[发明专利]空心电抗器集成于变压器的解耦测试方法

摘要

本发明提出一种空心电抗器集成于变压器的解耦测试方法，可作为空心电抗器集成于变压器工程设计与制造的验证方法及检测环节。空心电抗器集成于变压器采用的是非正交解耦方式，本发明提出的方法适用于基于这种非正交解耦方式的变压器各绕组与各集成空心电抗绕组之间、各集成空心电抗绕组之间的解耦测试，单次测试包括对一对绕组的两次施压测试，获得两个施加电压值和两个开路感应电压值便可计算出耦合度及解耦度。在无需计算两绕组之间的互感值情况下便可获得解耦度，该测试方法装置简单，计算便捷，结果可靠。

主权项

一种空心电抗器集成于变压器的解耦测试方法，使空心电抗器集成于变压器能够实现数个空心电抗器绕组的集成，其特征在于，该测试方法不需要测量自感和互感值，只需要测量电压值，便可计算出耦合度及解耦度；该测试方法所涉及的测试量包括：各集成空心电抗器绕组与变压器各绕组之间的解耦度，各集成空心电抗器绕组之间的耦合度；对于变压器某一绕组和单个集成的空心电抗器绕组，设所述两绕组中的第一个绕组的端口电压为U₁，流通的电流为I₁，电感值为L₁；所述两绕组中的第二个绕组的端口电压为U₂，流通的电流为I₂，电感值为L₂；M为所述第一个绕组和所述第二个绕组之间的互感值；在忽略绕组电阻的情况下可得下列电压电流方程：$\begin{array}{c}{U}_1=L_1\frac{{\mathrm{dI}}_1}{dt}+M\frac{{\mathrm{dI}}_2}{dt}\\ U_2=L_2\frac{{\mathrm{dI}}_2}{dt}+M\frac{{\mathrm{dI}}_1}{dt}\end{array}---\left(1\right)$通过下述2个步骤获得4个电压值便可计算耦合度和解耦度；步骤1：保持所述第二个绕组开路，对第一个绕组施加电压U₁'，测量所述第二个绕组上的开路感应电压U′₂，根据式(1)可得：$\begin{array}{c}{U}_1^{\′}=L_1\frac{{\mathrm{dI}}_1^{\′}}{dt}\\ U_2^{\′}=M\frac{{\mathrm{dI}}_1^{\′}}{dt}\end{array}---\left(2\right)$步骤2：保持第一个绕组开路，对所述第二个绕组施加电压U″₂，测量第一个绕组上的开路感应电压U₁”，根据式(1)可得：$\begin{array}{c}{U}_1^{\′\′}=M\frac{{\mathrm{dI}}_2^{\′\′}}{dt}\\ U_2^{\′\′}=L_2\frac{{\mathrm{dI}}_2^{\′\′}}{dt}\end{array}---\left(3\right)$考虑到两个绕组之间的耦合度公式为：$k_{cp}=\frac{M}{\sqrt{L_1{L}_2}}---\left(4\right)$将式(2)、(3)代入(4)可得耦合度公式为：$k_{cp}=\sqrt{\frac{U_1^{\′\′}{U}_2^{\′}}{U_1^{\′}{U}_2^{\′\′}}}---\left(5\right)$进而计算这两个绕组之间的解耦度为：$k_{decp}=1-k_{cp}=1-\sqrt{\frac{U_1^{\′\′}{U}_2^{\′}}{U_1^{\′}{U}_2^{\′\′}}}---\left(6\right).$