专利名称：变压器耐受直流偏磁能力的检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变压器技术领域，具体涉及一种变压器耐受直流偏磁能力的检测
>J-U装直。
背景技术：
在直流输电系统中，直流回流线路一般包括两种基本类型金属回路与大地回路。目前，很多工程都采用大地回路。在以大地为返回方式的直流输电系统中，长期或临时在大地中流过的直流电流可能有一部分通过交流系统中的电力变压器的接地中性点流入与其连接的三相绕组、输电线路，并流入到另一端的电力变压器的三相绕组，所述直流电流经上述电力变压器的接地中性点后再流入大地。这些流入变压器绕组的直流电流使变压器产生了直流磁通，使得变压器的铁心发生直流偏磁，并使磁化曲线的运行部分不对称，从而加剧了铁心的饱和，导致变压器噪声的增大，严重时还会引起变压器的铁心、金属紧固件、外壳等过热。现有的电力变压器虽然具有一定的耐受直流偏磁的能力，但是对电力变压器在流经规定值的直流电流的情况下的耐受直流偏磁的能力并没有相应的检验装置，因此现有的电力变压器无法完成出厂前的耐受直流偏磁能力的检验，而未经检验的电力变压器在出厂后进入实际工作中时可能会因为耐受直流偏磁能力不足而导致设备故障。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种变压器耐受直流偏磁能力的检测装置，该装置能够直接对变压器的耐受直流偏磁能力进行检测，并具有直观、快速、准确性高等优点。解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该变压器耐受直流偏磁能力的检测装置，用于对被测变压器进行检测，其包括交流电压源、试验变压器以及直流电流源，所述被测变压器接在交流电压源与试验变压器之间，或者所述试验变压器接在交流电压源与被测变压器之间，且试验变压器的耐受直流偏磁能力大于或等于被测变压器的耐受直流偏磁能力；所述被测变压器以及试验变压器相互连接一侧的绕组均通过中性点引出；所述两个中性点之间串接直流电流源，且所述两中性点之一接地或者两中性点分别接地。优选的是，所述交流电压源的输出端与被测变压器的输入端的绕组相连接，所述被测变压器的输出端的绕组与试验变压器的输入端的绕组相连接；所述被测变压器的输出端的绕组及试验变压器的输入端的绕组均通过中性点引出，即被测变压器的输出端的绕组通过其中性点引出，试验变压器的输入端的绕组通过其中性点引出。或者，所述交流电压源的输出端与试验变压器的输入端的绕组相连接，所述试验变压器的输出端的绕组与被测变压器的输入端的绕组相连接；所述试验变压器的输出端的绕组及被测变压器的输入端的绕组均通过中性点引出，即试验变压器的输出端的绕组通过其中性点引出，被测变压器的输入端的绕组通过其中性点引出。[0008]进一步优选，所述试验变压器的输入端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法，试验变压器的输出端的绕组为高压绕组，其采用YN接法；所述被测变压器的输入端的绕组为高压绕组，其采用YN接法，被测变压器的输出端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法；或者，所述试验变压器的输入端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法，试验变压器的输出端的绕组为高压绕组，其采用YN接法；所述被测变压器的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，被测变压器的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法；或者，所述试验变压器的输入端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，试验变压器的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法；所述被测变压器的输入端的绕组为高压绕组，其采用YN接法，被测变压器的输出端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法；或者， 所述试验变压器的输入端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，试验变压器的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法；所述被测变压器的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，被测变压器的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法。