专利名称：一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法
技术领域：
本发明属于电力设备测量技术领域，涉及一种对电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻进行自动测量的方法。
背景技术：
电力变压器是电力系统的主要设备，对于电网安全可靠的运行具有重要意义，对电力变压器进行绝缘状态等试验是保证其安全运行的重要措施。试验实践表明测量电力变压器的介质损耗因数和绝缘电阻是判断电力变压器绝缘状态的一种有效手段，是电力变压器进行交接及预防性等试验的主要项目。测量介质损耗因数主要用来检查变压器的状态受潮、油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷等；测量绝缘电阻能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污、以及贯穿性的集中缺陷。因电力变压器的外壳直接接地，目前现场采用交流电桥反接法来测量电力变压器的介质损耗因素，试验时需将测量绕组各相短接加压，非测量绕组各相短接接地。按照国家电力行业标准DL/T474.3 - 2006《现场绝缘试验实施导则介质损耗因数tan S试验》的要求，测量大容量3绕组变压器需要按照如下步骤实施(I)低压绕组短接加压，高压、中压绕组短接接地；(2)中压绕组短接加压，高压、低压绕组短接接地；(3)高压绕组短接加压，中压、低压绕组短接接地；(4)高压、中压绕组短接加压，低压绕组短接接地；(5)高压、中压和低压绕组短接加压；同时测量装在三相变压器上的任一只高压套管的介质损耗因数和电容时，相同电压等级的三相绕组及中性点必须短接加压，将非测量的其他绕组三相短接接地，采用正接法，对套管一个一个的进行测量。如上所述，如果要完整的测量一个大型电力变压器以及变压器上的高压套管，就有可能需要拆装连接线17次，由于大型变压器体积庞大(有可能高达4米)，采用人工方式拆接连线不仅费时费力，而且还极有可能误接线引起测量上的误差甚至安全上的隐患。同理目前测量变压器绝缘电阻时，也是依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线端短接加压，其余各非被测绕组都短接接地。与测量变压器介质损耗因数不同的是，为避免绕组上残余电荷导致偏大的测量误差，测量前应将被测绕组短接接地，其放电时间应不少于2分钟。不难看出，测量变压器绝缘电阻也需要进行多次拆接线，也存在着由此引起的测量误差以及安全上的隐患。
发明内容
针对目前测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻存在的在试验过程中需要多次拆接线的问题，本发明提出了一种在目前数字化测量的基础上进行自动测量的方法。该方法无需在测量过程中拆接连线，只要在开始进行试验时接好连线，就能自动测量出变压器各绕组对地的介质损耗因数、变压器各绕组套管的介质损耗因数以及变压器的绝缘电阻，中间试验过程无需拆接连线。在本发明中还可以通过通讯接口把试验数据上传至上位机。在整个试验过程中通过控制高压继电器和切换开关来选择绕组状态和测量项目从而代替人工接线是本发明的创新点。本发明包括高压继电器、切换开关、介质损耗测量反接模块、介质损耗测量正接模块、绝缘电阻测量模块等。其中，高压继电器用来控制变压器绕组在测量过程中的状态力口压或者接地；切换开关用来选择变压器测量项目介质损耗因数或者绝缘电阻；介质损耗测量反接模块用来测量变压器的介质损耗因数；介质损耗测量正接模块用来测量变压器绕组套管的介质损耗因数，其能够与绝缘电阻模块或介质损耗正接测量模块同时测量；绝缘电阻测量模块用来测量变压器的绝缘电阻。各模块的组合与切换，根据实际测量需求决定。测量方法如下将变压器同一侧绕组短接后与对应高压继电器相连，高压继电器个数与变压器绕组组数对应，按照国家电力行业标准DL/T474.3 - 2006《现场绝缘试验实施导则介质损耗因数tan S试验》及《电力设备交接和预防性试验规程》的要求，切换相应绕组的高压继电器，被测绕组对应的高压继电器切换至高压，非被测绕组对应的高压继电器切换至地端，切换开关选择相应测试模块，当只有一个测试模块时，切换开关可省略。本发明有益效果是可以实现对电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的自动化测量，整个测量过程自动切换绕组状态，无需人工干预，不仅能减小测量误差，还能减轻工作强度，提高工作效率。
图1为同时测量某双绕组变压器介质损耗因数和绝缘电阻的示意 图2为同时测量某大型3绕组变压器介质损耗因数和绝缘电阻的示意 图3为同时测量某大型3绕组变压器介质损耗因数和绝缘电阻的示意图，介质损耗测量正接模块拆分为小模块，使得每一只被测绕组套管配套一个测量模块，这种方法也同样适用于图1测量双绕组变压器；
图4为单独测试三绕组变压器介质损耗因数的示意 图5为单独测试三绕组变压器绕组对地的介质损耗因数示意图，包括介质损耗测量正接模块；
图6为单独测试三绕组变压器绕组对地的介质损耗因数示意 图7为单独测试变压器绝缘电阻的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。在图1至图7中，虚线框I内为被测电力变压器部分，虚线框2内为实施例内容。同时测量双绕组变压器的介质损耗因数和绝缘电阻的具体实现过程如下(参考图1)1.测量变压器介质损耗因数
(1)切换开关切换到测量介质损耗因数状态，高压接口输入交流高压；
(2)继电器2切换至高压，继电器I切换至地端，介质损耗反接测量模块测量低压侧绕组跟高压以及变压器外壳之间的介损值；
