专利名称：大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置及退磁检测方法
技术领域：
本发明涉及一种大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，本发明还涉及采
用这种退磁装置的退磁检测方法。
背景技术：
变压器或互感器是电力系统中重要的设备，它的安全性和稳定性对整个电力系统 的运行是很重要的，稳态运行时.变压器的励磁电流只有其额定电流的1% 2%，但当变 压器在进行直流电阻测试以后，再次合闸时将会产生很大的励磁涌流。其峰值可达额定电 流的数十到百倍，如果变压器的剩磁大，这种暂态电流的衰减比较缓慢，在到达稳态之前， 它一般可持续数秒到数十秒。这对变压器的运行极为不利，这种励磁涌流可引起变压器继 电保护系统的误动或使变压器绕组产生移位变形，或使变压器的绝缘变坏。
目前退磁方法有热退磁和交流退磁两种。①、热退磁是将试样加热到居里点以上， 然后在无外场条件下缓慢冷却到室温。这种方法操作过程虽然复杂，可能导致试样结构变 化，但它能获得完全退磁的效果，此法显然不适合对变压器及互感器退磁。②、交流退磁是 在试样上加一交变磁场，并使其振幅由某一最大值均匀减小到零。交流退磁分为交变直流 退磁和工频下的交流退磁。交变直流退磁是借助于磁化回路先将试样磁化饱和，然后用电 流换向开关进行换向，同时将退磁电流减小到零。这种方法的退磁过程不易保持一致，测得 的磁化曲线起始部分有较大差别。目前仍广泛采用着工频下的交流退磁方法，但此方法需 要的时间长，设备庞大，操作也很复杂。电力部门在进行直流试验后一般通过直接加电或采 用谐振试验方式来退磁，此方法退磁时间长，大约7-8小时，也容易造成变压器的相关继电 保护动作，同时由于直接合闸会产生强大的浪涌冲击，造成变压器绕组变形等对变压器的 寿命有影响。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种大型变压器或 互感器超低频交流恒流退磁装置。 本发明的另一个目的是采用上述的超低频交流恒流退磁装置用于检测退磁效果 的退磁检测方法。 本发明的目的是通过如下措施来达到的大型变压器或互感器超低频交流恒流退 磁装置，它包括显示器，CPU控制单元，其特征在于所述的CPU控制单元与工频信号发生器 连接，所述的工频信号发生器与电压功率放大器连接，电压功率放大器与电压升压器连接， 所述的CPU控制单元还与超低频信号发生器连接，所述的超低频信号发生器与电流功率放 大器连接，所述的电压升压器和电流功率放大器均与被试变压器或互感器连接，所述的电 压升压器与CPU控制单元连接，所述的被试变压器或互感器与CPU控制单元连接，所述的被 试变压器或互感器和电压升压器之间有开关，所述的被试变压器或互感器和电流功率放大器之间有开关。 所述工频信号发生器由方波和正弦波数据表、8到16位串行DA和低频滤波器组 成，所述的方波和正弦波数据表与8到16位串行DA， 8到16位串行DA与低频滤波器连接。
所述的电压功率放大器由前置电压放大单元、电压功率放大单元和恒压反馈控制 单元组成，所述的前置电压放大单元与电压功率放大单元连接，电压功率放大单元与恒压 反馈控制单元，恒压反馈控制单元与前置电压放大单元连接。 所述超低频信号发生器由方波和正弦波数据表、8到16位串行DA和低频滤波器组 成，所述的方波和正弦波数据表与8到16位串行DA， 8到16位串行DA与低频滤波器连接。
所述电流功率放大器由前置电流放大单元、电流功率放大单元和恒流反馈控制单 元组成，所述的前置电流放大单元与电流功率放大单元连接，电流功率放大单元与恒流反 馈控制单元连接，恒流反馈控制单元与前置电流放大单元连接。 采用上述任一权利要求所述的退磁装置的退磁检测方法，其特征在于它包括如下 步骤 ①使用时，本发明设备输出一个AC400V的50Hz交流信号，加至被试变压器，检测 此时的空载电流，并记录下此电流； ②将低频恒流源加至被试变压器，电流从10A，依次按5X的速率进行递减到 0. 05A时结束，此为一个退磁周期。 ③再次向被试变压器加入AC400V电压，检测空载电流，并与上一次进行比较，如 果比上一次的电流小，则记录下此次的电流； ④进行下一个退磁周期，直流两次检测的空载电流不变为止，则认为退磁完成。
