[发明专利]一种变压器有载分接开关检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器附属设备的检测领域，具体涉及一种变压器有载分接开关检测装置及检测方法，适用于带有载分接开关变压器的分接开关特性检测试验。

背景技术

目前，大型变压器事故率频发，分析原因有30%的故障是变压器有载分接开关动作异常所致，变压器有载分接开关是变压器中唯一在高电压大电流下快速运动的部件，其自身故障率相对较高，如其质量问题、装配工艺以及运行维护不到位等原因导致分接开关触头接触电阻增大在变压器运行时会过热、烧损，分接开关切换过程异常直接威胁变压器和电网的安全运行，为此在预防性试验中对变压器有载分接开关动作特性提出了检测要求，以往电力行业主要采用直流方法进行变压器有载分接开关动作特性现场试验，国内涉及变压器有载分接开关测试仪器的专利大多是基于直流方式如“电力变压器有载分接开关综合测试仪”专利号96218971、“变压器有载分接开关测试仪”专利号201010584656.4等均是基于直流方法进行试验的仪器专利，由于直流试验方法受油膜影响、当有载分接开关切换过程中变压器绕组呈感性产生反向电势引起输入电流振荡，测试结果的可信度较差、测试波形常出现无层次、断续和跳跃问题，自电力行业“DL/T265－2012变压器有载分接开关现场试验导则”颁布以来，出现了交流检测方法，对于交流方法检测的专利如“变压器有载分接开关动作特性交流测试装置”专利号200910066429.X和专利号200820030319.9，交流测试虽然解决了直流方法测试存在问题，但是现场变压器有载分接开关动作特性检测是变压器绕组与有载分接开关无法分开，检测时绕组电感和套管端部电容变化，影响检测精度，测试波形仍有一定偏差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种变压器有载分接开关检测装置及检测方法，基于倍频方法消除了电感、电容效应问题对测量结果的影响，提高测量的精度及测量结果的唯一性，为正确检测评估设备状态提供真实有效的依据。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种变压器有载分接开关检测装置，包括输入电源、输入电源控制开关、中央控制与数据处理器、隔离驱动模块和倍频电压发生器，当输入电源控制开关导通时，中央控制与数据处理器控制隔离驱动模块驱动倍频电压发生器输出预先设定频率为f₁的试验电压，试验电压经过二次滤波电路、输出控制开关通过变压器套管和变压器绕组施加到被测有载分接开关两端，电压、电流传感器与有载分接开关连接，当被测有载分接开关动作时，电压、电流传感器采集有载分接开关电流、电压，通过中央控制与数据处理器处理后传送到计算机上显示。

作为优选，所述输入电源为单向220V交流电压。

作为优选，所述试验电压为正弦波三相倍频电压。

作为优选，所述倍频电压发生器包括输入滤波模块、整流模块和三组单相逆变模块，输入电源经过输入滤波模块滤波和整流模块整流后，进入三组单相逆变模块提供检测电压，检测电压通过输出滤波模块滤波后传送到输出升压变压器，输出升压变压器输出频率为f₁的三相高电压，三相倍频输出电压频率切换与控制是中央控制与数据处理器通过控制隔离驱动模块驱动三组单相逆变模块进行的，三组单相逆变模块包括A相全桥逆变模块、B相全桥逆变模块、C相全桥逆变模块。

本发明还公开了一种变压器有载分接开关检测装置的检测方法，基于倍频正弦波检测以及利用波形解析与拟合方法，对倍频下被检测试品的电抗具有X₂=2X₁，电阻R的值不随频率变化的特点，利用以下公式（a）对测量波形解析计算，实现有载分接开关动作时其纯接触电阻及开关动作特性有效检测

2Z₁-Ζ₂=2×(R+jX₁)-(R+jX₂)=2×(R+jX₁)-(R+j2X₁)=R  （a）

其中，Z₁和X₁分别为频率为f₁时对应的阻抗和电抗，Ζ₂和X₂分别为频率为f₂时对应的阻抗和电抗，f₂=2f₁；R为电阻。

该检测方法基于本发明公开的检测装置，包括以下步骤：