(3)介质损耗正接测量模块测量低压侧绕组套管的介损值； (4)继电器I切换至高压，继电器2换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压侧绕组跟低压及变压器外壳之间的介损值；
(5)介质损耗正接测量模块测量高压侧绕组套管的介损值；
(6)继电器I和继电器2切换至高压，介质损耗反接测量模块测量高压、低压侧绕组跟变压器外壳之间的介损值。2.测量变压器绝缘电阻值
(1)切换开关切换到测量绝缘电阻状态，高压接口输入直流高压；
(2)继电器I和继电器2切换到地端，持续对地放电两分钟；
(3)继电器2切换至高压，继电器I切换至地端，绝缘电阻测量模块测量低压侧绕组跟高压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(4)继电器2切换至高压，继电器I切换至地端，绝缘电阻测量模块测量高压侧绕组跟低压及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(5)继电器I和继电器2切换至高压，绝缘电阻模块测量高压、低压侧绕组跟变压器外壳之间的绝缘电阻值。同时测量三绕组变压器介质损耗因数和绝缘电阻的具体实现过程如下(参考图2或图3)1.测量变压器介质损耗因数
(1)切换开关切换到测量介质损耗因数状态，高压接口输入交流高压；
(2)继电器3切换至高压，继电器I和继电器2切换至地端，介质损耗反接测量模块测量低压侧绕组跟中压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(3)介质损耗正接测量模块测量低压侧绕组套管的介损值；
(4)继电器2切换至高压，继电器I和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量中压侧绕组跟低压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(5)介质损耗正接测量模块测量中压侧绕组套管的介损值；
(6)继电器I切换至高压，继电器2和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压侧绕组跟中压、低压以及变压器外壳之间的介损值；
(7)介质损耗正接测量模块测量高压侧绕组套管的介损值；
(8)继电器I和继电器2切换至高压，继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压、中压侧绕组跟低压以及变压器外壳之间的介损值；
(9)继电器1、继电器2和继电器3切换至高压，介质损耗反接测量模块测量高压、中压和低压侧绕组跟变压器外壳之间的介损值。2.测量变压器绝缘电阻值
(1)切换开关切换到测量绝缘电阻状态，高压接口输入直流高压；
(2)继电器1、继电器2、继电器3切换到地端，持续对地放电两分钟；
(3)继电器3切换至高压，继电器I和继电器2切换至地端，绝缘电阻测量模块测量低压侧绕组跟中压、高压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(4)继电器2切换至高压，继电器I和继电器3切换至地端，绝缘电阻测量模块测量中压侧绕组跟低压、高压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(5)继电器I切换至高压，继电器2和继电器3切换至地端，绝缘电阻测量模块测量高压侧绕组跟中压、低压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(6)继电器I和继电器2切换至高压，继电器3切换至地端，绝缘电阻模块测量高压、中压侧绕组跟低压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(7)继电器1、继电器2和继电器3切换至高压，绝缘电阻测量模块测量高压、中压和低压侧绕组跟变压器外壳之间的绝缘电阻值。本发明也可以在图1、图2或图3的基础上进行修改，使得本发明可以对变压器介质损耗因数和变压器绝缘电阻的其中一项单独进行测试。下面的叙述以三绕组大型变压器为例进行说明。在图4中，实现变压器介质损耗因数自动测量的实现方法有高压继电器、介质损耗测量反接模块和介质损耗正接模块等构成。实现步骤如下
(1)继电器3切换至高压，继电器I和继电器2切换至地端，介质损耗反接测量模块测量低压侧绕组跟中压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(2)介质损耗正接测量模块测量低压侧绕组套管的介损值；
(3)继电器2切换至高压，继电器I和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量中压侧绕组跟低压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(4)介质损耗正接测量模块测量中压侧绕组套管的介损值；
(5)继电器I切换至高压，继电器2和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压侧绕组跟中压、低压以及变压器外壳之间的介损值；
(6)介质损耗正接测量模块测量高压侧绕组套管的介损值；
(7)继电器I和继电器2切换至高压，继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压、中压侧绕组跟低压以及变压器外壳之间的介损值；
(8)继电器1、继电器2和继电器3切换至高压，介质损耗反接测量模块测量高压、中压和低压侧绕组跟变压器外壳之间的介损值。在进行变压器介质损耗因数测量时，有时只需要测量变压器绕组对地的介质损耗值，图5和图6都可以完成此测量，具体的实现过程如下
