一種熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法與流程

本發明涉及變壓器短路試驗技術領域，尤其涉及一種熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法。

背景技術：

變壓器是電力系統中十分重要的設備之一，它的運行狀況不僅影響其本身的安全，而且影響著整個電力系統運行的穩定性和可靠性。電網經常由于雷擊、繼電保護誤動或拒動等造成短路，短路電流的強大沖擊可能使變壓器受損，因此，需要通過短路試驗研究變壓器的抗短路能力。

目前的變壓器短路試驗是按照gb1094.5-2008標準在變壓器上直接施加一定的電壓進行試驗，測量變壓器的最大短路電流，最大短路電流的越大，變壓器的抗短路能力越強。

但是，變壓器在實際運行過程中由于帶有一定的負載，變壓器繞組存在熱效應，當變壓器發熱時，其抗短路能力將發生變化，上述短路試驗是在不考慮變壓器熱效應的情況下進行的，導致測試的最大短路電流不準確。因此，有必要研究熱效應對變壓器抗短路能力的影響。

技術實現要素：

本發明提供了一種熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，所述方法包括：

對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路，其中，所述總損耗為待測變壓器的空載損耗和負載損耗之和；

測試所述待測變壓器的油溫；

如果所述待測變壓器的油溫穩定，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗；

對升溫后的所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1；

將所述待測變壓器降至環境溫度，對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2；

對比所述i1和i2，獲得熱效應對所述待測變壓器抗短路能力的影響。

優選地，所述待測變壓器的油溫穩定包括：

計算所述待測變壓器每個小時的油溫變化；

當連續三個小時所述油溫變化均小于1k時，則所述待測變壓器的油溫穩定。

優選地，所述對升溫后的所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1，包括：

對升溫后的所述待測變壓器的任一相進行短路試驗，獲取升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1。

優選地，所述對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2，包括：

對降至環境溫度下的所述待測變壓器的任一相進行短路試驗，獲取環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2。

優選地，所述對所述待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路包括：

通過發電機的調壓器和功率表獲得所述總損耗，并將所述總損耗施加到所述待測變壓器的高壓端，將所述低壓端的任一相短路。

本發明提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本發明實施例提供的熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，包括：對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路，其中，所述總損耗為待測變壓器的空載損耗和負載損耗之和；測試所述待測變壓器的油溫；如果所述待測變壓器的油溫穩定，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗；對升溫后的所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1；將所述待測變壓器降至環境溫度，對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2；對比所述i1和i2，獲得熱效應對所述待測變壓器抗短路能力的影響。本發明實施例提供的熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，適用于任意類型的變壓器，通過對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路，模擬待測變壓器實際運行工況，測量升溫后的待測變壓器的短路電流和環境溫度下的待測變壓器的最大短路電流，根據這兩個最大短路電流對比得到熱效應對變壓器抗短路能力的影響。本方法測試結果準確、簡單易操作。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種變壓器溫升測試裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種變壓器短路電流測試裝置的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法的流程示意圖。

具體實施方式

本發明實施例提供的熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，基于熱效應對變壓器抗短路能力的影響試驗系統來實現，熱效應對變壓器抗短路能力的影響試驗系統包括變壓器溫升測試裝置和變壓器短路電流測試裝置。在具體實施過程中，如圖1所示，所示變壓器溫升測試裝置包括第一發電機g1、第一中間變壓器d1，第一發電機g1與第一中間變壓器d1的低壓端電連接，第一中間變壓器d1的高壓端與待測變壓器y任一相的高壓端電連接，待測變壓器y中相對應的一相的低壓端短路連接。在具體實施過程中，第一中間變壓器d1的高壓端與待測變壓器y的a相高壓端電連接，待測變壓器y的a相低壓端短路連接。

當然，在具體實施過程中，第一中間變壓器d1的高壓端可以與待測變壓器y的b相高壓端電連接，待測變壓器y的b相低壓端短路連接；或者，第一中間變壓器d1的高壓端可以與待測變壓器y的c相高壓端電連接，待測變壓器y的c相低壓端短路連接。

