三绕组变压器损耗在线检测系统及损耗计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种三绕组变压器损耗在线检测系统及损耗计算方法，其特点是：包括电流采集器，该电流采集器与变压器高压侧三相连接从而采集电流信号；还包括电压采集器，该电压采集器与变压器高压侧三相CVT连接从而采集电压信号；以及射频通信控制单元，该射频通信控制单元通过有线或无线方式与前述的电流采集器和电压采集器连接，并且该射频通信控制单元还通过有线方式与计算机连接，该计算机通过有线或无线方式与前述的电压采集器连接。本发明公开了一种现场变压器空载损耗测量系统，该系统可以在变电站等现场测量变压器的空载电流和空载损耗，为变压器检修提供对比依据。
【专利说明】三绕组变压器损耗在线检测系统及损耗计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三绕组变压器损耗在线检测系统及损耗计算方法。
【背景技术】
[0002] 随着超高压电网建设规模及输电容量增大，相应变压器的安全运行将极为重要。 主变压器的空载特性曲线将为以后变压器运行检测提供对比依据。变压器的空载试验是从 变压器的任意一侧绕组施加额定频率波形为近似正弦波的额定电压，在其他绕组开路的情 况下，测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。变压器在制造的过程中，为了检查产品的 质量，需要进行多次空载试验；在交接预防性试验中，当变压器交接和更换线圈时均应进行 空载试验。
[0003] 变压器空载试验的主要目的是：测量变压器的空载电流和空载损耗，看其是否符 合产品有关标准和技术条件要求，通过测试产品的空载电流和空载损耗发现铁心磁路中局 部或整体缺陷，根据感应耐压试验和短路试验前后测量的空载试验比较，判断变压器绕组 是否有匝间短路情况。运行中的变压器发生异常时，空载试验是一项有效的实验方法。通过 测量变压器的空载电流和空载损耗并进行横向、纵向对比，发现磁路中的局部或整体缺陷； 检查线圈匝间、层间绝缘是否良好，铁心硅钢片间绝缘状况和装配质量等。对于这些缺陷的 正确判断都依赖于空载电流和空载损耗测量的准确。同时，根据节能降耗的要求，空载电流 和空载损耗也成为高电压、大容量变压器订货、验收的一项重要参数。因此研究变压器在变 电站现场空载试验有很重要的意义。
[0004] 现场调试时主变压器的空载试验和变压器在制造厂试验站的出厂试验有很大的 不同。（1)厂内进行空载特性试验时是单台进行试验，在现场调试时进行的空载试验是三相 联接在一起的。当变压器任意一侧绕组上施加正弦波的额定电压时，在变压器铁心产生的 磁通也为正弦波，但是由于铁心的磁化曲线在饱和段是非线性的，所以要产生正弦的磁通， 空载电流的波形将产生畸变。单相变压器，因单相试验线路中空载电流的各次谐波均可通 过。因此空载电流中的3次谐波分量最大。谐波分量主要为3次、5次、7次。单相变压器 组成变压器组后，不论绕组是Y联结还是D联结，在线路中是不能通过三次谐波的，谐波分 量主要为5次、7次。（2)变压器在试验站空载试验时，试验电源采用同步发电机组，在低压 侧侧加压，空载电流相对较大，而且有专有测试空载电流用的高精度电流互感器。而在变电 站现场，电源来自高压侧，空载电流极小，并且为了保证变压器的安全正常运行，空载电流 的测试不能改变一次设备的接线方式且应安全可靠。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一是提供一种三绕组变压器损耗在线检测系统，能够快速准确测 量变压器空载损耗，为变压器状态评估提供依据；
[0006] 本发明的目的之二是提供一种准确可靠的三绕组变压器损耗计算方法。
[0007] -种三绕组变压器损耗在线检测系统，其特别之处在于：包括电流采集器，该电 流采集器与变压器高压侧三相连接从而采集电流信号；还包括电压采集器，该电压采集器 与变压器高压侧三相CVT连接从而采集电压信号；以及射频通信控制单元，该射频通信控 制单元通过有线或无线方式与前述的电流采集器和电压采集器连接，并且该射频通信控制 单元还通过有线方式与计算机连接，该计算机通过有线或无线方式与前述的电压采集器连 接。
[0008] 其中电流采集器包括微控制单元，该微控制单元分别与数据采集器、模数转换器、 GPS模块、存储模块、无线射频模块连接，还包括钳型传感器，该钳型传感器通过前述的数据 采集器与模数转换器连接。
[0009] 其中电压采集器包括微控制单元，该微控制单元分别与数据采集器、模数转换器、 GPS模块、无线射频模块连接，还包括与变压器高压侧三相CVT连接的调理电路，该调理电 路通过前述的数据采集器与模数转换器连接，该微控制单元还直接与所述的计算机连接。
[0010] 一种三绕组变压器损耗计算方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
[0011] 采用权利要求1中记载的在线检测系统，通过与变压器高压侧三相连接的电流采 集器采集电流信号，通过与变压器高压侧三相CVT连接的电压采集器采集电压信号，根据 采集到的三相的电流、电压信号采用数值计算的方法，计算出平均功率，即从平均功率的定 义出发计算公式为：
【权利要求】
1. 一种三绕组变压器损耗在线检测系统，其特征在于：包括电流采集器，该电流采集 器与变压器高压侧三相连接从而采集电流信号；还包括电压采集器，该电压采集器与变压 器高压侧三相CVT连接从而采集电压信号；以及射频通信控制单元，该射频通信控制单元 通过有线或无线方式与前述的电流采集器和电压采集器连接，并且该射频通信控制单元还 通过有线方式与计算机连接，该计算机通过有线或无线方式与前述的电压采集器连接。
2. 如权利要求1所述的三绕组变压器损耗在线检测系统，其特征在于：其中电流采集 器包括微控制单元，该微控制单元分别与数据采集器、模数转换器、GPS模块、存储模块、无 线射频模块连接，还包括钳型传感器，该钳型传感器通过前述的数据采集器与模数转换器 连接。
3. 如权利要求1所述的三绕组变压器损耗在线检测系统，其特征在于：其中电压采集 器包括微控制单元，该微控制单元分别与数据采集器、模数转换器、GPS模块、无线射频模块 连接，还包括与变压器高压侧三相CVT连接的调理电路，该调理电路通过前述的数据采集 器与模数转换器连接，该微控制单元还直接与所述的计算机连接。
4. 一种三绕组变压器损耗计算方法，其特征在于，包括如下步骤： 采用权利要求1中记载的在线检测系统，通过与变压器高压侧三相连接的电流采集器 采集电流信号，通过与变压器高压侧三相CVT连接的电压采集器采集电压信号，根据采集 到的三相的电流、电压信号采用数值计算的方法，计算出平均功率，即从平均功率的定义出 发计算公式为 ：
9 式中：At= 1/f，f为信号采集处理分析仪的采样率。
【文档编号】G01R21/133GK104407240SQ201410643860
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】马奎, 张锐, 穆海宝, 吴旭涛, 吴波, 沙伟燕, 张涛, 高博, 张冠军, 丁培 申请人:国家电网公司, 国网宁夏电力公司电力科学研究院, 西安交通大学