海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的制作方法

1.本实用新型属于海上变压器绕组直流电阻试验技术领域，尤其是涉及一种海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置。


背景技术：

2.变压器绕组直流电阻试验是出厂、交接和预防性试验的基本项目之一，也是变压器故障后的重要检查项目，其试验目的为：检查变压器绕组接头的焊接质量；检查变压器绕组有无匝间、层间短路；检查所有分接开关各分接位置接触是否良好；检查分接开关实际位置与指示是否相符；检查引出线有无断裂；检查多股导线并绕的绕组是否有短股情况；检查绕组引出线与导电杆接触是否良好。所以长期以来,测量绕组直流电阻一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一方法。
3.变压器绕组可以等效为一个电感l和一个电阻r串联，对变压器绕组进行电阻试验的时候通过绕组的直流电流存在由零到稳定值的充电过程，只有当电流达到稳定的时候，才能够进行准确的试验，而电流达到稳定需要一定的时间。海上试验环境相对陆地试验环境更加恶劣，海上试验要求“无大风、无海浪、无淋雨”的条件，而我国东南沿海受海洋性气候和大陆性气候交替影响，频繁遭遇台风、暴雨、潮汐、巨浪等极端天气，致使海上试验的时间必须缩短，分秒必争，所以非常有必要缩短海上变压器绕组直流电阻试验所需要的稳定时间。
4.稳定时间的长短与多个因素有关，其中最主要因素是时间常数，即电感l与电阻r的比值，时间常数越小，稳定时间越短，但是，一般变压器绕组的l很大，r很小，导致稳定时间很长。目前，缩短稳定时间的方法主要从减小电感l或增加电阻r入手，减小电感l主要通过增加电流实现，增加电阻r主要通过在变压器绕组的测试回路上串联电阻实现。增加电流的方式会在一定程度上出现由于测试电流过大导致测试剩磁过多的问题，所以目前普遍采用的是串联电阻的方式。但是串联电阻的方式也存在一定的缺陷，如电阻本身会对测量结果造成一定的影响，有待进一步改善。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置。
6.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
7.一种海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置，包括恒流源、微处理器及与微处理器连接的显示屏、电压测量装置，所述电压测量装置的两个测量端分别连接在恒流源的两端，所述的恒流源连接有第一引出端和第二引出端，所述的第一引出端和第二引出端分别用于连接待测变压器绕组的两端，且所述的第一引出端/第二引出端与恒流源之间串联有附加电阻。
8.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的微处理
器用于接收电压测量装置测量得到的电压值并将测量电压值显示在显示屏上。
9.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的微处理器中存储有所述附加电阻的电阻值，且所述的微处理器用于根据电压测量装置测量得到的电压值得到测量电阻值并将测量电阻值显示在显示屏上。
10.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的附加电阻为低温漂低阻值电阻。
11.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的恒流源用于提供大于或等于10a的大电流。
12.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的恒流源为具有多档位恒定直流电源的多档位恒流源。
13.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的微处理器连接有继电器，且所述继电器的常开开关 k1与所述的附加电阻并联。
14.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，所述的继电器还具有与所述附加电阻串联的常闭开关k2，且所述常开开关k1与常闭开关k2和附加电阻并联。
15.在上述的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置中，还包括连接于所述微处理器的扫描摄像头。
16.本实用新型的优点在于：
17.1、结构简单成本低，使用方便且快捷；
18.2、为测试回路串联电阻，能够减小时间常数，从而提高测试速度，满足海上试验对测试时间的严格要求；
19.3、使用大电流源进行测量，具有更快的测量速度，进一步满足海上试验对测试时间的严格要求；
20.4、采用低阻值的低温漂电阻，能够尽量减小附加电阻对测量结果的影响，从而提高测试精度；
21.5、使用继电器回路在电流稳定后断开附加电阻，并且采用的是恒流源，在断开一个阻值后只对电压造成影响，绕组变压器仍然具有稳定的电流，而电感只阻碍电流的变化，所以此时电压的变化几乎是瞬时完成的，能够在极短时间内开始读取电压值，从而既能够缩短测量时间，又能够完全避免附加电阻对测试结果造成的影响，提高测试精度。
22.6、由于电压测量装置的读取是在断开附加电阻后进行的，此时只有电压会出现变化，而电压变化又几乎是瞬时完成的，所以电路是稳定的，不易出现跳变的电压值，用户看到的电压即最终准确的电压，避免因为未稳定即抄录导致的数据不准确的问题，具有突出的实际应用效果。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例一中海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的装置结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例一中海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的电路结构框图；
25.图3为本实用新型实施例二中海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的装置结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例二中海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的电路结构框图。
