[实用新型]基于交流低频加热的三相配电变压器温升试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电变压器温升试验技术领域，尤其涉及基于交流低频对变压器进行短路试验并与铁芯励磁饱和控制的短路温升试验方法。

背景技术

变压器温升试验的目的是验证变压器在额定工作条件下主体总损耗(绕组电阻损耗和铁芯励磁损耗)产生的热量与散热装置达到热平衡的温度是否符合有关标准及技术协议的要求，并验证产品结构的合理性和结构局部过热程度。它不仅关系变压器的安全性、可靠性、使用寿命，也关系变压器的制造成本。

传统的工频短路法试验，由于变压器短路阻抗中的感性分量远大于阻性分量，导致变压器的负载试验时功率因数较低。因变压器的温升加热效果或发热量仅取决于有功消耗，为对变压器进行短路法温升试验，意味着需要提供大容量的三相调压电源并辅以电容器进行无功补偿，以减小对试验供电电源容量的需求。

传统的工频短路法试验方法是按照GB1094的试验要求进行，目前测试一台变压器的温升试验需要耗费的时间较长，特别是对干式变压器目前耗时大约在24小时左右，劳动效率低下，依据目前的使用设备状况及试验人员配置数量很难完成国网对变压器抽检数量的要求。

现有的采用低频电流短路法对超高压变压器(特高压变压器基本都为单相变压器组成)进行加热的方法，加热的目的是为了使变压器干燥，加热电流远没有达到变压器的额定电流及额定温度，加之特高压变压器的高低压侧电压较高，采用低频加热时基本忽略了铁芯因频率较低所引起的磁路饱和影响。另外，现有的加热方法为首先加热变压器线圈，然后通过线圈的热量加热铁芯，使得变压器达到干燥目的。

对三相配电变压器而言，因铁芯结构为三柱式铁芯，变压器的高低压侧电压较低，低频短路法对特高压变压器进行加热的方法不适用于三相配电变压器的温升试验要求。首先，加热电源必须采用三相互为120度夹角的交流电源才可在短路侧绕组感应出短路电流，其次，要考虑频率较低时会引起变压器铁芯磁路饱和，导致铁芯局部过热损坏矽钢片间漆膜，形成片间短路导致涡流产生，引起变压器故障。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对10kV及以下电压等级的三相配电变压器温升试验，主要应用在配电变压器入网质量抽检和变压器出厂的型式试验，可满足配电变压器容量在2500kVA及以下的变压器温升试验，并通过励磁饱和控制解决因低频可能造成的铁芯过励磁状态。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种基于交流低频加热的三相配电变压器温升试验系统，包括：三相四线低压输入电源、三相可调低频变频电源、输出信号采集模块、测温传感器模块以及主控单元；

所述三相四线低压输入电源、三相可调低频变频电源和被试变压器依次串联连接，所述输出信号采集模块和测温传感器模块分别与被试变压器连接，所述主控单元与三相可调低频变频电源、输出信号采集模块以及测温传感器模块分别连接；

所述主控单元根据输出信号采集模块、测温传感器的反馈信号对三相可调低频变频电源发出调压调频指令；

所述三相可调低频变频电源根据变压器铁芯励磁饱和曲线，确定被试变压器在不同频率下对应的饱和点电压值；同时根据接收到的指令不断调整输出频率和电压值，以实现励磁饱和、频率、电压的均衡调整，实现变压器温升试验时变压器铁芯和绕组同时加热。

进一步地，采用三相可调低频变频电源对被试变压器高压侧绕组进行调频、加压，建立变压器铁芯励磁饱和曲线，确定被试变压器在不同频率下对应的饱和点电压值，以确定变压器铁芯发热量最大的励磁电流值，对变压器铁芯进行加热；

然后将变压器低压侧短路，根据变压器额定容量参数选定温升试验第一阶段所施加总损耗最优的试验频率、电流和电压幅值，三相可调低频变频电源产生三相可调交流电源，在变压器低压侧感应出短路电流，调整低频电源施加到变压器的额定电流，对绕组进行加热。

进一步地，根据变压器铁芯励磁饱和曲线，确定被试变压器在不同频率下对应的饱和点：当施加电流值增加50％，而励磁出的电压值增加不大于10％时为励磁特性曲线的拐点。

进一步地，上电后可调低频变频电源以最低电压及最低频率对被试变压器进行试验；

输出采集模块采集被试变压器的电压、电流、相位以及频率信息并将所述信息反馈至主控单元；

测温传感器模块将采集到的变压器铁芯以及高低压侧绕组的温度信息反馈至主控单元；