為了方便調節第一發電機g1給待測變壓器y施加的功率為待測變壓器y的總損耗，所述待測變壓器y的高壓端還接入功率表，第一發電機g1還與調壓器連接。功率表用于顯示第一發電機g1給待測變壓器y施加的功率，調壓器用于調節第一發電機g1發出的電源大小，用戶可通過調節調壓器，使發電機給待測變壓器y施加的功率為待測變壓器y的總損耗，其中，待測變壓器y的總損耗為待測變壓器的空載損耗和負載損耗之和。

另外，所述變壓器溫升測試裝置還包括測溫器件，所述測溫器件用于測試待測變壓器y的油溫。

在本發明實施例中，第一中間變壓器d1用于將第一發電機g1輸出的電壓進行升壓。

為了補償待測變壓器y的感性無功，第一中間變壓器d1的高壓端還通過一補償電容器c接地，在具體實施過程中，第一中間變壓器d1的高壓端與補償電容器c的一端電連接，補償電容器c的另一端接地。在本發明實施例中，補償電容器c可以采用額定電壓為11kv，額定容量為3×334kvar的電容器，補償電容器c可以為一個電容器，也可以是多個電容器的串聯。

變壓器短路電流測試可以采用gb1094.5中規定到短路電流測試方法，變壓器短路電流測試裝置具體可以如圖2所示，包括第二發電機g2、第一電壓互感器p1、第二電壓互感器p2、第三電壓互感器p3、電抗器l、第一斷路器k1、第二斷路器k2、第三斷路器k3、電流互感器a和第二中間變壓器d2。

其中，第一電壓互感器p1的兩端、第一斷路器k1的兩個輸入端分別與第二發電機g2的兩個輸出端電連接；電抗器l的兩端分別與第一斷路器k1的兩個輸出端電連接；第二斷路器k2的兩個輸入端分別與第一斷路器k1的兩個輸出端電連接、兩個輸出端分別與第二中間變壓器d2的低壓端電連接，第二中間變壓器d2的高壓端電連接第二電壓互感器p2的兩端；第三斷路器k3的兩個輸入端也與第二中間變壓器d2的高壓端電連接，其中一個輸出端通過電流互感器a與第三電壓互感器p3的一端電連接，另外一個輸出端直接與第三電壓互感器p3的另一端電連接；待測變壓器y的高壓端分別與第三電壓互感器p3的兩端電連接、低壓端短接。第一電壓互感器p1用于測量第二發電機g2輸出的電壓；第二電壓互感器p2用于測量經第二中間變壓器d2升壓后的電壓；第三電壓互感器p3用于測量加到待測變壓器y高壓端的實際電壓。

在具體實施過程中，第一發電機g1和第二發電機g2可以采用同一個發電機，第一中間變壓器d1和第二中間變壓器d2可以采用同一個中間變壓器，在此不做具體限定。

本發明實施例提供一種熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，適用于任意類型的變壓器，如圖3所示，所述方法包括：

步驟s100：對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路。

其中，所述總損耗為待測變壓器的空載損耗和負載損耗之和。在具體實施過程中，溫升測試可采用如圖1所示的變壓器溫升測試裝置進行測試。

為了模擬待測變壓器實際運行工況，在所述待測變壓器的高壓端施加總損耗、低壓端短路，使待測變壓器升溫。

在具體實施過程中，對所述待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路包括：

通過第一發電機的調壓器和功率表獲得所述總損耗，并將所述總損耗施加到所述待測變壓器的高壓端，將所述低壓端的任一相短路。

第一發電機的輸出電壓經第一中間變壓器升壓，經第一中間變壓器升的高壓加到待測變壓器高壓端的兩端，通過功率表測加到待測變壓器高壓端的功率，通過第一發電機的調壓器調整發電機的輸出電壓，至功率表的示數為待測變壓器的總損耗時，停止調壓。