(1)继电器3切换至高压，继电器I和继电器2切换至地端，介质损耗反接测量模块测量低压侧绕组跟中压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(2)继电器2切换至高压，继电器I和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量中压侧绕组跟低压、高压以及变压器外壳之间的介损值；
(3)继电器I切换至高压，继电器2和继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压侧绕组跟中压、低压以及变压器外壳之间的介损值；
(4)继电器I和继电器2切换至高压，继电器3切换至地端，介质损耗反接测量模块测量高压、中压侧绕组跟低压以及变压器外壳之间的介损值；
(5)继电器1、继电器2和继电器3切换至高压，介质损耗反接测量模块测量高压、中压和低压侧绕组跟变压器外壳之间的介损值。对于只对变压器绝缘电阻的测量，图7就能实现其功能，具体实现过程如下
(1)继电器1、继电器2、继电器3切换到地端，持续对地放电两分钟；
(2)继电器3切换至高压，继电器I和继电器2切换至地端，绝缘电阻测量模块测量低压侧绕组跟中压、高压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(3)继电器2切换至高压，继电器I和继电器3切换至地端，绝缘电阻测量模块测量中压侧绕组跟低压、高压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(4)继电器I切换至高压，继电器2和继电器3切换至地端，绝缘电阻测量模块测量高压侧绕组跟中压、低压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(5)继电器I和继电器2切换至高压，继电器3切换至地端，绝缘电阻模块测量高压、中压侧绕组跟低压以及变压器外壳之间的绝缘电阻值；
(6)继电器1、继电器2和继电器3切换至高压，绝缘电阻测量模块测量高压、中压和低压侧绕组跟变压器外壳之间的绝缘电阻值。
权利要求
1.一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，包括高压继电器、切换开关、介质损耗测量反接模块、介质损耗测量正接模块和绝缘电阻测量模块；所述的高压继电器，用来控制变压器绕组在测量过程中的状态；所述的切换开关，用来选择变压器测量项目；所述的介质损耗测量反接模块，用来测量变压器的介质损耗因数；所述的介质损耗测量正接模块，用来测量变压器绕组套管的介质损耗因数；所述的绝缘电阻测量模块，用来测量变压器的绝缘电阻；各模块的组合与切换，根据实际测量需求决定，其特征在于将变压器同一侧绕组短接后与对应高压继电器相连，高压继电器个数与变压器绕组组数对应，按照国家电力行业标准DL/T474. 3 - 2006《现场绝缘试验实施导则介质损耗因数 tan δ试验》及《电力设备交接和预防性试验规程》要求的测量内容，切换相应绕组的高压继电器，被测绕组对应的高压继电器切换至高压，非被测绕组对应的高压继电器切换至地端， 切换开关选择相应测量模块，当只有一个测试模块时，切换开关可省略。
2.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的高压继电器根据测量进程，实时切换变压器绕组的状态加压或者是接地。
3.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的切换开关根据测试需求，进行通道切换选择测量变压器介质损耗因数或是变压器绝缘电阻值。
4.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的介损损耗测量反接模块和介质损耗正接模块，在对变压器进行反接测试时， 也同时进行变压器绕组套管的测量。
5.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的高压继电器、介质损耗测量反接模块及介质损耗测量正接模块，可以单独对变压器的介质损耗因数及变压器绕组套管的介质损耗因数进行测量。
6.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的高压继电器及介质损耗测量反接模块，可以单独对变压器的介质损耗因数进行测量。
7.根据权利要求1所述的一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法，其特征在于所述的高压继电器及绝缘电阻测量模块，可以单独对变压器的绝缘电阻进行测量。
全文摘要
本发明公开了一种测量电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的方法。目前的人工方式拆接连线不仅费时费力，而且还极有可能误接线引起测量上的误差甚至安全上的隐患。本发明包括高压继电器、切换开关、介质损耗测量反接模块、介质损耗测量正接模块、绝缘电阻测量模块。测量方法如下将变压器同一侧绕组短接后与对应高压继电器相连，高压继电器个数与变压器绕组组数对应，按照国家电力行业标准及试验规程要求，切换相应绕组的高压继电器，被测绕组对应的高压继电器切换至高压，非被测绕组对应的高压继电器切换至地端，切换开关选择相应测试模块。本发明可实现自动化测量，不仅能减小测量误差，还能减轻工作强度，提高工作效率。
文档编号G01R27/26GK103018576SQ20121052114
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者胡维兴 申请人:杭州西湖电子研究所