行過程中經常發生匝間短路故障；故障電抗器線圈中的短路環會嚴重過熱，引起電抗器燒毀甚至起明火，危及變電站的安全運行，造成嚴重的經濟損失和不良社會影響。

干式電抗器是用表面包裹絕緣的導線繞制而成，運行中的電抗器線圈會受到電動力的作用，導線表面的尖角毛刺、金屬碎屑會在電動力作用下刺穿匝間絕緣，引起局部放電，這種故障稱為匝間短路故障。由于干式電抗器是儲能元件，故障點接觸不良，因此，故障點會產生電弧，這種現象類似汽車點火電路。隨著時間推移，故障嚴重，變成金屬熔接性匝間短路故障，引起嚴重的局部過熱，燒毀電抗器。

為了避免干式電抗器發生嚴重的燒毀、起火事故，需要模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障，在模擬故障試驗時采集試品干式電抗器的熱、磁、光、電數據，并依據這些數據研發干式電抗器在線監測裝置，監測運行中的干式電抗器的健康狀態，避免事故發生。然而由于匝間短路故障沒有發送之前沒有明顯的外顯特征，通常都是在瞬間發生，而一旦發生短路故障就會迅速擴大造成損失，對其模擬非常困難，也難以捕捉。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障的裝置及方法，能夠將真實電抗器故障時的不穩定燃弧模擬轉變成長時間穩定燃弧，為干式電抗器的監測提供實驗支持。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障的裝置，包括設置在圍欄內的放電裝置，其包括設置在滑軌上的滑動石墨電極和設置在滑軌末端的固定石墨電極，滑動石墨電極、固定石墨電極均設有放電端；絲杠與滑動石墨電極固定連接并穿過設置在滑軌始端的絲杠螺母，絲杠末端與穿出圍欄的絕緣桿相連接；

固定石墨電極通過限流電阻與干式電抗器待測匝間抽頭相連接，滑動石墨電極與干式電抗器對應匝間抽頭相連接。

所述絕緣桿可調節滑動石墨電極、固定石墨電極之間的間距，以進行電弧型匝間短路故障的模擬：

旋轉絕緣桿通過絲杠調節滑動石墨電極、固定石墨電極之間的放電間隙，在兩者之間引燃電弧，以所引燃的穩定電弧所形成的故障模擬干式電抗器電弧型匝間短路故障。

還包括對干式電抗器進行監測的監測儀器；

所述監測儀器包括連接在檢測電路中的電壓互感器和電流互感器，其中電壓互感器為并聯連接，電流互感器為串聯連接；

監測儀器還包括分布在圍欄外側的超聲波傳感器、超高頻無線電波傳感器和熱成像儀；

旋轉絕緣桿引燃電弧后各監測儀器獲取模擬電弧型匝間短路故障器件的檢測數據。

所述超聲波傳感器為手持式超聲波傳感器，頻率范圍160-200kHz；

所述超高頻無線電波傳感器為手持式超高頻無線電波傳感器，頻率范圍1500MHz；

所述熱成像儀為手持式熱成像儀，精度1％。

放電裝置的石墨電極設有ф4、ф8兩種規格以適應不同的電流要求。