[发明专利]基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力行业变压器维护技术领域，尤其是基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置及控制方法。

背景技术

大型油浸式电力变压器是电力系统的核心，在长期的运行中，特别是处于恶劣条件下，变压器的电气寿命和机械寿命会急剧下降。如果未能及时发现变压器的绝缘故障，不仅会影响整个变电站的安全运行，同时还会造成大面积停电事故，带来严重的经济损失，甚至是威胁到人身安全。

传统变压器油纸绝缘状态的诊断方法主要有油中溶解气体分析(DGA，Dissolved Gas-in-oil Analysis)、油中糠醛含量分析法以及绝缘纸聚合度分析法。这些方法可以在一定程度上反映变压器油纸绝缘的老化状态，但是一般要通过吊芯取纸样，不仅操作复杂，误差大，而且具有破坏性，不宜在现场使用。

回复电压法（简称RVM，Return Voltage Measurement）是利用电介质在直流电场作用下会发生极化现象，从而在其内部产生电场，再经过一段时间的去极化后，该电场的变化就称为回复电压。通过检测该电压的变化情况来分析变压器的油纸绝缘状况。回复电压法是近年来新出现的一种无损、抗干扰能力强、可以反映变压器油纸绝缘状态信息的检测方法。根据国内外的研究成果，一般来说，变压器的绝缘状态可以用三个特征参数来表征，分别是回复电压最大值(Urmax)、回复电压初始斜率(Si)和中心时间常数(tcdom)。RVM是一种非破坏性试验，其测试原理简单，接线方便，它不仅可以对运行很久的变压器绝缘状态进行评估，还可以对维修前后的变压器进行检测，为变压器的状态评估与维护提供了新的检测手段，应用前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置，以期克服传统破坏性试验测试变压器油纸绝缘状态存在的技术缺陷。本发明另一目的是提供一种基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置的控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置，包括测试装置控制单元1、高压直流电源模块4、开关模块5、回复电压采集单元6；所述测试装置控制单元1通过USB2.0接口分别与开关模块5、回复电压采集单元6连接；所述开关模块5由USB/串口转接器和继电器构成，所述高压直流电源模块4由控制电路和转换电路构成；高压直流电源模块4一端通过开关模块5的继电器S1与被测变压器低压绕组16连接，另一端与被测变压器高压绕组15连接；所述回复电压采集单元6一端与开关模块5的继电器S3连接；另一端与被测变压器高压绕组15连接；测试装置控制单元1通过控制开关模块的继电器S1、S2、S3的通断来实现高压直流电压施加于变压器的高压侧、中压侧和低压侧任意两者之间，实现回复电压信号的采集。

所述变压器油纸绝缘状态测试装置，所述回复电压采集单元6由滤波电路8、A/D转换电路9，电压信号处理单元10、光/电转换电路11和USB接口电路12构成。

进一步地，所述变压器油纸绝缘状态测试装置，所述的测试装置控制单元1还包括基于回复电压法的专家评估系统2、回复电压测试系统数据库3。

进一步地，所述变压器油纸绝缘状态测试装置，所述的测试装置控制单元1通过光/电转换电路11与电压信号处理单元10连接，以获取上传数据或下达指令。

更进一步地，所述变压器油纸绝缘状态测试装置，所述的高压直流电源模块4的电压输出范围为0~2000VDC，电流输出范围为0~5A，回复电压采集单元的采集速率为10个/秒。

更进一步地，所述基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置的控制方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

（1）开始上电；（2）程序初始化；（3）询问通信是否正常，如果回答否，返回第（2）步，如果回答是，继续进入下一步；（4）设置测试参数；（5）启动测试程序；（6）询数据采集是否完成，如果回答否，返回第（6）步，如果回答是，继续进入下一步；（7）评估结果、显示、存储；（8）询问是否打印，如果回答否，进入第（10）步，如果回答是，进入下一步；（9）打印结果，（10）结束。

高宗宝（2011）研究论文指出，回复电压法是一种评估绝缘系统油质好坏的有效方法，可以通过比较测得的极化谱图形来评估变压器油的绝缘状况。利用回复电压现场测试方法，对典型变压器的回复电压现场测试结果进行了分析，认为老化比水分含量对回复电压测试结果的影响更大，中心时间常数对老化特别敏感，可以用来诊断变压器油纸绝缘状态。本发明则基于上述理论基础进行了装置的研发。