优选的是，所述检测装置还包括有电流互感器、第一电压互感器以及第二电压互感器，所述电流互感器串联在交流电压源的输出端与试验变压器的输入端之间，用于测量线路中的激磁电流，当所述直流电流源输出的直流电流值增加至一定数值，从而使得电流互感器测量的激磁电流的波形变化突然加剧，同时被测变压器的噪声增大、温度升高以及振动加剧，则被测变压器的耐受直流偏磁能力等于此时直流电流源所输出的直流电流值；所述第一电压互感器并联在交流电压源的输出端与试验变压器的输入端之间，其用于测量交流电压源的输出电压；所述第二电压互感器并联在试验变压器的输出端与被测变压器的输入端之间，其用于测量被测变压器的输入端的输入电压或者试验变压器的输出端的输出电压；所述第一电压互感器与第二电压互感器均接地。优选的是，所述试验变压器的输出端的绕组的额定绝缘水平高于或等于被测变压器的输入端的绕组的额定绝缘水平，否则，当交流电压源为被测变压器施加足够的试验电压时，试验变压器存在被损坏的危险。优选的是，所述试验变压器的输出端的绕组的中性点与被测变压器的输入端的绕组的中性点在试验变压器的输出端的绕组的中性点处接地，或者在被测变压器的输入端的绕组的中性点处接地；试验变压器的输入端的绕组、被测变压器的输出端的绕组、试验变压器的油箱、以及被测变压器的油箱均采用一点接地法，可避免出现悬浮电位，造成设备和人员损伤。优选的是，所述检测装置还包括有电流表以及电压保护装置，所述电流表与直流电流源串联，其可用于监测直流电流源实时输出的直流电流值；所述电压保护装置并联在直流电流源与电流表的两端，其用于工作人员及变压器本身的安全保护；所述试验变压器与被测变压器均采用三相电力变压器；所述交流电压源采用工频发电机，所述工频发电机输出标准波形的交流电压，所述标准波形满足“电力变压器标准GB 1094. I”;所述直流电流源的输出范围为0-50A。[0016]本实用新型变压器耐受直流偏磁能力的检测装置不仅可以测量变压器的耐受直流偏磁能力，还可以检验变压器在流经规定值的直流电流的情况下的耐受直流偏磁的能力，可用于变压器出厂前的检验，有利于提前发现与解决问题，防止变压器在出厂后的实际工作中因耐受直流偏磁能力不足而造成的设备故障，还可用于指导变压器的设计和制造。
图I为本实用新型实施例I中变压器耐受直流偏磁能力的检测装置的结构示意图；图中1_工频发电机；2_连接线；3_被测变压器；4_电流表；5_电压保护装置；6-直流电流源；7_试验变压器；8_第一电压互感器；9_电流互感器；10_第二电压互感器。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型变压器耐受直流偏磁能力的检测装置作进一步详细描述。实施例I :如图I所示，本实施例中，所述变压器耐受直流偏磁能力的检测装置包括交流电压源、试验变压器7、电流互感器9、第一电压互感器8、第二电压互感器10、直流电流源6、以及电流表4。用于对被测变压器3的耐受直流偏磁能力进行检测。本实施例中，所述交流电压源采用工频发电机1，所述工频发电机I作为试验变压器7的励磁电源，其输出标准波形的交流电压，所述标准波形满足“电力变压器标准GB 1094. I”。所述被测变压器3与试验变压器7均采用三相电力变压器，且测量的是被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，所述输入端的绕组的耐受直流偏磁能力即为被测变压器3的耐受直流偏磁能力。这是因为，本实施例中，被测变压器为双圈变压器，其低压侧为非星接侧，则星接侧(高压侧)绕组就代表了该变压器的耐受直流偏磁的能力。当然，当被测变压器为三圈变压器并包含不止一个星接绕组时，如果要检测其耐受直流偏磁能力，则应对各星接绕组分别进行检测，其检测装置与本实施例所述的检测装置类同。所述试验变压器7接在工频发电机I与被测变压器3之间，所述工频发电机I的输出端与试验变压器7的输入端的绕组相连接，所述试验变压器7的输出端的绕组与被测变压器3的输入端的绕组相连接，且所述试验变压器7的输出端的绕组及被测变压器3的输入端的绕组均通过中性点引出，所述两个中性点之间串接直流电流源6。本实施例中，所述被测变压器3的输出端的绕组为低压绕组，其输入端的绕组为高压绕组，因而，被测变压器3的高压绕组是本实施例中要测量其耐受直流偏磁能力的一侧绕组；试验变压器7的输出端的绕组为高压绕组，其输入端的绕组为低压绕组。由于测量的是被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，因此要求试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力应高于被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，且试验变压器7的输出端的绕组的额定绝缘水平不低于被测变压器3的输入端的绕组的额定绝缘水平，否则，当交流电压源为被测变压器施加足够的试验电压时，试验变压器存在被损坏的危险。