电力变压器绕组连同套管试验参数的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种电力变压器绕组连同套管试验参数的确定方法，利用变压器设计、制造、常规试验时得到的数据，采用分步积分法，得出容性无功分量；考虑到各试验状态下感性无功对容性无性分量的抵消作用和各试验状态有功分量的变化，建立与实际情况相吻合的物理模型，最终形成计算机模型，按完全无功功率补偿的原则，计算出各个过程“最佳频率”，从而计算出各时间段有功分量；将各分量转换为实际的“电流”、“电压”、“功率”、“效率”等试验参数，作出各变量走势图。本发明专利技术的积极效果是：计算值与实际值的误差范围控制在１％以内，为试验提供实际指导值，避免误操作和违规操作，保障了试验设备和被试变压器的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大、中型电力变压器高压试验技术的一种实现方法，尤其是涉及利用变频电源进行“电力变压器绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量”试验参数的确定 方法。
技术介绍
按规定，大、中型电力变压器在投运前、大修后和绝缘事故后，为检验变压器一次 元件是否存在绝缘缺陷，绝缘水平是否符合有关标准的规定和厂家技术条件的要求，必须 进行绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量，及时有效地发现变压器制造、安装和检 修工艺的缺陷。由于大、中型电力变压器在绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量时，既有 有功分量，也有无功分量，且无功分量中既有容性分量，亦有感性分量，但无功分量总体呈 现出容性分量。随着电力电子技术的日趋成熟，电力变压器的绕组连同套管长时感应电压及局部 放电测量越来越广泛地采用变频装置作为试验电源。变频电源具有启动电流小、升压速度 快、无机械运动部件、自身局部放电量小等优点，但其功率较小，最大约500kVA。通常情况 下，变频试验电源都须采用电抗器进行容性无功的补偿，即便如此，在对特大型、超高压电 力变压器试验时，如果参数匹配不合理，变频电源输出功率将不能满足要求。由大、中型电力变压器(被试品)、试验变压器、补偿电抗器、试验电源、分压器单 元等构成试验回路，使得整个结构较为复杂，特别是被试变压器在试验条件下异于运行工 况，频率、电压、三相对称性皆不同，造成其有功分量、感性无功分量、容性无功分量发生变 化，物理模型不易建立，基本靠经验估计回路中各部件的电流、电压、频率等试验参数，试验 参数与实际量往往有较大大偏差。通常情况下，由试验人员连接好试验仪器与被试品后，试升电压，若试验参数与估 计值有较大偏差，不得不停止试验，必须调整试验设备，如此反复多次。由于GB50150-2006 《电力装置安装工程电气设备交接试验标准》对电力变压器绕组连同套管长时感应电压及 局部放电测量分为I、II、III、IV、V 5个时间段进行，每个阶段的加压时间和电压值都有极 为严格的要求，5个加压阶段紧密相连，必须一次性完成，中间不得间断，调整试验设备，就 会造成被试变压器被反复加压，承受不应承受的高电压和过长的加压时间，降低其绝缘水 平。因为I、II、III、IV、V 5个阶段施加电压、频率各不相同，各时间段参数不存在直接的 推导关系，而且有较大差异，不能用前一加压时间段的参数推导下一时间的参数，即使在同 一时间段内某一参数的改变将引起所有参数的急剧变化，现场短时间内调整几无可能，特 别是在III段时将达到最高试验电压(超高压电力变压器试验电压约为540kV)，时间最长 60s，最短仅仅24s。此时，若没有精确计算参数，试验操作人员在高度紧张的情况下，根本没 有可能同时观测多个表计，再调整试验设备，过大参数偏差带来的危害将是直接损坏价值 数百万元乃及数千万元的电压变压器，高压试验损坏变压器的事故常有发生，大大地影响发、输电。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提供了一种电力变压器绕组连同套管试验 参数的确定方法，在绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量试验前，能预先精确地计 算出各试验参数，使试验人员在试验进行时只按需由该方法确定的数据进行操作，而不必 反复调整试验设备，各加压阶段包括阶段间的中间过程一气呵成，而且电容无功分量与电 感无功分量始终相抵消，被试变压器一直处于最佳的补偿状态，仅是有功分量的电流通过 变频电源，提高变频电源的使用寿命，且可用变频进行特大型、超高压电力变压器试验。