CN108120895A - 一种振荡波检测变压器绕组变形回路及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种振荡波检测变压器绕组变形回路及方法，回路包括直流高压电源，直流高压电源电连接至变压器的一次绕组的三相中性点，直流高压电源与一次绕组间设置有短接开关，短接开关一端电连接至直流高压电源与一次绕组间，另一端接地；一次绕组的每相的套管电容的末屏电连接有分压电容，分压电容的两端均连接至波形测量分析装置，分压电容均接地。本申请利用短接开关闭合接地，形成对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗或励磁阻抗振荡回路，利用波形测量分析装置测量一次绕组的三相电压响应曲线，分析比较三相电压响应曲线判断变压器绕组是否变形。本申请适用于变压器绕组变形潜伏性故障检测。
Description
技术领域
本申请涉及变压器绕组状态评估检测的技术领域，具体涉及一种振荡波检测变压器绕组变形回路及方法。
背景技术
电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。变压器在遭受短路电流冲击或运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象，它将直接影响变压器的安全运行。据统计，110kV及以上电力变压器绕组轻度变形的潜伏性故障，是导致电力变压器损坏及电网故障的主要原因之一。现有的绕组变形主要检测方法有频响法、阻抗法，频响法测量电压低、测量结果不直观、无法定量判断，需通过分析变压器结构、运行情况、常规试验测量结果等资料，并结合频响曲线的横、纵向比较才能做出综合判断；短路阻抗法是应用最早的变压器绕组变形检测方法，但对于绕组轻度变形不容易发现。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本申请提出了一种振荡波检测变压器绕组变形回路及方法，回路结构简单，检测信号强，变压器绕组变形准确度高，适用于变压器绕组变形潜伏性故障检测。
为了实现以上目的，本申请所采用的技术方案为：
一种振荡波检测变压器绕组变形回路，包括直流高压电源，直流高压电源电连接至变压器的一次绕组的三相中性点，直流高压电源与一次绕组间设置有短接开关，短接开关一端电连接至直流高压电源与一次绕组间，另一端接地；所述一次绕组的每相上均设置有套管电容和若干对地杂散电容，每相的套管电容的末屏电连接有分压电容，分压电容的两端均连接至波形测量分析装置，所述分压电容均接地；所述一次绕组充直流电压后，闭合短接开关，形成对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置测量一次绕组的三相电压响应曲线，根据三相电压响应曲线判断变压器绕组是否变形。
所述变压器的一次绕组为星型绕组。
所述变压器的一次绕组的三相首端均悬空。
所述变压器的一次绕组的三相首端均电连接有补偿电容，补偿电容的一端接地。
所述变压器的二次绕组通过短接导线短接。
所述直流高压电源包括与电源连接的直流高压发生器，直流高压发生器电连接至变压器的一次绕组的三相中性点，直流高压发生器接地，短接开关一端电连接至直流高压发生器与一次绕组间。
所述直流高压发生器连接220V交流电源，直流高压发生器与短接开关间设置保护电阻。
一种振荡波检测变压器绕组变形的方法，包括：
首先将直流高压电源电连接至变压器的一次绕组的三相中性点，将短接开关一端电连接至直流高压电源与一次绕组间，另一端接地，在每相的套管电容的末屏电连接分压电容，并将分压电容接地，波形测量分析装置连接分压电容的两端；
然后通过直流高压电源向一次绕组充直流电压，控制短接开关闭合，形成对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置测量一次绕组的三相电压响应曲线；
最后根据测量得到的三相电压响应曲线，分析比较三相电压响应曲线的频率、振荡时间、三相波形的一致性、方差和均差判断变压器绕组是否变形。
所述方法中变压器的一次绕组的三相首端均悬空；或者对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗或励磁阻抗振荡回路的振荡波持续时间小于3个周期时，变压器的一次绕组的三相首端均电连接补偿电容，补偿电容的一端接地。
所述方法中若形成对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗振荡回路时，变压器的二次绕组通过短接导线短接。
与现有技术相比，本申请利用直流高压电源在变压器的一次绕组的三相中性点施加直流高压电，并在直流高压电源与一次绕组间设置短接开关，短接开关一端电连接至直流高压电源与一次绕组间，短接开关另一端接地，利用短接开关闭合接地，形成对地杂散电容、套管电容和一次绕组对二次绕组的漏抗或励磁阻抗振荡回路，每相的套管电容的末屏电连接有分压电容，分压电容的两端均连接至波形测量分析装置，利用波形测量分析装置测量一次绕组的三相电压响应曲线，分析比较三相电压响应曲线的频率、振荡时间、三相波形的一致性、方差和均差判断变压器绕组是否变形，本申请的试验回路简单、检测信号强、具有电压高及准确度高等特点，适用于变压器绕组变形潜伏性故障检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的回路电气原理图；
图2为本申请的检测方法流程图；
