一种基于阻抗分析仪的变压器绕组材质辨识方法与流程

1.本发明属于变压器参数辨识领域，特别涉及一种利用阻抗分析仪测量变压器谐波电阻的方法。


背景技术：

2.电网是电力系统的核心组成部分，而在电网中变压器则扮演者极其重要的角色。其中，配电变压器关系着用户的消费环节，直接影响着电力系统的供电可靠性。变压器是否可靠安全运行直接关系着人们的生活和社会的稳定。国家电网为了确保配电变压器的安全可靠，与供货企业的配电变压器采购合同基本都规定采用铜导线绕组，因为铜导线有着抗腐蚀能力强、熔点高、电阻率低、热传导系数高、抗拉强度高、焊接工艺成熟等一系列的优点。但是近年来，部分厂商为了自身利益，采用铝绕组，通过改变变压器几何结构使铝变压器的铭牌参数与国网要求的铜变压器相同，供货企业成本大幅减少，与此同时给电网带来了巨大的安全隐患。国网和相关研究部门对变压器材质辨识进行了相关的研究，但是现有的一系列方法对实验设备和环境的要求较高、操作复杂，所以工程实用性较差。
3.基于谐波电阻的变压器绕组材质无损辨别方法是当今辨识方法中工程实用性相当好的一种检测方法，但是在谐波电阻的测量需要一些较大体积的设备且步骤繁琐，不便于广泛应用到实际和批量生产。为解决该问题，使得变压器谐波电阻测量的操作过程更加简单，本发明提出了用阻抗分析仪测量变压器谐波电阻从而对变压器材质进行无损辨识的方法。


技术实现要素：

4.本发明针对基于谐波电阻的变压器绕组材质识别办法，提供了用阻抗分析仪测量变压器谐波电阻从而进行变压器绕组材质辨识的方案。
5.本发明的技术方案原理包含以下内容：
6.阻抗可以通过流过被测物的电流和两端电压求出，阻抗在作为复平面上的矢量来表示；
7.阻抗分析仪的测量回路，采用的方法为自动平衡电桥法。有hc、hp、lp、lc的4端子，并将所有端子连接被测物。
8.回路概略和各端子的功能参考如下内容：
9.hc：将控制频率、振幅的测量信号外加在被测物的发生端子。可控制范围为频率几mhz～几mhz，振幅5mv～5v；
10.hp:检测被测物的hi端电位。检测回路的输入阻抗非常高，无电压下降，能准确进行电位检测；
11.lp：检测被测物的lo端电位；
12.lc：通过检测电阻将流过被测物的电流进行电压转换并检测。让lc端子的电位保持为ov；
13.lcr测试仪测量被测物中流过的电流以及被测物两端的电压后再求出z和θ。而且，l、c、r等测量参数根据z和θ计算得出。
14.本发明所提供的实验流程如图1所示，具体流程如下：
15.s1：将wk6500b阻抗分析仪和与之标配的1011夹具进行连接，将两根导线的一端夹入夹具，另一端分别连接某容量铜变压器a相绕组的一端和中性点，形成回路；
16.s2：打开阻抗分析仪，在频率50-5000hz的范围内进行扫频，绘制r-l曲线；
17.s3：保存得到的曲线，将该曲线作为基准值；
18.s4：重复步骤s1，连接待测变压器；
19.s5：重复步骤s2，对待测变压器进行扫频测量；
20.s6：将两组曲线进行对照，进而判断变压器的材质。
附图说明
21.图1是阻抗分析仪辨识变压器绕组材质流程图
22.图2是自动平衡电桥等效模型图
23.图3是实验接线图
24.图4是标准铜变压器曲线
25.图5是实验铝变压器曲线
具体实施方式
26.为了使本发明的目的和配套设备的实际效果更加清楚，下面将举具体实例来对本发明所提的方案做进一步详细描述。
27.以实验所用到的相同铭牌参数的铜、铝变压器为例。
28.铜铝变压器铭牌参数
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利用本发明实验步骤进行测量，得到50kva标准铜变压器曲线和实验铝变压器曲线分别如附图4和附图5所示，根据本发明的辨识原理可以看出待测变压器绕组的谐波电阻曲线明显大于铜变压器，因此可判定待测变压器绕组的材质为非铜。


技术特征：
1.一种基于阻抗分析仪的变压器绕组材质辨识方法的理论依据，其特征在于：绕组材质不同、基频下电气参数相同的两个变压器，随着频率的升高，两者的谐波电组的差异会越来越大，利用lcr电桥式阻抗分析仪可以测得变压器等效测试回路等效电阻和等效漏抗数据，通过绘制两者的电阻-频率变化曲线并进行比较，可以辨识铜铝变压器。2.基于权利要求1理论依据的变压器绕组材质辨识的实验方案，其特征在于，包含以下步骤：s1：将wk6500b阻抗分析仪和与之标配的1011夹具进行连接，将两根导线的一端夹入夹具，另一端分别连接某容量铜变压器a相绕组的一端和中性点，形成回路；s2：打开阻抗分析仪，在频率50-5000hz的范围内进行扫频，绘制r-l曲线；s3：保存得到的曲线，将该曲线作为基准值；s4：重复步骤s1，连接待测变压器；s5：重复步骤s2，对待测变压器进行扫频测量；s6：将两组曲线进行对照，进而判断变压器的材质。

技术总结
本发明属于变压器参数辨识领域，特别涉及一种利用阻抗分析仪测量变压器谐波电阻的方案。该方法不需要复杂繁琐的操作和大量的设备来进行测量，只需要将阻抗分析仪与变压器进行接线并进行扫频测量即可，方便快捷有效辨别同铭牌参数的铜铝变压器的绕组材质。铭牌参数的铜铝变压器的绕组材质。铭牌参数的铜铝变压器的绕组材质。


技术研发人员：陈俊晔 王亚伟 韩泽荣 尹忠东 郑志曜
受保护的技术使用者：浙江华电器材检测研究所有限公司 北京科力源能源技术有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/5/17