但是由于试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力高于被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，可能会使工频发电机I的输出电压经试验变压器7传输至被测变压器3的输入端后，被测变压器3的输入电压高于其额定电压，此时可通过降低工频发电机I的输出电压的方式来降低传输至被测变压器3的输入端的电压，使其降低至额定输入电压。本实施例中，所述试验变压器7的输入端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法，试验变压器7的输出端的绕组为高压绕组，其采用YN接法；所述被测变压器3的输入端的绕组为高压绕组，其采用YN接法，被测变压器3的输出端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法。因此，工·频发电机I的输出端与试验变压器7的低压绕组相连接，试验变压器7的高压绕组与被测变压器3的高压绕组通过连接线2相连接，且试验变压器7的高压绕组通过其中性点0引出，且所述中性点0引出至试验变压器7的外部，被测变压器3的高压绕组通过其中性点0'引出，且所述中性点0'引出至被测变压器3的外部。所述电流互感器9串联在工频发电机I的输出端与试验变压器7的低压绕组之间，用于测量线路中的激磁电流，并可用于变压器耐受直流偏磁能力的辅助测量，当所述直流电流源输出的直流电流值增加至一定数值，从而使得电流互感器测量的激磁电流的波形变化突然加剧，同时被测变压器的噪声增大、温度升高以及振动加剧，则被测变压器的耐受直流偏磁能力等于此时直流电流源所输出的直流电流值；所述第一电压互感器8并联在工频发电机I的输出端与试验变压器7的低压绕组之间，用于测量工频发电机I的输出电压，并检测工频发电机I的输出电压是否为额定电压，如否，则调整工频发电机I的输出电压为额定电压；所述第二电压互感器10并联在试验变压器7的高压绕组与被测变压器3的高压绕组之间，用于测量被测变压器3的高压绕组的输入电压，并监测被测变压器3的高压绕组的输入电压是否为额定输入电压，如否，则调整工频发电机I的输出电压直至被测变压器3的高压绕组的输入电压达到额定输入电压。所述第一电压互感器8与第二电压互感器10均接地；所述试验变压器7的输出端的绕组的中性点0与被测变压器3的输入端的绕组的中性点0'在试验变压器7的输出端的绕组的中性点0'处接地，或者在被测变压器3的输入端的绕组的中性点0处接地；试验变压器7的输入端的绕组、被测变压器3的输出端的绕组、试验变压器7的油箱、以及被测变压器3的油箱均采用一点接地法，可避免出现悬浮电位，造成设备和人员损伤。所述直流电流源6与电流表4串联在试验变压器7的高压绕组的中性点0和被测变压器3的高压绕组的中性点0'之间。所述直流电流源6的输出范围为0-50A，所述电流表4可便于工作人员监测直流电流源6实时输出的直流电流值。所述直流电流源6与电流表4的两端还并联有电压保护装置5，其用于工作人员及变压器本身的安全保护。本实施例中，由于试验变压器7的输出端的绕组的额定绝缘水平不低于被测变压器3的输入端的绕组的额定绝缘水平，且试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力高于被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，因此所测量的是被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力。如果上述各个设备之间的连接关系与检测装置不变，仅改变试验变压器7以及被测变压器3的某些结构参数，比如使试验变压器7的输出端的绕组的额定绝缘水平小于或等于被测变压器3的输入端的绕组的额定绝缘水平，使试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力低于被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，则此时测量的是试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力。换言之，此时的试验变压器7成为被测变压器3。如果上述各个设备之间的连接关系与检测装置不变，仅改变试验变压器7以及被测变压器3的某些结构参数，比如使试验变压器7的输出端的绕组的耐受直流偏磁能力等于被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力，且使试验变压器7的输出端的绕组的绝缘水平与被测变压器3的输入端的绕组的绝缘水平相同，则此时同时测量的是试验变压器7的输出端的绕组以及被测变压器3的输入端的绕组的耐受直流偏磁能力。