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种电力变压器绕组连同套管试验 参数的确定方法，包括如下步骤第一步、收集被试电力变压器技术数据，如电压等级、连接组别、各绕组对地和相 互间电容量、空载损耗值等；第二步、利用被试电力变压器的技术数据，推导被试变压器的容性无功和感性无 功功率a、用分步积分法，将高压绕组的分布电容量与电压分步积分，计算高压绕 组的容性无功功率分量β颠=%喝验相试验电￡^颠_容量07，中压绕组的容性无功 功率分量 0中压=U中压侧试验相加压电压C中压侧电容量CET ，低压绕组的容性无功功率分量 Qim ~ U低压侧试验相加压电压C低压侧电容量m ，将所有无功分量折算成低压绕组的容性无功分量Q电容=Q髙压+Q中压+Q低压；b、用抛物线曲线拟合法得出被试变压器硅钢片的磁化曲线公式，折算成各加压阶 段的感性无功功率；第三步、确定各加压阶段试验要求值，选择试验设备的接线方式；第四步、建立被试变压器和试验设备物理模型在确定的接线方式下，将被试变压 器的容性无功功率，感性无功功率，补偿电抗器的感性无功功率，升压变压器提供的功率、 效率、档位，变频电源提供的功率、效率等参数整合到同一等效电路中；第五步、基于物理模型建立计算机模型利用ATPdraw软件，将物理模型整合得到 的等效电路中被试变压器特征参数、测量用分压器集中参数电容无功、升压变压器特征参 数和变频电源特征参数绘制到ATPdraw软件的模板中；第六步、根据完全无功功率补偿的原则Qilf= Qiii+Qws，计算出各个过程“最佳频本”率 ；第七步、利用“最佳频率”计算出各时间段有功分量；第八步、将各分量转换为实际的“电流”、“电压”、“功率”、“效率”等试验参数，作出各变量走势图。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是本专利技术利用变压器设计、制造、常规试验 时得到的数据，采用分步积分法，将被试变压器各绕组按电容量分布与电压分布积分的方 法归算到低压侧，得出容性无功分量；考虑到各试验状态下感性无功对容性无性分量的抵 消作用和各试验状态有功分量的变化，建立与实际情况相吻合的物理模型，最终形成计算机模型，可预先计算出各种变压器绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量试验各加压 阶段，高压试验设备和被试品各个部分点的电压、电流、频率、有功、无功功率和分量，作出 各变量走势图，计算值与实际值的误差范围控制在以内。为试验提供实际指导值，避免 误操作和违规操作，保障试验设备和被试变压器的安全。本专利技术克服了传统试验参数依靠个人经验和无物理意义的经验公式进行估算的 盲目性，能满足GB50150-2006《电力装置安装工程电气设备交接试验标准》要求的进行“变 压器绕组连同套管长时感应电压及局部放电测量”时的时间、电压和测量连续性，基于物理 模型和计算机模型编制的一种通用的利用变频电源进行“变压器绕组连同套管长时感应电 压及局部放电测量”时参数计算方法，适用于IlOkV及以上各类型电力变压器。具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。一种，包括如下步骤第一步、收集被试电力变压器技术数据，如电压等级、连接组别、各绕组对地和相 互间电容量、空载损耗值等；第二步、利用被试电力变压器的技术数据，推导被试变压器的容性无功和感性无 功功率a、用分步积分法，将高压绕组的分布电容量与电压分步积分，计算高压绕组的容 性无功功率分量C高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变压器绕组连同套管试验参数的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步、收集被试电力变压器技术数据，如电压等级、连接组别、各绕组对地和相互间电容量、空载损耗值等；第二步、利用被试电力变压器的技术数据，推导被试变压器的容性无功和感性无功功率：ａ、用分步积分法，将高压绕组的分布电容量与电压分步积分，计算高压绕组的容性无功功率分量：Ｑ↓［高压］＝１／６Ｕ↓［试验相试验电压］↑［２］Ｃ↓［高压侧电容量］＊，中压绕组的容性无功功率分量：Ｑ↓［中压］＝１／６Ｕ↓［中压侧试验相加压电压］↑［２］Ｃ↓［中压侧电容量］＊，低压绕组的容性无功功率分量：Ｑ↓［低压］＝１／６Ｕ↓［低压侧试验相加压电压］↑［２］Ｃ↓［低压侧电容量］＊，将所有无功分量折算成低压绕组的容性无功分量：Ｑ↓［电容］＝Ｑ↓［高压］＋Ｑ↓［中压］＋Ｑ↓［低压］；ｂ、用抛物线曲线拟合法得出被试变压器硅钢片的磁化曲线公式，折算成各加压阶段的感性无功功率；第三步、确定各加压阶段试验要求值，选择试验设备的接线方式；第四步、建立被试变压器和试验设备物理模型：在确定的接线方式下，将被试变压器的容性无功功率，感性无功功率，补偿电抗器的感性无功功率，升压变压器提供的功率、效率、档位，变频电源提供的功率、效率等参数整合到同一等效电路中；第五步、基于物理模型建立计算机模型：利用ＡＴＰｄｒａｗ软件，将物理模型整合得到的等效电路中被试变压器特征参数、测量用分压器集中参数电容无功、升压变压器特征参数和变频电源特征参数绘制到ＡＴＰｄｒａｗ软件的模板中；第六步、根据完全无功功率补偿的原则Ｑ↓［电容］＝Ｑ↓［电感］＋Ｑ↓［补偿］，计算出各个过程“最佳频率”；第七步、利用“最佳频率”计算出各时间段有功分量；第八步、将各分量转换为实际的“电流”、“电压”、“功率”、“效率”等试验参数，作出各变量走势图。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王先秀，汪智勇，蒋旭平，谭萍，丁韬，杨光，
申请(专利权)人：四川中鼎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]