[发明专利]一种电力变压器低频加热临界频率计算及自动控制方法

说明书

本发明公开了一种电力变压器低频加热临界频率计算及自动控制方法，所述自动控制方法包括以下步骤：被试变压器低压侧短路，被试变压器高压侧通入低频电流；预先设定变压器铁芯饱和临界频率f_g；通过调节低频加热电源输出电压U₁来控制被试变压器绕组电流，进而实现变压器油箱温度控制。本发明采用预先设定变压器铁芯饱和临界频率f_g的方法有效防止了变压器铁芯饱和，延长了铁芯的使用寿命，达到了变压器高效干燥的目的。

技术领域

本发明涉及变压器设备技术领域，更具体涉及一种电力变压器低频加热临界频率计算及自动控制方法。

背景技术

变压器作为电力系统运行的核心部件之一，其良好的绝缘性能是电力系统安全运行的重要保障。绝缘材料中的水分对电力变压器，尤其是高压电力变压器的绝缘影响非常大。由于直流电压的分布由材料电阻率决定，含水量的变化直接导致绝缘材料的电阻率变化，从而导致电场局部畸变，严重时还有可能导致放电击穿事故，严重影响变压器的运行安全。

大型变压器现场安装过程中，防止受潮是最关键的环节。目前现场干燥处理的方法为滤油机热油循环法，处理时间长、效率低，尤其在环境温度较低时，无法加热到工艺要求温度，从而难以达到理想的干燥效果。

变压器低频短路加热干燥法是在传统工频短路法的基础上发展起来的一种绝缘干燥方法，采用低频短路加热法进行变压器绝缘加热处理，可以明显减小所需电源容量，降低施压端所加电压，并无需专门无功补偿装置，克服了工频条件下短路加热存在的主要问题。

变压器采用低频短路法加热干燥器身时，施加在变压器绕组电源频率越低，电源功率因数越高，设备体积越小，试验越经济。但低频下变压器铁芯很容易饱和，当铁芯饱和时变压器铁芯将过热，导致硅钢片间绝缘损坏，甚至造成铁芯融化等严重故障。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种电力变压器低频加热临界频率计算及自动控制方法，以解决采用低频短路法加热干燥变压器时，当铁芯饱和时变压器铁芯将过热，导致硅钢片间绝缘损坏，甚至造成铁芯融化等严重故障的问题，以防止变压器铁芯饱和，以延长铁芯的使用寿命，以达到变压器高效干燥的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种电力变压器低频加热临界频率计算方法，包括以下具体步骤：

S1、根据变压器主磁通φ_m计算公式，确定施加在变压器高压侧的电压与频率应满足的约束条件；

S2、由变压器等效短路电路，得到施加在变压器高压侧绕组端电压；

S3、将所述步骤S2中施加在变压器高压侧绕组端电压带入到所述步骤S1中变压器高压侧的电压与频率应满足的约束条件内，得到变压器铁芯饱和临界频率f_g表达式。

进一步优化技术方案，所述变压器主磁通φ_m计算公式为：

式中：E₁—高压侧空载感应电势；U_1N—高压侧额定电压；f_N—额定频率；N₁—高压侧绕组匝数；

施加在变压器高压侧的电压与频率应满足的约束条件为：

联立得：

低频加热时，当变压器高压侧电压与频率的变化满足上式时，能够保证变压器铁芯处于非饱和状态。

进一步优化技术方案，所述步骤S2中，施加在变压器高压侧绕组端电压为：

式中：