采用上述变压器耐受直流偏磁能力的检测装置对被测变压器3的高压绕组的耐受直流偏磁能力的检测原理如下工频发电机I输出标准波形的三相交流电压至试验变压器7的低压绕组，所述交流电压经试验变压器7的高压绕组变压后输入至被测变压器3的高压绕组。 由工作人员控制直流电流源6开始输出直流电流至被测变压器3的高压绕组，并逐渐增加所输出的直流电流值，同时观测到被测变压器3的运行随着直流电流值的逐步升高开始出现异常，如可以观测被测变压器3的噪声、温度和振动，当直流电流源6输出的直流电流值增加至一定数值时，被测变压器3的噪声的增加值高于其空载励磁状态下噪声的40%以上，且被测变压器3局部温升与其空载励磁状态下的温度相比增加了 20K以上时，则可以判断被测变压器3的耐受直流偏磁能力的临界值等于该数值。同时，电流互感器9通过测量其所在线路中的激磁电流的波形的变化规律可用于辅助测量被测变压器3的耐受直流偏磁能力，当直流电流源6输出的直流电流值增加至一定数值时，电流互感器9测量到的激磁电流的波形出现明显的尖顶，且向坐标轴一侧偏置时，说明线路中同时存在交流激磁与直流激磁，再结合被测变压器3的噪声、温度和振动一起来共同判断被测变压器3的耐受直流偏磁能力，从而可以进一步提高检测的准确度。实施例2 本实施例与实施例I的区别在于被测变压器3的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，被测变压器3的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，即被测变压器3的低压绕组具有中性点引出，且所述中性点引出至被测变压器3的外部。被测变压器3的低压绕组是本实施例中要测量其耐受直流偏磁能力的一侧绕组。本实施例中的其他设备的结构、使用、以及设备间的连接关系都与实施例I相同，这里不再赘述。实施例3 本实施例与实施例I的区别在于试验变压器7的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，即试验变压器7的低压绕组具有中性点引出，且所述中性点引出至试验变压器7的外部；试验变压器7的输入端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法。被测变压器3的高压绕组是本实施例中要测量其耐受直流偏磁能力的一侧绕组。本实施例中的其他设备的结构、使用、以及设备间的连接关系都与实施例I相同，这里不再赘述。实施例4 本实施例与实施例I的区别在于被测变压器3的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，被测变压器3的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，即被测变压器3的低压绕组具有中性点引出，且所述中性点引出至被测变压器3的外部。被测变压器3的低压绕组是本实施例中要测量其耐受直流偏磁能力的一侧绕组；试验变压器7的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，即试验变压器7的低压绕组具有中性点引出，且所述中性点引出至试验变压器7的外部。试验变压器7的输入端绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法。本实施例中的其他设备的结构、使用、以及设备间的连接关系都与实施例I相同，这里不再赘述。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实 用新型的保护范围。
权利要求1.一种变压器耐受直流偏磁能力的检测装置，用于对被测变压器(3)进行检测，其包括交流电压源、试验变压器(7)以及直流电流源￠)，所述被测变压器(3)接在交流电压源与试验变压器(7)之间，或者所述试验变压器(7)接在交流电压源与被测变压器(3)之间，且试验变压器(7)的耐受直流偏磁能力大于或等于被测变压器(3)的耐受直流偏磁能力；所述被测变压器(3)以及试验变压器(7)相互连接一侧的绕组均通过中性点引出；所述两个中性点之间串接直流电流源￠)，且所述两中性点之一接地或者两中性点分别接地。
2.根据权利要求I所述的检测装置，其特征在于，所述交流电压源的输出端与被测变压器(3)的输入端的绕组相连接，所述被测变压器(3)的输出端的绕组与试验变压器(7)的输入端的绕组相连接；所述被测变压器(3)的输出端的绕组及试验变压器(7)的输入端的绕组均通过中性点引出，即被测变压器(3)的输出端的绕组通过其中性点(0')引出，试验变压器(7)的输入端的绕组通过其中性点(0)引出。
