空心电抗器及空心电抗器电流测量方法
【专利摘要】本发明涉及空心电抗器及空心电抗器电流测量方法，通过对各包封、各层绕组电流的测量，将电抗器整体电流进行分解计算，然后对数据线性折算分析，有效的判断电抗器各个包封的电流分析情况；解决了按照国标要求的温升试验方法也无法判断空心电抗器局部过热的问题；提前预防空心电抗因局部电流偏大而造成的包封过热情况，从而提高电抗器的使用寿命。
【专利说明】空心电抗器及空心电抗器电流测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空心电抗器及空心电抗器电流测量方法，属于电气【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前在电力系统中，电抗器在平衡系统无功及维持系统电压稳定方面发挥着重要的作用，而空心电抗器又以其线性度好、安装方便更是受到广泛的应用。而空心电抗器一旦出现故障，内部出现过热造成绝缘击穿、匝间短路，都是出现浓烟之后，才手动断开故障电抗器。造成这种故障的非人为因素主要有两点:电抗器某绕组运行温度过高，导致绝缘破损；匝间过电压导致绝缘击穿。传统的空心电抗器有多层包封，每个包封又有多层绕组并联，在测量电流的时候要去除包封，而且也会损害电抗器，所以传统的电抗器不易测量电流。
[0003]绕组截面小，单根或多根平行并绕，有效降低了谐波下的绕组中的涡流损耗。然而当交流电流通过多层绕组时，电流在绕组内的分布是不均匀的，原因是集肤效应和多层效应，并且当绕组层数较多，多层效应影响比集肤效应大得多。电抗器电流分布不均匀，会造成的个别包封温升高，严重时会损坏绝缘，烧坏电抗器，大大降低了电抗器的运行寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供空心电抗器及空心电抗器电流测量方法，用以解决空心电抗器电流不易测量和不能及时发现因电流分布不均匀造成的内部温度过高，严重时烧坏电抗器的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明的方案包括:空心电抗器，包括同轴设置的包封筒体，包封筒体下端的金属排臂与包封筒体的绕组焊接，其特征在于，包封筒体上端的金属排臂与包封筒体的绕组可拆卸导电装配。
[0006]空心电抗器电流测量方法步骤如下:
[0007]I).在所述筒体上端的金属排臂与一个绕组之间串入一个电流测量仪表，在所述筒体下端的金属排臂与筒体上端的金属排臂之间施加一定电压，测量该绕组的电流。
[0008]2).将测量仪表依次串入其他每一个绕组，测量各包封、各层中的所有绕组电流。
[0009]3).将测得的各电流换算成额定电压下的电流数据后叠加在一起。
[0010]金属排臂为铝排臂。
[0011]采用下述等效变换公式来将测得的各电流换算成额定电压下的电流数据:
[0012]U 额/Ix = U 测/I 测
[0013]U额:空心电抗器额定端电压，U测:测量电流时施加于两个金属排臂之间的实际电压，I测:单个绕组在施加电压下流过的电流，Ix:经过等效计算后，额定电压情况下的电流。
[0014]本发明的空心电抗器由于对包封筒体上下端设置金属排臂，而且绕组可以在一段金属排臂上随时拆卸，方便了电流的测量，所以能根据测得的电流及时发现因为电流分布不均匀而造成的个别包封温升高的情况，进而有效的避免空心电抗器运行时，各个包封电流分配不均匀的问题，大大提高了电抗器的运行寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是空心电抗器多包封并绕结构示意图；
[0016]图2是各包封、各层电流测量示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0018]空心电抗器，包括同轴设置的包封筒体，包封筒体下端的金属排臂与包封筒体的绕组焊接，筒体上端的金属排臂与包封筒体的绕组可拆卸导电装配。
[0019]空心电抗器电流的测量方法步骤如下:
[0020]I).在筒体上端的金属排臂与一个绕组之间串入一个电流测量仪表，在筒体下端的金属排臂与筒体上端的金属排臂之间施加一定电压，测量该绕组的电流。
[0021]2).将测量仪表依次串入其他每一个绕组，测量各包封、各层中的所有绕组电流。
[0022]3).将测得的各电流换算成额定电压下的电流数据后叠加在一起。