其中，1-直流高压发生器、2-短接导线、3-二次绕组、4-波形测量分析装置、5-补偿电容、6-分压电容、7-变压器、R为保护电阻、K1为短接开关、C0为套管电容、C1为对地杂散电容、Lm为一次绕组。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本申请作进一步的解释说明。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1，本申请包括直流高压电源，直流高压电源电连接至变压器7的一次绕组Lm的三相中性点，直流高压电源与一次绕组Lm间设置有短接开关K1，短接开关K1一端电连接至直流高压电源与一次绕组Lm间，另一端接地；一次绕组Lm的每相上均设置有套管电容C0和若干对地杂散电容C1，每相的套管电容C0的末屏电连接有分压电容6，分压电容6的两端均连接至波形测量分析装置4，分压电容6均接地；一次绕组Lm充直流电压后，闭合短接开关K1，形成对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置4测量一次绕组Lm的三相电压响应曲线，根据三相电压响应曲线判断变压器绕组是否变形。
变压器7的一次绕组Lm为星型绕组，变压器7的一次绕组Lm的三相首端均悬空；或者对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗或励磁阻抗振荡回路的振荡波持续时间小于3个周期时，变压器7的一次绕组Lm的三相首端均电连接有补偿电容5，补偿电容5的一端接地。
若形成对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗振荡回路时，变压器7的二次绕组3通过短接导线2短接。
进一步优化地，直流高压电源包括与电源连接的直流高压发生器1，直流高压发生器1电连接至变压器7的一次绕组Lm的三相中性点，直流高压发生器1接地，短接开关K1一端电连接至直流高压发生器1与一次绕组Lm间。直流高压发生器1连接220V交流电源。直流高压发生器1与短接开关K1间设置保护电阻R。
另外，利用变压器漏抗或励磁阻抗与电容型套管电容、绕组对地的杂散电容及外加补偿电容之间构成的振荡回路，检测变压器绕组变形。将直流电压施加点在一次绕组首端，通过两个短接开关，即先将直流高压回路断开，再在一次绕组中性线与地接通，亦能够实现变压器绕组变形的检测。
本申请将变压器一次星型绕组悬空或接入接地的补偿电容，二次绕组短接，在变压器星型绕组中性点连接线上施加直流电压后将其迅速接地，测量回路的电压响应波形，由直流高压发生器1、保护电阻R、短接开关K1及波形测量分析装置4、补偿电容5、分压电容6等构成。通过测量一次绕组三相电压波形，并进行横向、纵向的频率、幅值、振荡时间、相关度等比较分析，从而检测变压器绕组变形。本申请具有试验回路简单、检测信号强、电压高及准确度高等特点，适用于变压器绕组变形故障检测。
实施例1：变压器7的对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗振荡回路，变压器7的二次绕组3通过短接导线2短接，变压器7的一次绕组Lm的三相中性点连接直流高压发生器1，直流高压发生器1接地，直流高压发生器1与短接开关K1间设置保护电阻R，短接开关K1一端电连接至直流高压发生器1与一次绕组Lm间，另一端接地，直流高压发生器1连接220V交流电源。变压器7的一次绕组Lm的三相首端均悬空，或者变压器7的一次绕组Lm的三相首端均电连接有补偿电容5，补偿电容5的一端接地。一次绕组Lm的每相的套管电容C0的末屏电连接有分压电容6，分压电容6的两端均连接至波形测量分析装置4，分压电容6均接地。
实施例2：变压器7的对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的励磁阻抗振荡回路，二次绕组3不需要短接，变压器7的一次绕组Lm的三相中性点连接直流高压发生器1，直流高压发生器1接地，直流高压发生器1与短接开关K1间设置保护电阻R，短接开关K1一端电连接至直流高压发生器1与一次绕组Lm间，另一端接地，直流高压发生器1连接220V交流电源。变压器7的一次绕组Lm的三相首端均悬空，或者变压器7的一次绕组Lm的三相首端均电连接有补偿电容5，补偿电容5的一端接地。一次绕组Lm的每相的套管电容C0的末屏电连接有分压电容6，分压电容6的两端均连接至波形测量分析装置4，分压电容6均接地。
参见图2，振荡波检测变压器绕组变形的方法，包括以下步骤：
首先直流高压发生器1连接220V交流电源，直流高压发生器1电连接至变压器7的一次绕组Lm的三相中性点，将短接开关K1一端电连接至直流高压发生器1与一次绕组Lm间，另一端接地，直流高压发生器1与短接开关K1间设置保护电阻R，在每相的套管电容C0的末屏电连接分压电容6，并将分压电容6接地，波形测量分析装置4连接分压电容6的两端；方法中变压器7的一次绕组Lm的三相首端均悬空；或者对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗或励磁阻抗振荡回路的振荡波持续时间小于3个周期时，变压器7的一次绕组Lm的三相首端均电连接补偿电容5，补偿电容5的一端接地。方法中若形成对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗振荡回路时，变压器7的二次绕组3通过短接导线2短接；
