[发明专利]一种基于缩比模型的特高压换流变压器冲击耐压试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及特高压直流输电设备试验领域，具体是一种基于缩比模型的特高压换流变压器冲击耐压试验方法。

背景技术

近年来，多条特高压直流输电线路建成投运，还有多条直流输电线路正在规划，同时也在研究更高电压等级的特高压直流输电技术。作为直流输电工程中的重要设备之一，特高压换流变压器的稳定性和可靠性对整个直流输电系统的安全运行有着至关重要的作用。

在投入运行前，根据标准要求，特高压换流变压器在现场必须进行冲击试验。特高压换流变压器的技术水平高，制造工艺复杂，电压等级高，在现场进行试验的难度高，而且只能获取入口电压波形和中性点电流波形，无法对冲击电压作用下换流变压器的内部特性进行研究，一旦出现问题，很难查找其具体原因，需要对试验关键技术进行研究。

然而，如果采用大型试验设备进行研究，成本高，而且难以获取所需的相关试验数据，没有相关试验数据，又难以改进试验技术。降低试验成本，缩短试品制造周期，测量获取合理的相关试验数据，对换流变压器的冲击耐压试验研究有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于缩比模型的特高压换流变压器冲击耐压试验方法，该缩比模型试验所需的设备电压等级降低，可精简试验步骤，降低试验成本，缩短试验周期，并能研究不同故障情况下的绕组电压分布特性，为故障诊断和绝缘设计提供依据。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于缩比模型的特高压换流变压器冲击耐压试验方法，包括如下步骤：

步骤一，根据基于缩比理论设计的缩比模型结构，对内部线圈结构建模仿真，得到缩比模型绕组的电容、电感和电阻的分布参数，然后模拟实际的试验设备搭建回路，通过调整电压源电容参数和电阻参数获得所需试验波形；

步骤二，在缩比模型上设置多个引出抽头以获取所需试验波形；

步骤三，根据仿真所得分布参数和设计要求制作实际的主电容C₁、波前电阻R₁、放电电阻R₂、采样电阻R₃，连接组成试验回路，根据试验波形对试验回路的电容参数和电阻参数进行调整，最终得到所需试验波形；

步骤四，确定冲击电压源参数后，在低电压等级下进行试验，首先测量冲击电压下各个引出抽头的电压分布特性；利用设置的引出抽头模拟不同的故障情况，通过试验得到典型故障情况下内部绕组上电压波形及中性点电流波形，分析研究典型故障情况下的绕组电压分布特性及绕组传递函数特性，同时与仿真结果进行对比分析；

步骤五，通过分析研究得到冲击电压下的绕组正常情况及故障情况下的电压分布特性，利用缩比关系反推得到原特高压换流变的电压分布特性。

进一步的，主电容C、火花间隙G、波前电阻R1和放电电阻R2依次串联连接，波前电阻R1和放电电阻R2的节点经电阻分压器接地，特高压换流变压器缩比模型的网侧绕组与放电电阻R2并联连接，特高压换流变压器缩比模型设置与测量设备连接的引出抽头，特高压换流变压器缩比模型的中性点经采样电阻R₃接地。

进一步的，利用设置的引出抽头模拟不同的故障情况具体为：利用设置的引出抽头模拟接地故障，利用引出抽头两两组合模拟不同的短路故障。

进一步的，所述短路故障包括匝间短路、匝地短路。

本发明具有如下有益效果：

与直接进行特高压换流变压器冲击耐压试验对其绝缘性能测试评估相比，本发明采用缩比模型进行冲击耐压试验，对其绝缘性能进行评估测试，可以降低成本，缩短周期，而且能够获得正常与故障情况下的冲击电压下各绕组的电压分布特性，可以为特高压换流变压器冲击电压下的故障诊断提供依据；由于缩比模型体积小，电压等级低，试验回路元件配置简化，试验调试更加方便，因此也可以降低试验的成本，并得到原模型试验不能获取的试验数据。

附图说明

图1是本发明基于缩比模型的特高压换流变压器冲击耐压试验方法的接线图；

图2是原模型典型线圈首端时域电压分布波形；

图3是本发明缩比模型典型线圈首端时域电压分布波形。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。