本发明主要是通过交变的直流恒流源(或是超低频交流恒流源，频率为0. 1Hz或 更低)，通过对此交变的恒流源(或超低频交流恒流源)进行精确的控制，对大型变压器或 电流互感器进行退磁，消除变压器或电流互感器由于直流试验等引起的铁芯磁化，并通过 加入交流电压，对其空载电流检测，以确定其退磁是否完毕，通常只进行两至三次即可使剩 磁达到理想状态，耗时约10分钟。 由于本设备的使用，可以大大减少大型变压器或电流互感器在做完直流试验后， 直接合闸带来的浪涌冲击，减小了合闸浪涌电流对变压器的线圈及磁芯的冲击，避免了变 压器绕组由于合闸浪涌造成的变形，比传统的退磁方法简单，设备体积也很小(小于5kg)。 对保护电力变压器及互感器免受励磁涌流冲击，和安全投运有极其重要的作用。
图1为本发明大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，同 时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。 参阅附图1可知本发明大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，它包括 显示器1， CPU控制单元2，所述的CPU控制单元2与工频信号发生器3 (频率一般为50Hz， 电压为3-4伏，也可采用其它频率或电压)连接，所述的工频信号发生器3与电压功率放大器4 (将电压放大为100伏)连接，电压功率放大器4与电压升压器5连接，所述的CPU控 制单元2还与超低频信号发生器6 (频率一般为0. 1-0. 02Hz超低频，电压为3-4伏，也可采 用其它频率或电压)连接，所述的超低频信号发生器6与电流功率放大器7(电流一般为10 安培以下)连接，所述的电压升压器5和电流功率放大器7均与被试变压器或互感器8连 接，所述的电压升压器5与CPU控制单元2连接，所述的被试变压器或互感器8与CPU控制 单元2连接。所述的被试变压器或互感器8和电压升压器5之间有开关，所述的被试变压 器或互感器8和电流功率放大器7之间有开关。 所述工频信号发生器3由方波和正弦波数据表31、8到16位串行DA32和低频滤 波器33组成，所述的方波和正弦波数据表31与8到16位串行DA32，8到16位串行DA32 与低频滤波器33连接。 所述的电压功率放大器4由前置电压放大单元41、电压功率放大单元42和恒压反 馈控制单元43组成，所述的前置电压放大单元41与电压功率放大单元42连接，电压功率 放大单元42与恒压反馈控制单元43，恒压反馈控制单元43与前置电压放大单元41连接。
所述超低频信号发生器6由方波和正弦波数据表61、8到16位串行DA62和低频 滤波器63组成，所述的方波和正弦波数据表61与8到16位串行DA62， 8到16位串行DA62 与低频滤波器63连接。 所述电流功率放大器7由前置电流放大单元71 、电流功率放大单元72和恒流反馈 控制单元73组成，所述的前置电流放大单元71与电流功率放大单元72连接，电流功率放 大单元72与恒流反馈控制单元73连接，恒流反馈控制单元73与前置电流放大单元71连 接。 本发明要解决的是两个问题一个是退磁，另一个是检测是否退磁完毕。 退磁的原理主要是由单片机产生一个交变的直流信号或一个0. 1-0. 02Hz的正弦
波经过功率放大后变为恒流源，其幅值从0-10. 00A或更大，连续可调。 检测退磁是否到达标准的原理是如果变压器的铁芯被磁化，则其空载电流必然
要增加，通过检测两次退磁之间的电流变化，或与厂家出厂报告的空载电流进行比较，即可
知道剩磁是否退出完毕。此检测由单片机产生一个50Hz的工频信号，经功率放大后升压到
400V，作为检测源使用即可。 使用时，本发明设备输出一个AC400V的50Hz交流信号，加至被试变压器，检测此 时的空载电流，并记录下此电流，然后将低频恒流源加至被试变压器，电流从IOA，依次按 5%的速率进行递减到0. 05A时结束，此为一个退磁周期。再次向被试变压器加入AC400V 电压，检测空载电流，并与上一次进行比较，如果比上一次的电流小，则记录下此次的电流， 并进行下一个退磁周期，直流两次检测的空载电流不变为止，则认为退磁完成。
权利要求
