[发明专利]一种变压器剩磁检测及消磁的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体地涉及一种变压器剩磁检测及消磁的方法及其装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，电力系统规模不断扩大，对电力设备的安全可靠性提出了更高的要求。电力变压器作为整个电网的“心脏”，是电力系统中安全稳定运行的关键设备。

在现场变压器交接、大修及故障后都会测量直流电阻，而大容量变压器绕组直流电阻测试时，由于变压器的容量和电感值大、等效电阻小使其时间常数变大，因此直流电阻试验过程需要很长的时间。电力变压器铁芯使用的硅钢片磁感应强度B并非与磁场强度H一一对应，而与所经历的磁状态有关。变压器磁路中的磁通是恒定的，为了缩短测试时间需强制通入很大的稳定的直流电流，这使得硅钢片产生顺磁场效应，在变压器中产生剩磁。

长期以来，变压器铁芯剩磁对变压器正常运行及保护有巨大的影响，常出现励磁涌流现象造成继电保护误动作，从而导致投切过程中跳闸现象；此外磁饱和会使励磁电流中出现大量谐波，谐波的产生会对电网电能质量造成严重的污染，使变压器无功损耗增加、寿命缩短。

综上所述，剩磁已成为变压器不稳定运行的潜在因数，而变压器剩磁一旦产生，不会自动消失，它将在正常情况下长期存在，所以我们应设法对变压器的剩磁进行检测与消除。现阶段，在国内外还没有成熟可靠的方法对变压器铁芯剩磁进行精确检测。目前国内外使用的方法主要有交流消磁法和直流消磁法，在现场试验中交流消磁法由于采用的是交流电源设备，设备笨重不便于运输，且交流消磁法无法准确判断消磁的最终结果。而直流消磁法很难最优化的控制正反向直流衰减档位的时间及消磁程序，导致不能彻底消磁。这两种方法都是大概判断消磁的最终结果，而没从剩磁检测角度来考虑剩磁的大小，从而无法准确断定变压器消磁的最终结果，因此有必要设计一种能精确检测剩磁的最终大小且便于现场运输的消磁装置，即剩磁检测和低频消磁一体装置。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种变压器剩磁检测及消磁的方法及其装置，本发明即能准确判断消磁最终结果，并达到彻底消磁的目的，又能满足试验现场空间条件和通道对设备体积和电源容量不宜过大的要求。

本发明的发明目的主要通过以下技术方案实现：

一种变压器剩磁检测及消磁的方法，包括以下步骤：

步骤1：通过数据采集模块采集试验变压器的剩余磁通含量，并将试验变压器的剩余磁通含量输入智能分析系统；

步骤2：通过人机交互界面读取试验变压器的剩余磁通含量，根据试验变压器的剩余磁通含量输入控制指令；

步骤3：通过控制采集模块采集人机交互界面输出的控制指令，并将控制指令转换为电信号输入变频调压单元；

步骤4：变频调压单元输出试验变压器消磁所需低频电压，对试验变压器消磁；

步骤5：重复所述步骤1～4，直至人机交互界面读取到由采集模块采集的试验变压器剩余磁通含量为零时，向人机交互界面输入结束消磁控制指令，消磁过程结束。

剩磁的消除与频率关系不大，而与磁感应强度B密切相关。现场试验中硅钢片剩磁一般在0.75-1.4T之间，而正常运行时变压器磁感应强度B₁在1.7T左右，当变压器运行时的磁感应强度大于剩余磁通含量时去磁效果明显，但这需要在工频下达到额定电压。根据励磁电流公式I=U/WL可知，当频率f越小W就越小，达到消磁试验所需的励磁电流时电压就越小，所需的电源容量亦越小，因此降低频率可利用小电源容量消磁设备得到与高频同样的消磁效果。

本发明通过智通分析系统准确分析和判定试验变压器的剩余磁通含量，操作人员根据人机交互界面读取的剩余磁通含量输入控制指令，控制变频调压单元向试验变压器的初级绕组输出消磁所需要的低频交流电压，从而完成对试验变压器的彻底消磁。因此本发明即能准确判断消磁最终结果，并达到彻底消磁的目的，又能满足试验现场空间条件和通道对设备体积和电源容量不宜过大的要求。

进一步的，所述数据采集模块采集试验变压器的剩余磁通含量，包括试验变压器初级绕组电流的二次谐波含量及波形偏移量。变压器剩磁的存在会使其磁通曲线发生偏移，从而影响励磁电流产生二次谐波，二次谐波含量使励磁电流的正半周期变成尖顶波，正负半周期电流波形不在对称，且剩磁含量越大，励磁电流畸变越严重，因此从二次谐波含量和波形偏移量可以准确判断变压器剩磁含量，并据此输入控制指令，控制变频调压单元的输出电压和频率，从而实现变压器彻底消磁。