步驟s200：測試所述待測變壓器的油溫。

通過測溫器件實時測試所述待測變壓器的油溫，在具體實施過程中，所述待測變壓器的油溫可以為待測變壓器y的頂層油溫。

步驟s300：如果所述待測變壓器的油溫穩定，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗。

在一種可能的實施例中，所述待測變壓器的油溫穩定包括：

步驟s301：計算所述待測變壓器每個小時的油溫變化。

根據實時測量的所述待測變壓器的油溫，計算每個小時的油溫變化。

步驟s302：當連續三個小時所述油溫變化均小于1k時，則所述待測變壓器的油溫穩定。

當所述待測變壓器油溫穩定時，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗。在具體實施過程中，關閉第一發電機，拆掉待測變壓器的高壓端與中間變壓器的連接。

步驟s400：對升溫后的所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1。

在本發明實施例中，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗后，迅速進行短路試驗，測量所述待測變壓器的短路電流。對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗后，按照如圖2所示的變壓器短路電流測試裝置組裝電路，按照gb1094.5-2008標準規定，對所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后待測變壓器的最大短路電流i1，其中，所述升溫后待測變壓器的最大短路電流為升溫后所述待測變壓器可承受的最大短路電流。

在一種可能的實施方式中，步驟s400的具體實施方式，包括：

對升溫后的所述待測變壓器的任一相進行短路試驗，獲取升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1。

在具體實施過程中，閉合第一斷路器k1、第二斷路器k2、第三斷路器k3，可通過第二發電機g2的調壓器調節第二發電機g2輸出的電壓，對待測變壓器進行短路試驗，當待測變壓器的短路阻抗超過至gb1094.5-2008標準規定時，從電流互感器a上讀取升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1。

當然，在具體實施過程中，也可對升溫后的所述待測變壓器的三相逐相進行短路試驗，獲取每相的最大短路電流，用戶可根據實際情況具體設定，在此不再做具體限定。

步驟s500：將所述待測變壓器降至環境溫度，對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2。

在一種可能的實施方式中，所述對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2的具體實施方式，包括：

對降至環境溫度的所述待測變壓器的任一相進行短路試驗，獲取環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2。

在具體實施過程中，待所述待測變壓器冷卻至環境溫度后，閉合第一斷路器k1、第二斷路器k2、第三斷路器k3，可通過第二發電機g2的調壓器調節第二發電機g2輸出的電壓，對待測變壓器進行短路試驗，當待測變壓器的短路阻抗超過至gb1094.5-2008標準規定時，從電流互感器a上讀取環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2。

當然，在具體實施過程中，也可對環境溫度下的所述待測變壓器的三相逐相進行短路試驗，獲取每相的最大短路電流，用戶可根據實際情況具體設定，在此不再做具體限定。

步驟s600：對比所述i1和i2，獲得熱效應對所述待測變壓器抗短路能力的影響。

在具體實施過程中，可以計算δi/i2，其中，所述δi＝i2-i1，δi/i2為升溫后變壓器可承受最大短路電流減小的比例，即熱效應對所述變壓器抗短路能力的影響。

本發明實施例提供的熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，包括：對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路，其中，所述總損耗為待測變壓器的空載損耗和負載損耗之和；測試所述待測變壓器的油溫；如果所述待測變壓器的油溫穩定，對所述待測變壓器的高壓端停止施加總損耗；對升溫后的所述待測變壓器進行短路試驗，測量升溫后所述待測變壓器的最大短路電流i1；將所述待測變壓器降至環境溫度，對降至環境溫度的所述待測變壓器進行短路試驗，測量環境溫度下所述待測變壓器的最大短路電流i2；對比所述i1和i2，獲得熱效應對所述待測變壓器抗短路能力的影響。本發明實施例提供的熱效應對變壓器抗短路能力影響的試驗方法，適用于任意類型的變壓器，通過對待測變壓器高壓端施加總損耗、低壓端短路，模擬待測變壓器實際運行工況，測量升溫后的待測變壓器的短路電流和環境溫度下的待測變壓器的最大短路電流，根據這兩個最大短路電流對比得到熱效應對變壓器抗短路能力的影響。本方法測試結果準確、簡單易操作。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里發明的公開后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

以上所述的本發明實施方式并不構成對本發明保護范圍的限定。