大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，它包括显示器(1)，CPU控制单元(2)，其特征在于所述的CPU控制单元(2)与工频信号发生器(3)连接，所述的工频信号发生器(3)与电压功率放大器(4)连接，电压功率放大器(4)与电压升压器(5)连接，所述的CPU控制单元(2)还与超低频信号发生器(6)连接，所述的超低频信号发生器(6)与电流功率放大器(7)连接，所述的电压升压器(5)和电流功率放大器(7)均与被试变压器或互感器(8)连接，所述的电压升压器(5)与CPU控制单元(2)连接，所述的被试变压器或互感器(8)与CPU控制单元(2)连接，所述的被试变压器或互感器(8)和电压升压器(5)之间有开关，所述的被试变压器或互感器(8)和电流功率放大器(7)之间有开关。
2. 根据权利要求1所述的大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，其特征在于 工频信号发生器(3)由方波和正弦波数据表(31) 、8到16位串行DA(32)和低频滤波器(33) 组成，所述的方波和正弦波数据表(31)与8到16位串行DA(32)，8到16位串行DA(32)与 低频滤波器(33)连接。
3. 根据权利要求1所述的大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，其特征在于 所述的电压功率放大器(4)由前置电压放大单元(41)、电压功率放大单元(42)和恒压反馈 控制单元(43)组成，所述的前置电压放大单元(41)与电压功率放大单元(42)连接，电压 功率放大单元(42)与恒压反馈控制单元(43)，恒压反馈控制单元(43)与前置电压放大单 元(41)连接。
4. 根据权利要求1所述的大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，其特征在于 超低频信号发生器(6由方波和正弦波数据表(61) 、8到16位串行DA(62)和低频滤波器 (63)组成，所述的方波和正弦波数据表(6) 1与8到16位串行DA (62) ， 8到16位串行DA (62) 与低频滤波器(63)连接。
5. 根据权利要求1所述的大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，其特征在于 电流功率放大器(7)由前置电流放大单元(71)、电流功率放大单元(72)和恒流反馈控制单 元(73)组成，所述的前置电流放大单元(71)与电流功率放大单元(72)连接，电流功率放 大单元(72)与恒流反馈控制单元(73)连接，恒流反馈控制单元(73)与前置电流放大单元 (71)连接。
6. 采用上述任一权利要求所述的退磁装置的退磁检测方法，其特征在于它包括如下步骤① 、本发明退磁装置输出一个AC400V的50Hz交流信号，加至被试变压器，检测此时的 空载电流，并记录下此电流；② 、将低频恒流源加至被试变压器，电流从IOA，依次按5%的速率进行递减到0. 05A时 结束，此为一个退磁周期。③ 、再次向被试变压器加入AC400V电压，检测空载电流，并与上一次进行比较，如果比 上一次的电流小，则记录下此次的电流；④ 、进行下一个退磁周期，直流两次检测的空载电流不变为止，则认为退磁完成。
全文摘要
大型变压器或互感器超低频交流恒流退磁装置，它包括显示器(1)，CPU控制单元(2)，CPU控制单元(2)与工频信号发生器(3)连接，工频信号发生器(3)与电压功率放大器(4)连接，电压功率放大器(4)与电压升压器(5)连接，CPU控制单元(2)还与超低频信号发生器(6)连接，所述的被试变压器或互感器(8)和电压升压器(5)之间有开关，所述的被试变压器或互感器(8)和电流功率放大器(7)之间有开关。本发明克服发现有方法退磁时间长，容易造成变压器绕组变形等缺点。本发明具有退磁时间短，设备重量轻等优点。本发明还同时公布了采用这种退磁装置的退磁检测方法。
文档编号H01F13/00GK101702361SQ200910272769
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者刘纯纯, 胡汉童 申请人:430000 武汉市长江电气发展有限公司