[发明专利]大型油浸式变压器空、负载综合试验设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电气设备试验技术领域，尤其涉及110kV和220kV电压等级油浸式变压器空载和负载试验的现场应用装置。

背景技术

变压器空载和负载试验是油浸式电力变压器的重要试验项目。空载试验一般从电压较低的绕组施加额定电压、额定频率的正弦波，其他绕组开路，在此条件下测量变压器损耗和励磁电流。通过空载试验可以检验变压器磁路上是否存在缺陷。负载试验一般在变压器高压绕组施加额定频率的交流电压，使该绕组内的电流达到额定值，低压侧绕组短路，其他绕组（如果有）开路，测量变压器的负载损耗和短路阻抗。负载试验可以确定变压器的运行指标是否满足标准、技术协议的要求，同时，负载试验也为变压器的温升试验奠定基础。

但在实际现场中，由于被试变压器容量较大，尤其对大型油浸式电力变压器来说，所需现场试验电源的容量很大，因此每次试验都需要庞大的试验设备投入，不仅占地面积大，而且运输、搬运、接线都很不方便，同时也增大了试验测量和计算的误差。近几年国内外有研究机构对油浸式变压器空负载试验成套设备进行了尝试性研究，但由于试验设备容量不够、测量精度不高以及控制系统不完善等原因，未见广泛推广于实际生产中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型油浸式变压器空、负载综合试验设备及方法，能够对110kV和220kV电压等级电力变压器现场进行空、负载损耗测量试验，具有空、负载损耗测量试验试验结果自动计算功能，以及补偿电容器组投入电压组合及容量组合的自动计算、控制功能。

本发明的技术方案是：

大型油浸式变压器空、负载综合试验设备，大型油浸式变压器空、负载综合试验设备分为试验电源部分和测量系统；试验电源部分包括通过线路依次连接的感应调压器、中间变压器、油浸式密集型补偿电容器组及试验控制系统；测量系统包括精密测量电流互感器、电压互感器及功率分析仪。

采用所述的大型油浸式变压器空、负载综合试验设备的综合试验方法：

采用油浸式密集型补偿电容器组进行感性无功补偿，降低试验电源的容量；负载试验电容器组补偿方案步骤如下：

1、确定被试品的短路阻抗及试验额定电流；

2、根据试验额定电流的百分数来确定要施加的电压及电流，即，；

3、根据的值选择中间变压器的档位、PT的档位、电容器电压档位，根据的值选择CT的档位；

4、选择调压器容量=电源容量/1.1（本发明方案考虑10%的容量裕度），则调压器容量百分数=选择调压器容量/调压器额定容量；

5、调压器输出电流=调压器额定电流×调压器容量百分数；

6、中间变压器输出电流=调压器输出电流/中间变压器变比；

7、电容器需要补偿的电流=–中间变压器输出的电流；

8、选择电容器的补偿容量=×电容器需要补偿的电流×步骤3中选择的电容器档位下额定电压。

通过空载试验，测量变压器的空载损耗和空载电流百分比，同时可以求取：变压器的变比、变压器的励磁参数、和；空载试验可以在变压器的任何一侧进行；把电流表串联在变压器线圈侧；

空载试验时，调节外加电压为额定值，读取电压表读数、；电流表读数；功率表读数；在忽略相对较小的空载直流电阻损耗和绝缘介质损耗条件下，变压器的空载损耗等于铁心损耗，即；在忽略相对较小的漏阻抗压降条件下，空载阻抗即为励磁阻抗；

因此，根据空载测量结果可以得到：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

对于三相变压器，根据试验测得的三相功率、线电压和线电流，分别求出每相的数值后，再用式(1)~(6)来计算变压器的励磁参数，变压器变比用相电压来计算。

空载试验在低压侧进行，即低压侧加电压，高压侧开路。

通过负载试验求取变压器的负载损耗和短路阻抗，即变压器的短路电压百分值比，同时可以得到变压器的短路参数和；负载试验也可以在变压器的任何一侧进行，为了减小电压的测量误差，接线时把电压表和功率表的电压线圈并联在变压器线圈侧；

负载试验时，缓慢升高外加电压，直到短路电流达到额定值即，立即读取电压表读数、电流表读数和功率表读数，然后切断电源；测得的称为负载损耗，又称为短路损耗，它等于一、二次绕组电阻上的铜损耗，即；测得的一次侧电压称为短路电压，又称为阻抗电压，它等于额定电流在短路阻抗上产生的压降，即，则短路电压百分值比为

(7)

根据测量结果可以计算出短路参数为