然后通过直流高压发生器1向一次绕组Lm充直流电压，控制短接开关K1闭合，形成对地杂散电容C1、套管电容C0和一次绕组Lm对二次绕组3的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置4测量一次绕组Lm的三相电压响应曲线；
最后根据测量得到的三相电压响应曲线，分析比较三相电压响应曲线的频率、振荡时间、三相波形的一致性、方差和均差等判断变压器绕组是否变形。
本申请在利用变压器绕组漏抗或励磁阻抗与电容型套管及绕组的对地杂散电容构成铁磁振荡检测绕组变形原理的基础上，通过在变压器星型绕组中性点连接线施加直流电压后将其迅速接地，测量回路的电压响应波形，回路由直流高压发生器1、保护电阻R、短接开关K1、短接导线2、波形测量分析装置4、补偿电容5和分压电容6构成。
本申请巧妙地利用利用变压器漏抗或励磁阻抗与电容型套管、绕组对地的杂散电容及外加补偿电容之间构成的振荡回路，通过在变压器星型绕组中性点连接线施加直流电压后将其迅速接地，测量回路的电压响应波形，具有试验回路简单、检测信号强、电压高及准确度高等特点，适用于变压器绕组变形潜伏性故障检测。
需要说明的是，诸如术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，包括直流高压电源，直流高压电源电连接至变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相中性点，直流高压电源与一次绕组(Lm)间设置有短接开关(K1)，短接开关(K1)一端电连接至直流高压电源与一次绕组(Lm)间，另一端接地；所述一次绕组(Lm)的每相上均设置有套管电容(C0)和若干对地杂散电容(C1)，每相的套管电容(C0)的末屏电连接有分压电容(6)，分压电容(6)的两端均连接至波形测量分析装置(4)，所述分压电容(6)均接地；所述一次绕组(Lm)充直流电压后，闭合短接开关(K1)，形成对地杂散电容(C1)、套管电容(C0)和一次绕组(Lm)对二次绕组(3)的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置(4)测量一次绕组(Lm)的三相电压响应曲线，根据三相电压响应曲线判断变压器绕组是否变形。
2.根据权利要求1所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述变压器(7)的一次绕组(Lm)为星型绕组。
3.根据权利要求1所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相首端均悬空。
4.根据权利要求1所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相首端均电连接有补偿电容(5)，补偿电容(5)的一端接地。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述变压器(7)的二次绕组(3)通过短接导线(2)短接。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述直流高压电源包括与电源连接的直流高压发生器(1)，直流高压发生器(1)电连接至变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相中性点，直流高压发生器(1)接地，短接开关(K1)一端电连接至直流高压发生器(1)与一次绕组(Lm)间。
7.根据权利要求6所述的一种振荡波检测变压器绕组变形回路，其特征在于，所述直流高压发生器(1)连接220V交流电源，直流高压发生器(1)与短接开关(K1)间设置保护电阻(R)。
8.一种振荡波检测变压器绕组变形的方法，其特征在于，包括：
首先将直流高压电源电连接至变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相中性点，将短接开关(K1)一端电连接至直流高压电源与一次绕组(Lm)间，另一端接地，在每相的套管电容(C0)的末屏电连接分压电容(6)，并将分压电容(6)接地，波形测量分析装置(4)连接分压电容(6)的两端；
然后通过直流高压电源向一次绕组(Lm)充直流电压，控制短接开关(K1)闭合，形成对地杂散电容(C1)、套管电容(C0)和一次绕组(Lm)对二次绕组(3)的漏抗或励磁阻抗振荡回路，通过波形测量分析装置(4)测量一次绕组(Lm)的三相电压响应曲线；
最后根据测量得到的三相电压响应曲线，分析比较三相电压响应曲线的频率、振荡时间、三相波形的一致性、方差和均差判断变压器绕组是否变形。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法中变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相首端均悬空；或者对地杂散电容(C1)、套管电容(C0)和一次绕组(Lm)对二次绕组(3)的漏抗或励磁阻抗振荡回路的振荡波持续时间小于3个周期时，变压器(7)的一次绕组(Lm)的三相首端均电连接补偿电容(5)，补偿电容(5)的一端接地。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法中若形成对地杂散电容(C1)、套管电容(C0)和一次绕组(Lm)对二次绕组(3)的漏抗振荡回路时，变压器(7)的二次绕组(3)通过短接导线(2)短接。
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