27.附图标记：大电流源1；分压电阻2；电压测量装置3；第一引出端4；第二引出端5；待测变压器绕组6；微处理器7；显示屏8；继电器9。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
29.实施例一
30.如图1和图2所示，本实施例提供了一种海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置，包括恒流源1、微处理器7 及与微处理器7连接的显示屏8、电压测量装置3。恒流源1连接有第一引出端4和第二引出端5，第一引出端4和第二引出端5 分别用于连接待测变压器绕组6的两端以用于为待测变压器绕组 6通上恒流源1提供的电流，且第一引出端4/第二引出端5与恒流源1之间串联有附加电阻2。所述电压测量装置3的两个测量端分别连接在恒流源1的两端。电压测量装置3测量得到的电压值为待测变压器绕组6与附加电阻2的电压和。
31.微处理器7用于接收电压测量装置3测量得到的电压值并将测量电压值显示在显示屏8上。然后由试验人员事后通过欧姆定律自行计算待测变压器绕组6的测量电阻值。
32.或者，微处理器7中存储有附加电阻2的电阻值，微处理器 7在接收到电压测量装置3测量得到的电压值时通过欧姆定律自动得到测量电阻值后将测量电阻值显示在显示屏8上：
33.r
总阻值
＝u
和
/i
源
，r
绕组
＝r
总阻值-r
附加电阻
34.u
和
为电压测量装置3测量得到的电压值；
35.i
源
为恒流源1提供的电流值；
36.r
绕组
为待测变压器绕组6的测量电阻值；
37.r
附加电阻
为附加电阻2的电阻值。
38.优选地，本实施例所采用的附加电阻2为低温漂大功率的低阻值电阻。具体优选采用精度小于10ppm的低温漂电阻。附加电阻采用低温漂电阻，低温漂电阻的阻值随温度变化很小，而且这里进一步采用低阻值电阻，能够保证附加电阻在测试过程中温升很低，从而尽可能避免温升对附加电阻阻值的影响，使其在测试过程中的实际阻值与所存储的电阻值一致。
39.进一步地，为了进一步加快测量速度，这里的恒流源1用于提供大于或等于10a的大电流，例如20a、50a、80a等大电流，电流的选择以不会产生过多剩磁为准。
40.优选地，这里采用多档位恒流源，用户能够根据自己的需要以及待测变压器绕组6的具体情况选择其中一档进行测试。
41.本实施例的测量装置为测试回路串联电阻，能够减小时间常数，从而提高测试速度，满足海上试验对测试时间的严格要求。并且进一步采用低阻值的低温漂电阻，能够尽量减小附加电阻对测量结果的影响，从而提高测试精度。
42.实施例二
43.如图3和图4所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的微处理器7连接有继电器9，继电器9的常闭开关k2与附加电阻2串联，常开开关k1与常闭开关k2和附加电阻 2并联。
44.在投入使用时，本实施例的海上风电变压器绕组不平衡率便携式高精度测量装置的快速测试方法可以如下：
45.s1.将待测变压器绕组6的两端分别接在本装置的两个引出端；
46.s2.打开恒流源1的电源开关，在设定时间后，闭合常开开关 k1，断开常闭开关k2；断开常闭开关k2能够彻底避免附加电阻2 对测量的影响；
47.s3.电压测量装置3开始读取电压值并将结果发送给微处理器7；
48.s4.微处理器7根据电压值计算得到待测变压器绕组6的电阻值并显示在显示屏上。这里直接根据欧姆定律r
绕组
＝u
和
/i
源
得到待测变压器绕组6的电阻值。
49.电源开关串联在恒流源1与测变压器绕组6之间，且设置在本测量装置的外壳上，用户接上测变压器绕组6拨动电源开关即可为测变压器绕组6通上直流电源，当恒流源1为多档位恒流源时，可以采用旋钮式的电源开关。
50.本实施例的测量装置在针对同一变压器绕组时，所需要的稳定时间比现有技术的测量装置短很多。但是针对不同的变压器绕组，同一测量装置可能会需要不同的稳定时间，本测量装置也不例外，所以本方案优选在微处理器中存储有时间-变压器表(表1) 和时间-型号表(表2)，表2用于记录事先由厂家或其他人员经过测试得到的本测量装置在针对不同型号变压器所需要的不同稳定时间。表1用于记录厂家或其他人员整理的不同容量、类型的变压器使用本测量装置进行测试所需要的平均时间。
51.试验人员在使用本测量装置对待测变压器绕组6进行测试之前可以输入待测变压器绕组6的变压器型号，微处理器7根据用户所输入的变压器型号调取相应的时间作为设定时间。当用户不知道待测变压器型号，或者表2中没有记录相应待测变压器型号的时间时，用户也可以输入变压器容量和类型，微处理器7根据变压器容量和类型调取相应的时间作为设定时间。
52.表1：时间-变压器表
53.变压器型号时间sjl-1000/101.8ssfsz9-31500/1102.8sscb9-2000/0.4～0.23dyn111.1s
……
54.表2：时间-型号表
55.变压器容量/类型时间2000kva-干式变压器1.1s31500kva-电力变压器2.8s1000kva-油浸式变压器1.8s
……
56.进一步地，本测量装置也可以配备连接于微处理器7的扫描摄像头，用于扫描变压
器绕组上的铭牌以快速获取变压器绕组的型号以及变压器容量和类型，用户无需自行输入变压器型号或类型，从而帮助用户快速进入试验状态。
57.本实施例提供的测量装置，具有结构简单，成本低，且试验速度快等优点，解决了海上风电变压器绕组直流电阻试验设备体积过大、质量过重、试验所需时间过长，试验数据不准确，偏差较大的难题。且本实施例使用继电器回路在电流稳定后断开附加电阻，能够在极短时间内开始读取电压值，从而既能够缩短测量时间，又能够完全避免附加电阻对测试结果造成的影响，提高测试精度。并且由于电压测量装置的读取是在经过设定时间并断开附加电阻后进行的，此时只有电压会出现变化，而电压变化又几乎是瞬时完成的，所以电路是稳定的，不易出现跳变的电压值，用户看到的电压即最终准确的电压，避免因为未稳定即抄录导致的数据不准确的问题，具有突出的实际应用效果。
58.不平衡率的准确获得依赖于各绕组阻值的精确测量，通过本方案，能够快速且准确地获得绕组阻值，所以能够得到准确的不平衡率，用户可以根据变压器各绕组的测量电阻值手动计算获得不平衡率。当然，微处理器7中也可以嵌入不平衡率的计算算法，由微处理器7直接根据各相绕组的测量电阻值计算得到相应变压器的不平衡率。
59.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
60.尽管本文较多地使用大电流源1；分压电阻2；电压测量装置3；第一引出端4；第二引出端5；待测变压器绕组6；微处理器7；显示屏8；继电器9。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。