[0023]基于以上的技术方案，下面给出一个【具体实施方式】。
[0024]如图1所示为多包封并绕空心电抗器结构示意图，绕组5由绝缘材料包封、气道3将各包封4隔离。包封筒体下端的铝排臂I与包封筒体的绕组5焊接，筒体上端的铝排臂2与包封筒体的绕组5可拆卸导电装配。
[0025]筒体上端的铝排臂2与一个绕组之间串入一个电流表，在两个铝排臂之间施加一定电压，电流表、绕组、铝排臂1、铝排臂2就组成了一个电流回路，因此可以测量该绕组电流。
[0026]该绕组电流测量完之后，断开电流表与该绕组的连接，并将电流表与另一个绕组连接，这样就可以测量另一个绕组的电流。所以利用这种方法能够测量出空心电抗器各包封、各层中的所有绕组电流。
[0027]如图2所示，空心电抗器各包封、各层绕组电流测量示意图，测量方法中所得到的各电流值通过等效转换可以计算出额定电压下的电流值。等效转换公式为:
[0028]U 额 /Ix = U 测 /I 测
[0029]U额:空心电抗器额定端电压，U测:测量电流时施加于两个铝排臂之间的实际电压，I测:单个绕组在施加电压下流过的电流，IX:经过线性计算后，额定电压情况下的电流，即现场运行时的实际电流。
[0030]本实施方式的每个包封有5条绕组，空心电抗器有η个包封，则各包封绕组的电流计算如下:
[0031]第一个包封绕组电流Il = Ι11+Ι12+Ι13+Ι14+Ι15
[0032]第二个包封绕组电流12 = Ι21+Ι22+Ι23+Ι24+Ι25
[0033]......
[0034]第η 个包封绕组电流 In = Inl+In2+In3+In4+In5
[0035]总电流为:
[0036]I 总=11+12+......+In-l+In
[0037]111、112......1n4、In5 为线性折算后的 Ix
[0038]由于空心电抗器每个包封、每个绕组内存在负载电流、环流。因此在试验时每个绕组测量电流值之和会大于各个包封设计电流分布之和。但此数值偏差不大，不影响判断电流分布及电流偏差。
[0039]串入绕组与铝排臂之间的测量仪表必须自身具备抗干扰度2级左右，或外置屏蔽工具使其达到抗干扰度2级左右，而且精度要求必须高，能充分的反馈测量的准确性，测量精度〈0.75%。在电流测量精度允许条件下，两个铝排臂之间施加的电压可以是任何低电压。
[0040]空心电抗器在测量时需要注意:周围绕组径1.1倍内无金属闭环回路；在测量周期内施加的电压稳定，电压波动〈2% ;施加的电压、计算出的电流须进行实时采集，每5s采集一次。
[0041]利用本发明指出的空心电抗器的各包封、分层绕组计算方法可以计算出各绕组的电流分布；同时也解决了按照国标要求的温升试验方法也无法判断空心电抗器局部过热的问题。可以提前预防空心电抗因局部电流偏大而造成的包封过热情况，从而提高电抗器的使用寿命。
[0042]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.空心电抗器，包括同轴设置的包封筒体，包封筒体下端的金属排臂与包封筒体的绕组焊接，其特征在于，包封筒体上端的金属排臂与包封筒体的绕组可拆卸导电装配。
2.一种利用权利要求1所述的空心电抗器的电流测量方法，其特征在于，所述电流测量方法步骤如下: 1).在所述筒体上端的金属排臂与一个绕组之间串入一个电流测量仪表，在所述筒体下端的金属排臂与筒体上端的金属排臂之间施加一定电压，测量该绕组的电流； 2).将测量仪表依次串入其他每一个绕组，测量各包封、各层中的所有绕组电流； 3).将测得的各电流换算成额定电压下的电流数据后叠加在一起。
3.根据权利要求2所述的电流测量方法，其特征在于，所述金属排臂为铝排臂。
4.根据权利要求2所述的电流测量方法，其特征在于，采用下述等效变换公式来将所述测得的各电流换算成额定电压下的电流数据: U额/Ix = U测/I测 U额:空心电抗器额定端电压，U测:测量电流时施加于两个金属排臂之间的实际电压，I测:单个绕组在施加电压下流过的电流，Ix:经过等效计算后，额定电压情况下的电流。
【文档编号】H01F27/30GK104485198SQ201410677741
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】魏剑啸, 张超一, 马林涛, 柳忠甫, 马世伟, 余功洋, 张亮, 谢永恒, 韩建志 申请人:国家电网公司, 许继集团有限公司, 许继变压器有限公司