3.根据权利要求I所述的检测装置，其特征在于，所述交流电压源的输出端与试验变压器(7)的输入端的绕组相连接，所述试验变压器(7)的输出端的绕组与被测变压器(3)的输入端的绕组相连接；所述试验变压器(7)的输出端的绕组及被测变压器(3)的输入端的绕组均通过中性点引出，即试验变压器(7)的输出端的绕组通过其中性点(0)引出，被测变压器(3)的输入端的绕组通过其中性点(0')引出。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述试验变压器(7)的输入端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法，试验变压器(7)的输出端的绕组为高压绕组，其采用YN接法；所述被测变压器(3)的输入端的绕组为高压绕组，其采用YN接法，被测变压器(3)的输出端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法；或者， 所述试验变压器(7)的输入端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法，试验变压器(7)的输出端的绕组为高压绕组，其采用YN接法；所述被测变压器(3)的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，被测变压器(3)的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法；或者， 所述试验变压器(7)的输入端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，试验变压器(7)的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法；所述被测变压器(3)的输入端的绕组为高压绕组，其采用YN接法，被测变压器(3)的输出端的绕组为低压绕组，其采用d接法、y接法或者z接法；或者， 所述试验变压器(7)的输入端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法，试验变压器(7)的输出端的绕组为低压绕组，其采用yn接法；所述被测变压器(3)的输入端的绕组为低压绕组，其采用yn接法，被测变压器(3)的输出端的绕组为高压绕组，其采用D接法、Y接法或者Z接法。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括有电流互感器(9)、第一电压互感器(8)以及第二电压互感器(10)，所述电流互感器(9)串联在交流电压源的输出端与试验变压器(7)的输入端之间，用于测量线路中的激磁电流；所述第一电压互感器(8)并联在交流电压源的输出端与试验变压器(7)的输入端之间；所述第二电压互感器(10)并联在试验变压器(7)的输出端与被测变压器(3)的输入端之间；所述第一电压互感器(8)与第二电压互感器(10)均接地。
6.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述试验变压器(7)的输出端的绕组的额定绝缘水平高于或等于被测变压器(3)的输入端的绕组的额定绝缘水平。
7.根据权利要求3-6之一所述的检测装置，其特征在于，所述试验变压器(7)的输出端的绕组的中性点与被测变压器(3)的输入端的绕组的中性点在试验变压器(7)的输出端的绕组的中性点处接地，或者在被测变压器(3)的输入端的绕组的中性点处接地；试验变压器(7)的输入端的绕组、被测变压器(3)的输出端的绕组、试验变压器(7)的油箱、以及被测变压器(3)的油箱均采用一点接地法。
8.根据权利要求1-6之一所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括有电流表(4)以及电压保护装置(5)，所述电流表(4)与直流电流源￠)串联；所述电压保护装置(5)并联在直流电流源(6)与电流表⑷的两端。
9.根据权利要求1-6之一所述的检测装置，其特征在于，所述试验变压器与被测变压器(3)均采用三相电力变压器；所述交流电压源采用工频发电机(I)。
10.根据权利要求1-6之一所述的检测装置，其特征在于，所述直流电流源￠)的输出范围为0-50A。
专利摘要本实用新型提供一种变压器耐受直流偏磁能力的检测装置，用于对被测变压器(3)进行检测，其包括交流电压源、试验变压器(7)以及直流电流源(6)，所述被测变压器(3)接在交流电压源与试验变压器(7)之间，或者所述试验变压器(7)接在交流电压源与被测变压器(3)之间，且试验变压器(7)的耐受直流偏磁能力大于或等于被测变压器(3)的耐受直流偏磁能力；所述被测变压器(3)以及试验变压器(7)相互连接一侧的绕组均通过中性点引出；所述两个中性点之间串接直流电流源(6)，且所述两中性点之一接地或者两中性点分别接地。该检测装置能够测量或检验变压器在流经一定的直流电流时其耐受直流偏磁的能力。
文档编号G01R31/00GK202522634SQ20112038317
公开日2012年11月7日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者孙银年 申请人:特变电工股份有限公司