[发明专利]一种铁心电抗器匝间绝缘测试用间歇式感应耐压试验装置及试验方法

说明书

技术领域：

本发明涉及铁心电抗器匝间绝缘测试技术领域，具体涉及一种铁心电抗器匝间绝缘测试用间歇式感应耐压试验装置及试验方法。

背景技术：

随着电力系统的发展，单线圈的应用越发广泛，其中单线圈主要为电抗器。无论是铁心电抗器还是干式空心电抗器，在所有的运行事故中，其线圈匝间绝缘损坏事故占大多数。为了保证匝间绝缘的可靠性，除了运行部门采取一定的防护措施，把过电压限制在一定的幅值以下外，更重要的是电抗器制造部门要提高匝间绝缘的制造质量，并采取合理有效的试验方法、试验标准和试验设备，将有碍电抗器安全运行的具有缺陷的线圈剔除，保证新电抗器有足够的匝间绝缘水平，减少电抗器烧毁事故的发生。传统的铁心电抗器匝间绝缘试验方法主要为雷电冲击法，此方法冲击起始电压分布不均匀，影响匝间绝缘试验的有效性，一旦有匝间绝缘在试验时出现故障，电抗器总阻抗变化很小，难以及时发现缺陷。

发明内容：

为克服上述技术问题，本发明提供了一种铁心电抗器匝间绝缘测试用间歇式感应耐压试验装置和试验方法，其是基于DSP和CPLD作为主控制器，以绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为开关器件的变频系统，能够自由输出频率在50-400Hz之间实时可调、电压幅值稳定50kV、试验电压分布均匀、初始相位角实时可控的交流电，并可实现对被试品电压与电流的实时采样，分析电压和电流的相角关系，可实时对被试品优劣状况作出评估。

本发明的铁心电抗器匝间绝缘测试用间歇式感应耐压试验装置，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括主控单元、驱动单元及采样单元，所述主控单元包括CPLD和DSP，CPLD和DSP由双口RAM进行连接，所述DSP连接显示屏；所述驱动单元包括逆变电路和全控整流电路，所述CPLD分别连接信号多分模块和全控整流电路，信号多分模块经驱动电路连接逆变电路，所述采样单元包括电流检测电路和电压检测电路，电压检测电路和电流检测电路均经调理电路和外部A/D转换电路连接CPLD。

作为本发明的进一步改进，所述逆变电路连接有滤波电路，滤波电路连接升压电路。由滤波电路对逆变电路输出的电压脉冲进行滤波，再由升压电路对电压脉冲进行升压后施加到被试电抗器上。

作为本发明的进一步改进，所述逆变电路是采用IGBT作为开关器件的单相桥式PWM脉宽调制电路。

作为本发明的进一步改进，所述升压电路为变压器T。

作为本发明的进一步改进，所述电压检测电路为阻容分压电路，方便得到较低电压。

作为本发明的进一步改进，所述电流检测电路为电流互感器。

本发明的铁心电抗器匝间绝缘测试用间歇式感应耐压试验方法，采用的技术方案在于包括以下步骤：

一、通过显示屏向DSP内输入试验电抗器所需的试验电压，DSP将此试验电压的数据写入双口RAM内；

二、CPLD读取双口RAM内的试验电压数据，并根据该数据给定试验电压，输出特定幅值和频率的电压信号施加在被试电抗器的两端；

三、由电压检测电路和电流检测电路对被试电抗器的实际电压和实际电流进行采样后输送给CPLD，CPLD将采样数据写到双口RAM的不同地址中；

四、DSP从双口RAM的另一侧读取电压采样数据和电流采样数据，并计算采样电压和采样电流之间的相位关系，即两者的相位差，再将此相位差写回双口RAM内；

五、将试验电压的大小加压到30％-50％后由显示屏向DSP内输入，CPLD读取加压后的试验电压并再次施加到被试电抗器的两端，同样由电压检测电路和电流检测电路对加压后被试电抗器的实际电压和实际电流进行采用并输送给CPLD，CPLD再将该采样数据写到双口RAM的不同地址中，然后DSP再次从双口RAM的另一侧读取加压后的电压采样数据和电流采样数据，并计算加压后的采样电压和采样电流的相位差，再将此相位差作为标准相位差并写回双口RAM内；

六、将步骤四的相位差和步骤五的标准相位差进行比较以判断被试电抗器绝缘的优劣情况。

进一步地，所述相位差的计算过程为：

控制器DPLD对采集到的电压信号和电流信号进行离散化处理，形成一个由500个离散点组成的标准正弦函数数值组SIN[500]，离散点间隔为5us，则500个点正好为8倍频正弦函数，以第一个点为起点对得到的电压、电流离散点进行数点操作，得到两者由负值到正值过零点时的数目，分别记为N与n，则两者的相位差为